مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

آشکارسازی مسیرهای طوفان گردوغبار ورودی غرب ایران با استفاده از مدل پخش لاگرانژی ذرات HYSPLIT

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشجوی دکتری مدیریت جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
چکیده
در سال‌‌های اخیر پدیده گردوغبار در مقیاس جهانی و به‌خصوص در منطقه خاورمیانه به معضل و چالش جدی تبدیل‌شده است. با استناد به اثرات تغییر کاربری اراضی و اقلیم، امروزه فراگیرترین و زیان‌بارترین بحران زیست‌محیطی کشور، بروز رویداد طوفان گردوغبار قلمداد شده است. این پژوهش در نواحی غرب ایران با هدف آشکارسازی مسیرهای حرکت طوفان‌های گردوغبار ورودی به استان کرمانشاه با استفاده از مدل HYSPLIT انجام‌شده است. ردیابی و پایش مسیر طوفان گردوغبار در سطح وسیع و بهره‌گیری از روش‌هایی که باوجود دقت و سرعت ‌بالا از هزینه کمتری نیز برخوردار باشد، بسیار اهمیت دارد؛ بنابراین طی این پژوهش از داده‌های GDAS برای آشکارسازی و مسیریابی حرکت طوفان گردوغبار مدل پخش لاگرانژی در محیط مدل HYSPLIT استفاده‌شده است. برای این منظور گردوغبار سه روز 29 تا 31 اردیبهشت سال 1402 در استان کرمانشاه انتخاب شد. مدل‌سازی با روش ردیابی پسگرد به‌منظور تعیین مسیر حرکت ذرات گردوغبار در 6 ساعت قبل از وقوع پدیده موردنظر در چهار سطح 500، 1000، 1500 و 2000 متری اجرا گردید. درنهایت نقشه‌های آشکارسازی مسیر و ردیابی سامانه‌های جوی و ذرات هوا در سطوح فشاری در دو فرمت pdf و KML به دست آمد. آشکارسازی مسیر حرکت ذرات گردوغبار نشان داد که اغلب مسیرها از مناطق شمالی و مرکزی کشورهای همسایه‌‌، عراق و سوریه و عربستان می‌گذرد. همچنین نتایج حاکی از این بود که محدوده‌ای در حدفاصل مناطق مرزی غرب کشور، شمال و مرکز عراق، سوریه و همچنین عربستان منشأ طوفان‌های گردوغبار غرب ایران هستند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Detection of Dust Storm Pathways in Western Iran Using the HYSPLIT Lagrangian Particle Dispersion Model

نویسنده English

Jalilian Shadi
Ph.D. Student, Department of Forest management, Faculty of Forest Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resource (GUASNR), Gorgan, Iran.
چکیده English

In recent years, the phenomenon of dust storms has become a serious global issue, particularly in the Middle East region. Today, the most widespread and damaging environmental crisis in the country is the occurrence of dust storm events, attributed to land use and climate change effects. This study was conducted in western Iran with the aim of detecting the entry paths of dust storm events into Kermanshah province using the HYSPLIT model. Tracking and monitoring the path of dust storms on a wide scale and using methods that are both accurate and fast, but also cost-effective, is of great importance. Therefore, in this study, GDAS data were used to detect and route the movement of dust storms using the Lagrangian dispersion model in the HYSPLIT environment. For this purpose, the dust storm from the 19th to the 21st of May, 2023, in Kermanshah province was selected. Modeling was performed using the backtracking method to determine the movement path of dust particles 6 hours prior to the desired occurrence in the 500, 1000, 1500 and 2000-meter levels. Finally, maps of the path detection and tracking of weather systems and air particles at pressure levels were obtained in both PDF and KML formats. Detection of the movement path of dust particles showed that often the paths pass through the northern and central regions of neighboring countries such as Iraq, Syria, and Saudi Arabia. Additionally, the results indicated that the source of dust storms in western Iran lies in a region between the border regions of western Iran, northern and central Iraq, Syria, and Saudi Arabia.

کلیدواژه‌ها English

Simulation
FNL data
Backward method
Kermanshah
اشرفی، خ.، شفیع‌پور مطلق، م.، و اصلمند، ع. (1392). بررسی مسیرهای طوفان‌های گردوغبار بر روی ایران با بکارگیری مدل‌سازی عددی و تصاویر ماهواره‌ای. محیط‌زیست، 56، 3-12.
انصاری، ا.، و جمشیدی، ر. (1397). شناسایی چشمه‌ها و ردیابی مسیرهای ورود توفان‌های گرد‌و‌غبار از منابع داخلی به کلان‌شهر اراک با استفاده از مدل HYSPLIT. علوم محیطی، (1)16، 110-101.
آرامی، س.ع.، کریمی سنگچینی، ا.، و دیناروند، م. (1401). ردیابی طوفان‌های شدید گردوغبار در جنوب غرب ایران با استفاده از مدل HYSPLIT. کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش‌ازدور در برنامه‌ریزی، (1)13، 17-7.
علیزاده، ط.، رضایی بنفشه، م.، گودرزی، غ.، و شیخ قادری، س.ه. (1400). ردیابی و شبیه‌سازی عددی طوفان گردوغبار در شهر کرمانشاه. مدیریت بیابان، (2)9، 62-47.
محمدی مرادیان، ج.، و حسین زاده، س.ر. (1394). پایش ماهواره‌ای و تحلیل همدید پدیده‌ی گردوغبار در کلان‌شهر مشهد طی دوره آماری 2013-2009. جغرافیا و مخاطرات محیطی، (2)4، 35-57.
محمدی، ف.، کمالی، س.، و اسکندری، م. (1394). ردیابی منابع گردوغبار در سطوح مختلف جوّ تهران با استفاده از مدل HYSPLIT. جغرافیا و مخاطرات محیطی، (4)4، 39-54.
حسینی، س.ا.، و رستمی، د. (1397). واکاوی و ردیابی پدیده گردوغبار در جنوب و جنوب شرق ایران با استفاده از مدل HYSPLIT و اصول سنجش ازدور. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، (3)5، 109-103.
نبی بیدهندی، غ.، جوانمرد، س.، زهتابیان، غ.، و موسوی، س.م. (1400). کاربرد مدل‌های WRF-Chem و HYSPLIT در بررسی کانون و مسیر گردوغبار (موردمطالعه: طوفان گردوغبار سپتامبر 2015 در کلان‌شهر تهران). هواشناسی و علوم جو، (1)4، 44-30.
یارمرادی، ز.، نصیری، ب.، محمدی، غ.ح.، و کرمپور، م. (1398). تحلیل و ردیابی مسیرهای ورود توفان‌های گردوغبار به شرق ایران با استفاده از مدل پخش لاگرانژی ذرات HYSPLIT. پژوهش‌های فرسایش محیطی، (1)9، 44-27.
Ashrafi, K., Shafiepour-Motlagh, M., Aslemand, A., and Ghader, S. (2014). Dust storm simulation over Iran using HYSPLIT. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 12(9), 1-9.
‏Behyar, M.B. (2015). Zoning risk degree of climatic phenomena and dust storms in roads network of the country using satellite data. Geographical Research Quarterly, 30(2), 103-112.
Borna, E., Kiani Sadr, M., and Hosseini, S.A. (2021). Linking ground-satellite observations with HYSPLIT Back trajectory modeling to identify dust sources affecting Western Iran: A case study in Lorestan province. Environmental Health Engineering and Management Journal, 8(2), 77-86.
Draxler, R.R., Draxler, B., Stunder, G., and Rolph, A. (2016). HYSPLIT4 user’s guide Version 4-Last Revision: February 2016, report, NOAA, (Available at http://www.arl.noaa.gov/ documents/reports/hysplit_user_guide.pdf)
Draxler, RR., and Rolph, GD. (2011), HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory). Model access via NOAA ARL READY Website (http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php), NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD.
Farsani, M. H., Shirmardi, M., Alavi, N., Maleki, H., Sorooshian, A., Babaei, A., Asgharnia, H., Bagherian Marzouni, M., and Goudarzi, G. (2018). Evaluation of the relationship between PM10 concentrations and heavy metals during normal and dusty days in Ahvaz, Iran. Aeolian Research, 33, 12-22.‏
Li, J., Garshick, E., Al-Hemoud, A., Huang, S., and Koutrakis, P. (2020). Impacts of meteorology and vegetation on surface dust concentrations in Middle Eastern countries. Science of the Total Environment, 712, 136597.‏
Shao, Y., and Dong C.H. (2006). A review on East Asian dust storm climate, modelling and monitoring. Global and Planetary Change, 52(1- 4), 1–22.
Stunder B. J. B. (1997). NCEP Model Output– FNL ARCHIVE DATA, TD-6141, Prepared for National Climatic Data Center (NCDC), This document and archive grid domain maps are also available at http://www.arl.noaa.gov/ss/transport/archives.html.
Wang, Y., Stein, A.F., Draxler, R.R., Rosa, J.D., and Zhang, X. )2011(. Global sand and dust storms in 2008: Observation and HYSPLIT model verification. Atmospheric Environment, 45(35), 6368-6381.
 

  • تاریخ دریافت 22 شهریور 1402
  • تاریخ بازنگری 10 دی 1402
  • تاریخ پذیرش 25 بهمن 1402