بخشی از مقاله
چکیده
پدیده گردوغبار یکی از معضلات مهم مناطق خشک و نیمه خشک جهان است که در سال هاي اخیر به دلیل تغییر اقلیم، خشکسالی و تغییر کاربري اراضی افزایش قابل توجهی داشته است. به منظور کاهش خسارات و آسیب هاي این پدیده در این مناطق، نیاز به مدیریت، پایش و تعیین پراکنش گردوغبار وجود دارد. سنجش از دور یکی از فن آوري هاي مفید براي بررسی رویدادهاي گردوغبار، شناسایی منابع و پراکنش گردوغبار است. در این مطالعه، پس از مرحله ي پیش پردازش و تصحیحات مورد نیاز بر روي تصویر ماهواره اي مربوطه، براي آشکارسازي گردوغبار استان، شاخص آشکارسازي گردوغبار اتمسفري بر روي آن اعمال گردید. طبق یافته هاي حاصل از این پژوهش و تصویر بدست آمده از شاخص GDDI در تیر ماه گرد و غبار در جهت وزش باد غالب شرقی در کل استان پخش میشود.
مقدمه
آلودگی هوا امروزه به صورت یکی از مشکلات بزرگ زیست محیطی و اقتصادي در سراسر جهان مطرح شده و این مسئله به ویژه در شهرهاي بزرگ صنعتی، به صورت مشکل حادتري مطرح می شود. آلودگی هوا سبب افزایش شدید انواع بیماریهاي تنفسی، پوستی، نقص هاي مادرزادي، ضعف جسمانی و بسیاري امراض دیگر شده، همچنین سبب افزایش بی رویه هزینه هاي جاري به منظور حذف این آلودگیها میشود - روحانی و همکاران، . - 1385 از این رو در بسیاري از کشورهاي صنعتی پیشرفته به منظور حفظ سلامت انسان ها و جلوگیري از تخریب محیط زیست برنامه هاي کنترل آلاینده هاي هوا از دهه ي نخستین قرن بیستم به کار گرفته شده است.
دخل و تصرف انسان در محیط زیست به وسیله مواد یا انرژي ها باعث به خطر افتادن سلامت بشر، آسیب به منابع، سیستمهاي اکولوژي و ایجاد تداخل در استفاده ي قانونمند از محیط زیست می شود - بیگلري و همکاران، . - 1394 امروزه گردوغبار جز مسایل و مشکلات جدي زیست محیطی در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران و بخصوص اصفهان است و از آنجایی که روي کیفیت و آلودگی هوا، سلامت، حاصلخیزي خاك، قدرت دید، اقتصاد و بسیاري از جنبه هاي اجتماعی و زیست محیطی جامعه تاثیر گذار است، ارزیابی توزیع آنها در مناطق مختلف از اهمیت مهمی برخوردار است. تولید گردوغبار توسط دامنه وسیعی از فاکتورهاي طبیعی و انسانی تحت تاثیر قرار می گیرد.
ذرات میتوانند تا هزاران کیلومتر منتقل شوند و در طول انتقال، بطور مداوم طی فرایندهاي فرونشست خشک و مرطوب از اتمسفر جدا شده و بر سطح فرود آیند - سلحشوري و همکاران، . - 139 ترکیب و مورفولوژي ذرات گردوغبار میتواند بواسطه ي جذب عناصر گازي و واکنش هاي ترکیبی با ذرات دیگر در طول مسیر حمل در اتمسفر تغییر یابد. ذرات ریز گردوغبار می توانند آلاینده ها، خصوصا ترکیبات شیمیایی یا مورفولوژي و کانی شناسی خاص را حمل کنند - همدم جو و همکاران، . - 1394 خاك پدیده اي است که با پیچیدگی هاي زیاد فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی همراه است، بنابراین انتظار پیچیدگی هاي طیفی خاك نیز منطقی است و مطالعات زیادي در زمینه ي بررسی وجود همبستگی بین تصاویر ماهواره اي مختلف و شاخص هاي متعدد مربوط به خاك در سطح کشور و جهان انجام گرفته است.
اکثر این مطالعات به نتایج مشابهی در زمینه امکان استفاده از تفسیر تصاویر ماهواره اي براي بررسی خصوصیات خاك دست یافته اند - خنامانی وهمکاران، . - 1390 سنجش از دور علم و تکنیک به دست آوردن اطلاعات از پدیده هاي جغرافیایی بدون تماس با آنها میباشد. براي تشخیص پدیده ي گردوغبار نیاز به تصاویري با پوشش وسیع و تکرار زیاد است. از این لحاظ، تصاویر مربوط به سنجنده مودیس به دلیل داشتن باندهاي طیفی زیاد براي مطالعات مربوط به پدیده گردوغبار مناسب می باشد. شناسایی منشاء تولید کننده ذرات گردوغبار و پایش آن، با سرعت، دقت و هزینه کم از اهمیت فراوانی برخوردار است - فلاح ززولی وهمکاران، . - 1393
مواد و روشها منطقه موردمطالعه
استان اصفهان با مساحت 107044/291 کیلومتر مربع حدود 6/25 از مساحت کل کشور را به خود اختصاص داده و بین 30 درجه و 4 دقیقه تا 34 درجه و 27 دقیقه شمالی و 49 درجه و 36 دقیقه تا 55 درجه و 31 دقیقه طول شرقی از نصف النهار گرینویچ قرار گرفته است.
روش کار
تصویر ماهواره اي مربوطه که شامل MOD021km مودیس است در تیرماه 96 از سایت ناسا، اخذ شد.پیش پردازش عملیاتی است که به منظور کاهش خطاها و بهینه سازي تصویر براي اهداف خاص استفاده می شود. این عملیات شامل سه مرحله ي تصحیح اتمسفري، تصحیح هندسی و تصحیح رادیومتریکی است که در نرم افزار ENVI انجام شد. بعد از تصحیحات بر روي تصویر، شاخص آشکارسازي گردوغبار جهانی طبق فرمول زیر بر روي تصویر اعمال گردید. با استفاده از فرآیند Stretch جهت نمایش بهتر تصویر، اطلاعات تصویر در رنج - 0 - تا - 1 - قرار گرفت و نقشه شاخص به پنج طبقه در رنج هاي 0تا 0/2 - بسیار کم - ، 0/2 تا 0/4 - کم - ،0/4 تا 0/6 - متوسط - ، 0/6 تا0/8 - زیاد - ، 0/8 تا 1 - بسیار زیاد - براي تفسیر بصري بهتر طبقه بندي شد.
نتایج و بحث
با در نظر گرفتن تمام روش هاي توسعه یافته در شاخص هاي آشکار سازي گردوغبار، محدودیت هاي مشترك در آنها وجود دارد. اول، در حالیکه توانایی خوبی براي تشخیص گردوغبار در سرزمین دارند، نمی توانند در بالاي مناطق آبی آشکارسازي را انجام دهند. دوم، آنها با تغییرات فصلی مشکل دارند و به آستانه هاي مختلف نیاز دارند. سوم، آنها تقریبا با تبعیض گردوغبار از اشیاء دیگر مانند ابرها، آب و خاك زمین تداخل می کنند.
روش - GDDI - می تواند طوفان هاي گردوغبار را در تمام فصول بدون نیاز به آستانه شناسایی و تفکیک گرد و غبار از اشیاء دیگر را شناسایی کند همچنین تمام این مشکلات را در روش هاي پیشین توسعه یافته حل می کند - صمدي و همکاران، . - 2014 با توجه به نقشه ي حاصله از شاخص GDDI که در - شکل - 1 نشان داده شده است، در اصفهان تقرباًی جهت وزش بادهاي غالب در تمامی فصول سال به غیر از تابستان، غربی است، اما در فصل تابستان جهت وزش باد غالب، شرقی میباشد.
همچنین کویر مرکزي ایران در مجاورت استان اصفهان قرار دارد و در فصل گرم مولد توده هاي هواي گرم و خشک مناطق جنب حاره اي است که جریانات خلاف چرخش عقربه هاي ساعت آن میتواند مناطق وسیعی را تحت سیطره خود قرار دهدطبعاً، در فصل تابستان تحت تاثیر هواي گرم و خشک آن نیز قرار میگیرد. مقدار بارش نیز از غرب به شرق و جنوب به شمال کاهش مییابد و نواحی کویري در شمال شرقی و شرق ناحیه آب وهواي نیمه خشک با تابستان هاي گرم را شامل میشود که باعث پراکندگی خاك وافزایش گردوغبار می شود. ذکر این نکته ضروري است که اصفهان و اطراف آن می تواند در کانون تولید گردوغبار و یا نزدیک آن باشد. حتی صنایع و کارخانجات و کارگاه هاي صنعتی نیز می تواند گردوغبار در اصفهان و اطراف آن را در رنج زیاد و بسیار زیاد قرار دهد.
