بخشی از مقاله
چکیده
طوفان گرد و غبار از پدیدههاي معمول در بسیاري از بخشهاي جهان بهویژه در مناطق خشک و نیمه خشک میباشد . طوفان گرد و غبار اثرات سوء روي محصولات کشاورزي و باغداري، آلودگی منابع آب و خاك، بروز یا پیدایش امراض گوناگون تنفسی و در نهایت معضلات زیست محیطی دارد. در این پژوهش به شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار در شرق ایران با استفاده از تصاویر مماهوارهاي MODIS در دوره مطالعه 2005- 2017 پرداخته شده است. براي شناسایی منناطق برداششت گگرد و غببار، چههار ششاخص BTD3132، BTD2931، NDDI و D براي 27 تصویر ماهوراهاي MODIS محاسبه گردید.
سپس با ایجاد ترکیب رنگگی ککاذب - FCC - بهتترین روش براي شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار تعیین شد . نتایج نشان داد که ترکیب رنگیBTD2931، B4 و B3 بهترین ترکیب رنگگی ببراي آشکارسازي گرد و غبار و تعیین مناطق برداشت گرد و غبار است. همچنین نتایج نشان داد که 147 نقطه برداشت گرد و غببار در ککل منطقه مورد مطالعه وجود دارد. پراکنش نقاط برداشت گرد و غبار در منطقه مورد مطالعه نشان میدهد که نقاط برداشت گرد و غبار در استانهاي خراسان رضوي، شمالی، جنوبی، کرمان، یزد و سیستان و بلوچستان قرار دارد.
بیشترین و کمترین تعداد نقاط برداشت گرد و غبار در استانهاي خراسان رضوي 59 - نقطه - و خراسان شمالی 4 - نقطه - قرار دارند. پراکنش نقاط برداشت در منطقه دریاچه هامون تقریباً متراکمتر از دیگر مناطق مورد مطالعه است که به دلیل خشک شدن دریاچه هامون و شرایط خشک آن منطقه است که بستر مناسبی براي ایجاد مناطق برداشت گرد و غبار ایجاد میکند. شرق ایران داراي آب و هواي خشک و نیمه خشک میباشد و بارش در این منطقه به ندرت از 250 میلیمتر در سال تجاوز میکند در نتیجه ایین منطقه داراي پوشش گیاهی ضعیف و رسوبات آن سخت نشده و حساس به فرسایش بادي میباشد.
مقدمه
گرد و غبار در مناطق خشک و نیمه خشک سالانه چندین میلیون تن خاك را به اتمسفر وارد میکند که نقش مهمی در شرایط آب و هوایی، میزان تابش اتمسفري و چرخه هیدرولوژیکی دارد Shao - و همکاران، 2011؛ AlizadehChoobariet و همکاران، . - 2014 طوفان گرد و غبار فرایند پیچیدهاي است که تحت فعل و انفعالات سامانههاي اتمسفري بوده و اساسأ شرایطی مانند سرعت زیاد باد، خاك برهنه و هواي خشک باعث ایجاد آن میشود.
خاورمیانه یکی از پنج منطقه جهان میباشد که بیشترین تولید گرد و غبار را دارد Rezazadeh - و همکاران، . - 2013 ایران به علت قرار گرفتن در کمربند خشک و نیمه خشک جهان، در معرض سامانههاي متعدد گرد و غبار محلی و فرا منطقهاي میباشد Rashki - و همکاران، 2012؛ Goudie ، . - 2014 یکی از روشهاي بسیار موثر در زمینه شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار، استفاده از روشهاي سنجش از دور است Miller - و همکاران، 2011؛ Baddock و همکاران، . - 2011 این روشها علاوه بر صرف وقت و هزینه کمتر میتوانند بسیار دقیق و سریع مناطق برداشت گرد و غبار را نمایند. با توجه به عواقب این پدیده بهویژه در منابع آب، خاك و کشاورزي، مطالعات دقیق در مورد یافتن مناطق منشاء گرد و غبار، شدت، تکرار و اثرات زیستمحیطی این پدیده ضروري است.
پژوهشهاي زیادي در زمینه استفاده از فنون سنجش از دور در شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار صورت گرفته است Zhang - و همکاران، 2008 ؛ Bullard و همکاران، 2008؛ Sharma و همکاران، 2009؛ Baddock و همکاران، . - 2011 در این مطالعات، محققین مختلف به بررسی مناطق برداشت گرد و غبار با استفاده از سنجش از دور پرداختهاند. با توجه به افزایش شدت و فراوانی وقوع طوفانهاي گرد و غبار در کشور و بهویژه شرق کشور، هدف از این پژوهش شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار با استفاده از سنجش از دور و با کمک شاخصهاي آشکارسازي گرد و غبار در شرق ایران میباشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه بخش شرقی ایران با مساحت 371854/1704 کیلومترمربع است. این ناحیه شامل 7 استان خراسان شمالی، رضوي و جنوبی، سمنان، کرمان، یزد و سیستان و بلوچستان و با جمعیتی بیش از 10 میلیون نفر میباشد - شکل . - 1
روش پژوهش
در این پژوهش براي مشخص کردن تعداد روزهاي همراه با گرد و غبار در منطقه مورد مطالعه، ابتدا براي هر کدام از ایستگاهها، تعداد روزهایی که دید افقی از 2 کیلومتر کمتر بوده مشخص و تصاویرسنجنده MODIS مربوط به این روزها تهیه گردید . براي تعیین روزهاي همراه با گرد و غبار در ایستگاه سینوپتیک از کدهاي هواشناسی استفاده شد.
کدهایی که نشان دهنده وقوع گرد و غبار شامل کدهاي 06، 07، 08، 09، 30 ، 31، 32، 33، 34 و 35 میباشد. این تصاویر براي تهیه شاخصهاي تعیین مناطق برداشت گرد و غبار زمین مرجع 1شد و تصحیحات اولیه بر روي آن انجام گردید. آشکارسازي تصویر بهمنظور شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار براي تمام تصاویر صورت گرفت. در نهایت در27 تصویرسنجنده MODIS از ماهواره ترا، گرد و غبار مشخص و شناسایی گردید. بازه زمانی مورد مطالعه در این پژوهش از سال 2005 تا 2017 میباشد.
شاخصهاي تعیین مناطق برداشت گرد و غبار
پارامترهاي ارائه شده براي ردیابی مناطق برداشت گرد و غبار شامل BTD3132، BTD2931، NDDI و D میباشند Ackerman - ، 1997؛ Roscovensky و Liou، 2005؛ Qu و همکاران، - 2006 که در این پژوهش مورد محاسبه قرار گرفتند. جهتپیاده کردن شاخصهاي آشکارسازي گرد و غبار، ابتدا براي تمام تصاویر موجود، بعد از تبدیل کردن مقدار رقومی تصاویر به رادیانس، با استفاده ازمعادلهي پلانک - رابطه - 1 مقدار درجه حرارت روشنایی باندهاي 11 ، 8/5 و 12 میکرومتر تصاویر محاسبه گردید.
