بخشی از مقاله
چکیده
ایران در منطقه اي قرار گرفته که به شدت تحت تاثیر توفان هاي گرد و غبار است. تحقیقات نشان می دهد که بسامد و شدت این توفان ها در سال هاي اخیر افزایش یافته است. علاوه بر این، مدل هاي عددي هواشناسی نیز به تنهایی قادر به ردیابی و آشکارسازي توفان هاي غبار نیستند و این امر ضرورت استفاده از روش هاي بارزسازي گرد و غبار براساس داده سنجش از دور را نمایان می سازد. هواویزهاي موجود در جو، که شامل ذرات جامد و مایع معلق در هوا بوده و داراي منشا طبیعی و انسانی هستند، یکی از منابع اصلی آلودگی هوا و از دلایل اساسی ایجاد و یا تشدید بیماري هاي قلبی- عروقی و تنفسی به شمار می روند.
در سال هاي اخیر، لزوم پایش و کنترل آلاینده هاي هوا، در سطح وسیع و با روش هایی که از سرعت و دقت بیشتر و هزینه ي کمتري برخوردار باشند احساس می شود . مهمترین پیشرفت در زمینه سنجش از دور ماهواره اي، جمع آوري مشخصات ذرات معلق بالاي سطح زمین توسط سنجنده مادیس1 - اﺳﭙﮑﺘﺮورادﯾﻮﻣﺘﺮ تصویربردار با قدرت تفکیک متوسط - مستقر بر ماهواره هاي ترا و آکوا می باشد با توجه به اینکه سنجنده مادیس مستقر بر این ماهواره ها روزانه از محدوده کشور ما تصویربرداري می نماید، استفاده از آنها در تعیین غلظت ذرات معلق هوا، امکان پذیر است. به دلیل موقعیت جغرافیایی ایران در کمربند خشک ونیمه خشک جهان، این کشورمکرراً در معرض سیستم هاي گرد و غبار محلی و سینوپتیک قرار می گیرد.
غرب ایران نیز با توجه به نزدیکی به بیابان هاي کشورهاي مجاور در معرض سیستم هاي گرد و غباري متعددي می باشد. دراین تحقیق براي آشکار سازي پدیده گرد و غبار بر روي تصاویر ماهواره اي، از تصاویر مادیس ماهواره هاي ترا2 اﺳﺘﻔﺎده شده است. در این مطالعه به منظور آشکار سازي گرد و غبار ،8 ژانویه 2015 استان خوزستان بر روي تصاویر مادیس از شاخص بصري ترکیب رنگی کاذب و شاخص NDDI استفاده گردید. ترکیب رنگی کاذب از قدرت تفکیک بهتري نسبت به شاخص هاي دیگر براي آشکار سازي گرد و غبار برخوردار می باشند. طبق مطالعات صورت گرفته و تصویر ماهواره اي، طوفان هاي گرد و غباري غرب ایران منشا خارجی داشته و منابع عمده آن صحاري سوریه، عربستان، شمال آفریقا و بسترهاي خشک دریاچه اي عراق می باشد.
مقدمه
گرد و غبار یکی از رویدادهاي هواشناسی زیان بار به شمار می آید و تأثیر مهمی بر کیفیت هواي منطقه اي دارد ساختار رخداد هاي گرد و غبار بسیار پیچیده و وابسته به سامانه هواي محلی، بارندگی، رطوبت خاك و تغییرات پوشش سطح است - لی وسونگ، . - 2009 به جز خسارت هاي زیست محیطی و کاهش دید به مقادیر کمتر از 1 کیلومتر، توفان هاي گرد و غبار با تغییر تابش و درنتیجه انرژي رسیده به سطح زمین، اثرهاي اقلیمی در مقیاس ناحیه اي و جهانی از خود به جا می گذارند بنابراین، دیدبانی روزانه و مرتب توزیع هاي جهانی ذرات هواویزها، از جمله گرد و غبار، و بررسی تغییرات آنها به خصوص براي هواویزهاي با تغییرپذیري بزرگ زمانی و مکانی مانند رخدادهاي گرد و غبار مفید است - ژائو وهمکاران . - 2010
تحقیقات بسیاري نشان می دهد که بسامد و شدت توفان هاي گرد و غبار زیاد شده است - تقوي، - 2008 همان طور که در شکل 1 در مورد شهر اهواز مشاهده می کنیم، بیشترین روزهاي گرد و غباري در ماههاي تابستان است - فصل گرم سال - ، ولی این پدیده در سال هاي اخیر در حال کشیده شدن به فصل سرد است - شکل . - 2 به طورکلی، غرب ایران با توجه به نزدیکی به بیابانهاي کشورهاي مجاور در معرض رخدادهاي گرد وغباري متعددي است. با توجه به مسیر حرکت این سامانه ها و نحوه قرارگیري ناوه ها و کم فشارها در روزهاي متفاوت، مهمترین چشمه هاي گرد و غبار وارد شده به غرب ایران، صحراي سوریه، صحراي نفوذ در شمال شبه جزیره عربستان و شمال صحراي بزرگ افریقا است.
بیشترین تأثیر کم فشارهاي حرارتی شبه جزیره عربستان در گرد و غبار منطقه مورد بررسی هم مربوط به زمانی است که آنها به ایران نزدیک ترند و همچنین با یک ناوه سطوح بالا حمایت میشود . به عبارت دیگر،زمانی این اتفاق می افتد که این سامانه ها ویژگی حرارتی -دینامیکی پیدا می کنند - ذوالفقاري و عابدزاده، . - 1384 در خاورمیانه بسیاري از نواحی به علت نوع خاك و اقلیم متفاوت براي رویداد توفان گرد و غبار مستعد ترند. بیابان هاي خشک، نواحی ماسه اي، مانند شبه جزیر ه عربستان به طورکلی توفان گرد و غبار تولید نمی کنند. نواحی با خاك هاي رسی و گل ولاي در ایران و عراق، مسئول بیشتر توفان هاي گرد و غبارند. در این ناحیه خاك دانه اي ریز در کف دریاچه خشک و دشت هاي حاصل از رسوبات رودخانه اي به فراوانی یافت می شود.
شکل 3 نشان دهنده نوع خاك هاي موجود در منطقه غرب و جنوب غرب ایران است. با توجه به نوع خاك هر منطقه و نقشه هاي میدان باد می توانیم منشا رویدادهاي گرد و غباري را تشخیص دهیم. ازآنجا که مدلهاي عددي هواشناسی به تنهایی قادر به ردیابی و بارزسازي این توفان هاي گرد و غبار نیستند و در بسیاري از موارد خطاهاي قابل توجهی دارند - تقوي، - 2010 و به علت مشاهدات اقلیمی و زیست محیطی محدود در این نواحی، لزوم استفاده از داده هاي سنجش از دور در کنار مشاهدات زمینی و مدلهاي عددي بیش از پیش احساس می شود. سنجش از دور نه تنها می تواند متغیرهاي اولیه را براي شبیه سازي مدل فراهم کند، بلکه براي ارزیابی درستی آن نیز قابل استفاده است - لیو و همکاران، . - 2005
کاهش قدرت دید یکی از ویژگی هاي اصلی سیستم هاي گرد و غباري می باشد که علاوه برآثار ناخوشایند بهداشتی مثل مشکلات تنفسی و ریوي براي انسان و آلوده کردن محیط زندگی انسانها، اختلالاتی را نیز در سیستمهاي حمل و نقل زمینی و هوایی به وجود می آورد. در اثر یکی از همین سیستم هاي گرد و غباري در روزهاي 28 تا 30 تیرماه 1379 در غرب کشور، پرواز هواپیماها به دلیل کاهش شدید قدرت دید از فرودگاه اهواز - مرکز استان خوزستان - لغو گردید. مطالعات پزشکی نشان می دهد که مشکلات بینایی و بیماري هاي تنفسی مثل آسم و بیماري هاي عفونی از مهمترین عوارض توفان هاي گرد و غبار به شمار می روند - حسین زاده، . - 127 : 1376
عوامل محلی بیشتر در تشدید طوفان ها و عوامل ترمودینامیکی بیشتر در شکل گیري و گسترش آنها مؤثرند . - رشنو 1388 - ، پدید ة گرد و غبار را در استان خوزستان به لحاظ آماري و با استفاده از سنجش از دور بررسی و تحلیل کرد . وي عوامل ایجاد گرد و غبار در منطقه را به دو دسته عوامل انسانی و طبیعی تقسیم بندي می کند . خشکسالی هاي اخیر را یکی از مهم ترین دلایل طبیعی و جنگ تحمیلی، کشاورزي، سد سازي، جنگ آب و سیاست انتقال آب از مناطق پرآب به مناطق کم آب را از دلایل انسانی مؤثر در پدید ة ، گرد و غبار ذکر می کند .
طهماسبی بیرگانی و همکاران - - 1388 ،چگونگی طوفان هاي گرد و غبار و فرسایش بادي در استان خوزستان را بررسی کردند و راهکار هاي مقابله با آن را ارائه دادند و اصلی ترین علت وقوع گردو غبار را در نواحی جنوب غربی کشور ، جریان هاي مربوط به وقوع طوفان در کشور عربستان و همچنین عراق می دانند و فرسایش بادي را که در اراضی کشور صورت می گیرد به عنوان عامل داخلی مؤثر در وقوع گرد و غبارها می دانند.
داده هاي مادیس در 36 باند طیفی و در محدوده 14/5-0/4 میکرومتر، تولید می شوند. این سنجنده در دو باند طیفی تصاویر با توان تفکیک مکانی 250 متر، در پنج باند طیفی تصاویري با توان تفکیک مکانی 500 متر و در 29 باند دیگر نیز تصاویري با توان تفکیک مکانی 1000 متر برداشت می کند. این سنجنده بر دو سکوي ترا 2و آکوا 3 نصب شده است. با این وجود ﺑﺮﺧﯽ تفاوتهاي فنی بین آنها وجود دارد. - ساوچنکو 41 و همکاران، - 2004 باندهاي 1 تا 7 براي مطالعه هواویزها تعبیه شده اند. قدرت تفکیک مکانی این باندها، 250 تا 500 متر است. یعنی به ازاي یک مربع روي زمین با ابعاد 250 یا 500 متر، یک داده رقومی ثبت می شود که براي یک منطقه شهري با تغییرات پوشش زیاد، این یک ناحیه بسیار پهناور به شمار می رود.
مناطقی که در کمربند خشک و نیمه خشک جهان و همجوار با بیابان هاي وسیع قرار دارند از سیستم هاي گرد و غبار منطقه اي و فرا منطقه اي متاثر می گردند. اندازه گیري هاي متعدد از ایستگاه هاي زمینی و ماهواره اي نشان داده است که این گرد و غبار و ریزدانه ها براي مدت بسیار زیادي در طبیعت باقی می مانند و می توانند بوسیله باد صدها کیلومتر از مبدا تولیدي خود دورتر شوند. به تعبیر دیگر هوایی که در یک کشور تنفس می شود به میزان بسیار شدیدي تحت تاثیر فعالیتهاي صنعتی کشورهاي دیگر می باشد .
