تحقیقات مرتع و بیابان ایران

همکاری با انجمن علمی مدیریت و کنترل مناطق بیابانی ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

راهنمای نویسندگان

فرم های ضروری

داوران برگزیده

راهنمای داوران

داوران همکار

آشکارسازی مسیرهای طوفان گرد و غبار با استفاده از مدل‌های عددی و تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی: استان اصفهان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکترای بیابان‌زدایی، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استاد، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 دانشیار، پژوهشکده حفاطت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

یکی از مهمترین چالش‌های زیست محیطی سال‌های اخیر در منطقه خاور‌میانه و ایران، رخداد گرد و غبار می‌باشد. پایش و کنترل کیفیت ذرات گرد و غبار، در سطح وسیع و با روش‌هایی که از سرعت و دقت بیشتر و هزینه کمتری برخودار باشند، از اهمیت فراوانی برخودار است. این پژوهش بر آن است که با استفاده از بارزسازی و تحلیل عددی نسبت به تعیین منابع ریزگردها و چگونگی حرکت آنها بر فراز ایران و استان اصفهان در می 2013 بپردازد. در این پژوهش از مدل‌های HYSPLIT، NAAPS،COAMPS  و تصاویر MODIS استفاده شده است. بارزسازی گرد و غبار بر اساس خصوصیات مربوط به دمای درخشندگی در محدوده مادون قرمز حرارتی سنجنده مادیس ارائه و آستانه‌های دمایی به‌منظور تفکیک این رخداد از اراضی بیابان و ابرها تعیین گردید. به‌منظور ردیابی مسیر حرکت ذرات گرد و غبار از مدل HYSPLIT استفاده شد. براساس نتایج بدست‌آمده از پردازش تصاویر و خروجی مدل شمال عربستان و مسیر جنوب‌غربی- شمال‌شرقی به‌ترتیب منشأ و مسیر اصلی ورود گرد و غبار برای اصفهان محسوب می‌شوند. نتایج مدل HYSPLIT با نتایج مدل COAMPS و NAAPS از لحاظ عمق اپتیکی گرد و غبار و غلظت گرد و غبار سطحی و نحوه حرکت توده غلظت مقایسه و تأیید شده است. بارزسازی تصاویر ماهواره‌ای MODIS نیز ایجاد توده گرد و غبار و حرکت آن را به سمت مرکز ایران و استان اصفهان تصدیق می‌کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Detection of dust storm paths using numerical models and satellite images (Case Study: Isfahan Province)

نویسندگان [English]

  • Mehdi jafari 1
  • Gholamreza Zehtabian 2
  • Hasan Ahmadi 3
  • Tayebeh mesbahzadeh 3
  • Ali Akbar Norouzi 4

1 Department of Rehabilitation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

2 Professor, Department of Rehabilitation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

3 Professor, Department of Rehabilitation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

4 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management, Agriculture Research, Education and Extension organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

Dust pollution is one of the most important environmental challenges in recent years in the Middle East and Iran. It is important to monitor and control the quality of dust particles in a wider range using the methods that are more cost effective and less costly. The present study aims to use numerical detection and analysis to determine the resources of dusts and the route over Iran and Isfahan province in May 2013. In this research, HYSPLIT, NAAPS, COAMPS models and MODIS images were used. The detection of dust was determined based on the characteristics of the brightness temperature in the infrared thermal range of the Modis sensor and the temperature thresholds for distinguishing this event from desert lands and clouds. The HYSPLIT model was used to track the movement path of dust particles. Based on the results obtained from image processing and model output, North of Saudi Arabia and Southwest – Northeast direction are respectively the origin and main route of dust entry to Isfahan. The results of HYSPLIT model were compared with the results of the COAMPS and NAAPS models for the optical dust depth and surface dust concentration and the mass flow rate. The detection of the MODIS satellite images also acknowledges the creation of dust and moving it towards the center of Iran and the province of Isfahan.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dust
  • Isfahan
  • MODIS
  • HYSPLIT
  • NAAPS
مراجع
-  Akhlaq, M., Sheltami, T. R. and Mouftah, H. T., 2012. A review of Techniques and Technologies for sand and dust storm detection. Reviews in journal of Environmental Science and Biotechnology, 11(3):305-322.
-  AlizadehChoobari, O., Zawar-Reza, P. and Sturman, A., 2014. The global Distribution of mineral dust and its impacts on the climat system: a review. Journal of Atmospheric Research, 138(1):152-165.
-  Ashrafi, K., Shafipour motlagh, M. and Aslmand, A., 2013. Pathways dust storm on the use of numerical modeling and satellite images. Journal of Environment, 56: 3-12.
-  Ciren, P. and Kondragunta, S., 2014. Dust aerosol index(DAI) algorithm for MODIS. Journal of Geophysical Research, Atmospheres 119(8):2347-2368.
-  Draxler, R. R., 2006. The use of global and mesoscale meteorological data to predict the transport and dispersion of tracer plumes over Washington, D. C. Journal of Weather Forecast, 21 (3):383-394.
-  Draxler, R. R. and Hess, G. D., 1997. Description of HYSPLIT_4 modeling system: NOAA technical memorandum. ERL ARL-224. P1-25.
-  Ebrahimi, Z., Vali, A. A., khosroshahi, M. and ghazavi, R., 2017. Investigation of the role of bed dried Gavkhooni wetland on the production of the internal dust using remote sensing and dust storms (Case study :Isfahan province). Journal of Range and Desert Research, 24(1): 152-164.
-  Ensafi Moqaddam, T., Khoshakhlagh, F., Shamsipour, A. A., Akhavan, R., Safarrad, T. and Amir Aslani, F., 2018. Analyses of Simultaneous dustfall and rain events frequency in southwestern of Iran. Journal of Range and Desert Research, 25(3): 546-555.
-  Hahnenberger, M. and Nicool, K., 2012. Meteorological characteristics of dust storm events in the eastern Great Basin of Utah, U.S.A. Journal of Geomorphology, 204(2): 657-672.
-  Hansell, R. A., Tsay, S. C., Ji, Q., Hsu, C. N., Jeong, M. G. and Wang, S. H., 2010. An assessment of the surface long wave direct radioactive effect of airborne Saharan dust during the NAMMA field campaign. Journal of Atmospheric Sciences 67(4):1048-1065.
-  Goudie, A. S., 2014. Review desert dust and human health disorders. Journal of Environment International, 63(3): 101-113.
-  Grineski, S. E., Staniswalis, J. G., Bulathsinhala, P., Peng, Y. and Gill, T. E., 2011. Hospital admissions for asthma and acute bronchitis in El Paso, Texas: do age, sex, and insurance status modify the Effects of dust and low wind events. Journal of Environmental Research 111(8):1148-1155.
-  Johanston, F., Hanigan, I., Henderson, S., Morgan, G. and Bowman, D., 2011. Extreme air pollution events from brushfires and dust storms and their association with mortality in Sydney, Australia 1994-2007. Journal of Environmental Research, 111(12): 811-816.
-  Karimi, N., Moridnejad, A., Golian, S., Samani, J. M. V, Karimi, D. and Javadi, S., 2012. Comparison of dust source identification techniques over land in the Middle East region usng MODIS data. Can. J. Journal of Remote Sensing, 38(5): 586-599.
-  Rashki, A.; Kaskaoutis, D. G.; Goudie, A. S. and Kahn, R. A., 2013. Dryness of ephemeral lakes and consequences for dust activity: The case of the Hamoun drainage basin, southeastern Iran. Journal of Science of the total environment, 434(3): 552-564
-  Rezazadeh, M, Irannejad, P. and Shao, Y., 2013. Climatology of the Middle East events. journal of Aeolian Research, 10: 103- 109.
-  Rousseau, D. D., Duzer, D., Etienne, J. L., Cambon, G., Jolly, D., Ferrirer, J. and Schevin, P., 2004. Pollen record of rapidly changing air trajectories to the North Pole. Journal of Geophysical Research, 109(D06), DOI: 10. 1029/2003Jd003985.
-  San-chao, L., Qinhuo, L., Maofang, G. and Liangfu, C., 2007. Detection of dust storms by using daytime and nighttime multi-spectral MODIS images. In Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2006. IGARSS 2006. IEEE International Conference on. 294-296.
-  Petzold, A., Rasp, K., Weinzierl, B., Esselborn, M., Hamburger, T. and Dornbrack, A., 2009. Saharan dust absorption and refractive index from aircraft-based observation during SAMUM 2006.Tellus, 61(1):118-130.
-  Qu, J., Hao, X., Kafatos. M. and Wang, L., 2006. Asian dust storm monitoring combining Teera and Aqua MODIS SRB measurements. Journal of IEEE Geosciences and Remote Sensing Letters,3(4): 484-486.
-  Shao,Y.,Wyrwoll, K. H., Chappell, A., Huang,J., Lin, Z., McTainsh, G. H., Mikami,M., Tanaka,T. Y. Wangh, X. and Yoon, S., 2012. Dust cycle: a emerging core the main Earth system science. Journal of Aeolian Research, 2: 181–204.
-  Yerramilli, A., Rao Dodla, V. B., Challa, V. S., Myles, L., Pendergrass, W. R., Vogel, C. A. Dasari, H, P., Tuluri, F., Baham, J. M., Hughes, R. L., Patrick, C., Young, J. H., Swanier, S. J. and Hardy, M. G., 2011. An integrated WRF/HYSPLIT modeling approach for the assessment of PM2.5 source regions over the Mississippi Gulf Coast region. Journal of Air Quality, atmosphere and Health, 5(4): 401-412.
-  Valenzuela, A., Olmo, F. J., Lyamani, H., Anton, M., Quirantes, A. and Alados-Arboledas, L., 2012. Aerosol radioactive forcing during African desert dust events (2005-2010) over South-Eastern Spain. Journal of Atmospheric Chemistry and Physics 12(3), 59-622.
-  Yousefi, M. and Kashi Zenouzi, L., 2015. Nomination the most suitable of input combination of artificial neural networks method to purpose nomination the Wind parameters on the prospect of dust storms phenomenon (case study: yazd province). Journal of Range and Desert Research, 22(2): 240-250.
-  Zhao, C., Liu, X., Ruby Leung, L. and Hagos, S., 2011. Radiactive impact of mineral dust on monsoon precipitation variability over West Africa. Journal of Atmosphere. Chemical Physics Letters, 11:1879-1893.
-  Wang, Y., Stein, A., Draxler, R., Rosa, D. and Zhang, X., 2011. Global sand and dust storms in: Observation and HYSPLIT model verification. Journal of Atmospheric Environment: 45: 259-273.
تحقیقات مرتع و بیابان ایران
دوره 26، شماره 1
خرداد 1398
صفحه 29-39
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار