بررسی توفان های گرد و غبار و اثرات زیست محیطی آن ها با استفاده از تصاویر ماهواره ای در غرب و جنوب غرب ایران

واقع شدن ایران در کمربند بیابانی کره زمین و وضعیت اقلیمی خشک و نیمه خشک منطقه ی خاورمیانه، هرچند مسئله ی وقوع توفان گرد و غبار را اجتناب ناپذیر می نماید اما تشدید این پدیده ی زیست محیطی در سال های اخیر به ویژه در مناطق غربی و مرکزی ایران می تواند بنا به دلایل طبیعی و انسانی باشد. شناخت مناطق منشاء ذرات غبار در منطقه و چگونگی پخش آن، در مدیریت این سرزمین ها و کاهش اثرات و حتی کاهش وقوع توفان های گرد و غباری موثر خواهد بود. بدین منظور در این تحقیق با استفاده از تکنیک های سنجش از دور اقدام به شناسایی مناطق منشاء ذرات گرد و غبار و نحوه ی پخش آن شد. در این راستا جهت ردیابی مناطق گرد و غباری، پارامترهای مناسب قابل استخراج از روی 28 تصویر ماهواره ای سنجنده ی modis شامل اختلاف دمای روشنایی (btd) در باندهای مادون قرمز حرارتی، پارامتر d (تلفیق باندهای حرارتی و انعکاسی) و اندیس نرمالیزه ی گرد و غبار (nddi) محاسبه گردید. توانایی این پارامترها در ردیابی گرد و غبار، با برازش دادن توابع خطی و نمایی بر داده های هواشناسی قابلیت دید در مقابل پارامترهای محاسبه شده، مورد ارزیابی قرار گرفت که بالاترین همبستگی را پارامتر d با داده های قابلیت دید برقرار کرد. بر اساس داده های پارامتر d استخراج شده از تصاویر موجود مربوط به 41 ایستگاه، نقشه های قابلیت دید تهیه گردید و سپس این نقشه ها به نواحی با شدت های متفاوت گرد و غباری طبقه بندی شدند و در نهایت نقشه-های قابلیت دید مبنای محاسبه ی نقشه های غلظت غبار بر اساس یک فرمول تجربی قرار گرفتند و به این ترتیب نقشه های غلظت غبار در اتمسفر ایجاد شد. برای ردیابی مناطق منشاء غبار، اولین قدم، اجرای الگوریتمی است که بتواند پیکسل های غباری را به بهترین حالت بارزسازی نماید. الگوریتم به کار گرفته در این بررسی، یک تکنیک ترکیب رنگ کاذب (fcc) بوده که از پارامترهای ردیابی گرد و غبار محاسبه شده در مراحل قبل، استفاده نموده است. از تصاویر بارز شده، 420 نقطه ی منشاء استخراج گردید و محاسبه ی تعداد نقاط منشاء واقع در قلمرو سرزمینی کشورهای منطقه ی مورد مطالعه ثابت نمود که کشورهای عراق، سوریه، شمال عربستان سعودی، غرب ایران، اردن و ترکیه به ترتیب با 2/39، 23، 5/14، 8/13و 7/5 درصد از نقاط استخراج شده را به خود اختصاص داده اند و لذا می توانند به همین نسبت در تولید غبار منطقه نقش داشته باشند. ضمنا نقشه ی نقطه ای حاصل، با فرآیند درون یابی در محیط gis به نقشه ی نواحی با تراکم متفاوت تولید ذرات غبار تبدیل شد و نتایج بیانگر این مطلب بود که غرب و شمال غرب عراق و شرق سوریه مهمترین منشاءهای بروز گرد و غبار در منطقه هستند. در بخش پایانی این تحقیق، با استفاده از تصاویر ماهواره ای یک دوره ی گرد و غباری از 13 تا 17 تیر 1388 و نیز داده های سرعت و جهت باد مربوط به 56 ایستگاه هواشناسی (عمدتا مستقر در غرب و مرکز ایران) و ایجاد نقشه های در بردارنده ی برآیند سرعت و جهت باد برای هر کدام از روزهای این دوره ی زمانی، نحوه ی حرکت و انتشار غبار از محل منشاء تا نواحی مرکزی ایران تعیین گردید.