پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 158 |
| تعداد شماره‌ها | 6,243 |
| تعداد مقالات | 67,879 |
| تعداد مشاهده مقاله | 115,524,026 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 90,295,269 |
تغییرات زمانی و مکانی گردوخاک در استان گلستان با استفاده از عمق نوری هواویزها و تأثیرپذیری این استان از بیابان‌های ترکمنستان | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 15، دوره 49، شماره 2، شهریور 1402، صفحه 517-540 اصل مقاله (3.86 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2023.349946.1007462 | ||
| نویسندگان | ||
| سکینه خان‌سالاری* 1؛ عثمان مجیدی داشلی برون2؛ مریم نیکزادفر2؛ عبدالجبار ملاعرازی2 | ||
| 1پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران. | ||
| 2اداره هواشناسی استان گلستان، گرگان، ایران. | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش با هدف بررسی نحوه توزیع سالانه و فصلی گردوخاک در استان گلستان و نحوه تأثیرپذیری آن از بیابان‌های ترکمنستان، نمودار تعداد روزهای همراه‌با گردوخاک با استفاده از دادههای AOD (دارای همبستگی 66/0 با دادههای دید افقی ایستگاه‌های همدیدی) بزرگ‌تر از 5/0 سنجنده MODIS، در بازه زمانی 2020-2000 موردمطالعه و همچنین نقشه تغییرات مکانی تعداد روزهای همراه‌با گردوخاک بررسی شد. به‌منظور بررسی شدت تأثیرپذیری استان گلستان از بیابان‌های ترکمنستان علاوه‌بر رهگیری مسیر انتقال گردوخاک با استفاده از خروجی مدل HYSPLIT برای یک رویداد منتخب از هر فصل، تحلیل همدیدی توسط دادههای ERA5، نیز انجام شد. شرایط همدیدی در روز منتخب از هر فصل بیانگر جریانات شمالی و وزش باد قابل توجه در منطقه بیابانی واقع در شرق دریای‌خزر است که این مطلب موجب خیزش خاک در بیابان‌های ترکمنستان و انتقال آن می شود و با استقرار پشته در تراز میانی وردسپهر، ماندگاری بیشتر گردوخاک رخ می دهد. بر اساس نتایج بهدست‌آمده در حقیقت دو بازه زمانی با رخداد کم (سال‌های 2000 تا 2007 (به‌جز سال 2003) و سال‌های 2016 تا 2020) و یک بازه زمانی با رخداد زیاد (سال 2008 تا 2015) وجود دارد که رابطه مستقیمی بین افزایش گردوخاک در بیابان‌های ترکمنستان و استان گلستان وجود دارد. در طول دوره آماری بیشترین مقدار AOD در هفتم سپتامبر سال 2020 با مقدار 1/4 رخ داده است. رهگیری مسیر انتقال گردوخاک با استفاده از خروجی مدل HYSPLIT نشان داد که منشأ عمده گردوخاک استان از مناطق بیابانی ترکمنستان و خصوصاً بیابان های بالکان می باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| گردوخاک؛ عمق نوری هواویزها (AOD)؛ MODIS؛ استان گلستان؛ مدل HYSPLIT | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Temporal and spatial changes of dust in Golestan province using AOD (Aerosol Optical Depth) and the affectability of this province from the deserts of Turkmenistan | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Sakineh Khansalari1؛ Osman Majidi Dashli Brun2؛ Maryam Nikzadfar2؛ Abdoljabbar Mollaarazi2 | ||
| 1Atmospheric Sciences and Meteorological Research Center (ASMERC), Tehran, Iran. | ||
| 2Golestan province Meteorological Administration, Gorgan, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| One of the effects of drought is the loss of vegetation, drying of wetlands, and desertification, which in turn can create an appropriate substrate for the dust and increase the concentration of aerosol. In this research, with the aim of understanding the spatial and temporal changes of dust storms in Golestan province over a period of 20 years (2000 to 2020), AOD (Aerosol Optical Depth) data from MODIS were used. So, dust detection when the AOD value was greater than 0.5, was considered a dust event. Also, the monthly horizontal visibility data of 10 synoptic stations with appropriate distribution in the province were used to validate the AOD product. Monthly horizontal visibility data is obtained by averaging three-hour horizontal visibility at 10 synoptic stations in Golestan province. With the aim of investigating the annual and seasonal distribution of dust in the Golestan province, a diagram of the number of days with dust in the study time was obtained. Then, the map of the spatial changes of dust was also presented. To investigate the intensity of influence of Golestan province from the deserts of Turkmenistan, in addition to tracking the dust transfer path using the output of the HYSPLIT model for a selected event from each season, synoptic analysis was also performed using ERA5 data. Also, the trend of dust changes in the Golestan province and deserts of Turkmenistan was investigated. The validation results with a correlation of 0.66 show the ability of AOD data to present the dust distribution in Golestan province. According to the obtained results, in fact, there are two time periods with low occurrences of a dust storm (2000 to 2007 (except 2003) and 2016 to 2020) and one-time period with high occurrences of a dust storm (2008 to 2015). The highest number of days with dust is in the summer season and the lowest is in the winter season. In terms of spatial distribution, the northern regions of the province, i.e., Gonbad-e kavus, Aqqala, and Gomishan, are more involved in dust phenomena than other parts of the province. During the statistical period, the highest AOD value occurred on 7th September, 2020 with a value of 4.1. Tracing the dust transfer path using the output of the HYSPLIT model in the region showed that the main source of dust in the province was from Turkmenistan and especially the deserts of the Balkan province. Tracking the dust transfer route using the output of the HYSPLIT model in the region showed that the main source of dust in the province is mainly from the desert areas of Turkmenistan. The synoptic analysis of the selected day from each season generally indicates a strong pressure gradient in the region of Turkmenistan and north of Iran in such a way that the northerly winds in Golestan and the east of the Caspian Sea are significant, which causes the soil to rise, and it is transported to Golestan province. Also, on the selected days of spring, summer, and autumn, there is a ridge pattern and stable atmospheric conditions in the middle level of the troposphere, leading to dust persistence. In the winter, due to the presence trough of low in the middle of the troposphere and the occurrence of precipitation, the intensity of the dust is weaker. Also Comparing the annual and seasonal distribution of dust storms in the Golestan province and Turkmenistan shows the simultaneity of events. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Dust, Aerosol Optical Depth (AOD), MODIS, Golestan Province, HYSPLIT Model | ||
| مراجع | ||
|
احمدی، م.؛ شکیبا، ع. ر. و داداشیرودباری، ع. ع. (1398)، بررسی نقش شاخصهای پوشش گیاهی و مولفههای جغرافیایی مکان بر عمق نوری هواویزهای فصلی ایران. مجله فیزیک زمین و فضا، 45(1)، 233-211.
ارجمند، م. ؛ راشکی، ع. ر. و سرگزی، ح. (1397). پایش زمانی و مکانی پدیده گردوغبار با استفاده از دادههای ماهوارهای در جنوبشرق ایران، با تاکید بر منطقه جازموریان. فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی سپهر، 27(107)، 168-153.
برتینا، ه. ا.؛ صیاد، غ. ع.؛ متینفر، ح. ر. و حجتی، س. (1393). توزیع زمانی-مکانی ذرات معلق اتمسفری در غرب کشور بر مبنای دادههای طیفی سنجنده MODIS. نشریه پژوهشهای حفاظت آب و خاک (علوم کشاورزی و منابع طبیعی)، 21(4). 137-119.
بروغنی، م.؛ مرادی، ح.؛ زنگنهاسدی، م. و پورهاشمی، س. (1398). ارزیابی نقش خشکسالی بر فراوانی وقوع گردوغبار در استان خراسانرضوی. فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 21(5)، 121-109.
تقوی، ف.؛ اولاد، ا.؛ صفرراد، ط. و ایران نژاد، پ. (1392). تشخیص و پایش گردوغبار غرب ایران با استفاده از روشهای سنجش از دور. مجله فیزیک زمین و فضا، 76(3)، 96-83.
خوشسیما، م.؛ علیاکبریبیدختی، ع. ع. و احمدی‌گیوی، ف. (1392). تعیین عمق نوری هواویزها با استفاده از دادههای دید افقی و سنجش از دور در دو منطقه شهری در ایران. مجله فیزیک زمین و فضا، 39(1)، 174-163.
دوستان، ر. (1397). تحلیل همدید گردوغبار شمالشرق ایران. مجله مخاطرات محیط طبیعی، 7(16)، 44-23.
رضوی‌زاده، س.؛ عباسی، ح. ر. و درگاهیان، ف. (1400). بررسی پدیده گردوغبار در استان گلستان، با تاکید بر شاخص عمق اپتیکی و سمت و سرعت باد. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران، 15(53)، ۶۷-۵۸.
زرین، آ.؛ صالحآبادی، ن.؛ مفیدی، ع. و داداشیرودباری، ع. ع. (1401). بررسی فصلی گردوخاک در شمالشرق ایران و شبیهسازی عددی رخدادهای گردوخاک فرین با مدل WRF-CHEM. مجله فیزیک زمین و فضا، 48(2)، 440-421.
ستودیان، س. و ارحامی، م. (1390). بررسی دادههای ماهوارهای در توسعه مدل جهت پیشبینی غلظت آلایندهها در سطح زمین: مطالعه موردی تهران، پنجمین همایش ملی مهندسی محیط زیست، تهران.
عراقیزاده، م. و مسعودیان، ا. (1400). تحلیل اقلیمی و بررسی توفانهای گردوغبار در خراسان رضوی. نشریه پژوهشهای جغرافیای طبیعی، 53(3)، 318-305.
قادرینسب، ف. و رهنما، م. ب. (1397). آشکارسازی گردوغبار در حوضه آبریز جازموریان با استفاده از تکنیکهای چندطیفی در تصاویر سنجنده مادیس. پژوهشهای جغرافیای طبیعی، 50(3)، 562-545.
مباشری، م. ر.؛ غلامی، ن. ا. و فرجزاده، م. (1390). ارتقاء الگوریتم آشکارسازی ابر با استفاده از تصویر همزمان MODIS و ASTER، مطالعه موردی: شهر دامغان. نشریه برنامهریزی و آمایش فضا (مدرس علوم انسانی)، 15(2)، 99-81.
کردجزی، م.؛ داداشی، ن. و رحمننیا، م. ر. (1396). بررسی عوامل ایجاد پدیده گردوغبار در استان گلستان. دومین همایش ملی مدیریت منابع آب نواحی ساحلی، ساری، دانشگاه علوم کشاورزی طبیعی ساری.
کرمی، س.؛ حسینحمزه، ن.؛ نوری، ف. و رنجبر سعادت‌آبادی، ع. (1398). بررسی همدیدی و شبیهسازی 2 توفان همزمان گردوخاک در مناطق شرق و شمال‌شرقی ایران. کنفرانس بینالمللی گردوغبار در جنوبغرب آسیا، زابل، دانشگاه زابل.
لشکری، ح. و کیخسروی، ق. (1387). تحلیل آماری سینوپتیکی توفانهای گردوغبار استان خراسان رضوی در فاصله زمانی (2005-1993). نشریه پژوهشهای جغرافیای طبیعی، 40(65)، 33-17.
محمدپور، ک.؛ سلیقه، م.؛ درویشیبلورانی، ع. و رضیئی، ط. (1399). واکاوی و مقایسه تولیدات ماهوارهای و شبیه‌سازیشدهAOD در تحلیل گردوغبارهای غرب ایران (۲۰۰۰-۲۰۱۸). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 7(1)، 32-1.
مساعدی، ا.؛ خلیلیزاده، م. و محمدیاستادکلایه، ا. (1387). پایش خشکسالی هواشناسی در سطح گلستان. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 15(2)، 182-176.
میراکبری، م. و ابراهیمیخوسفی، ز. (1399). بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی ذرات معلق جو با استفاده از شاخص عمق اپتیکی آئروسلها در جنوبشرق ایران. مجله سنجش از دور و سامانههای اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 11(3)، 18-17.
Al-Taie, K. B., Rajab, J. M., & Al-Salihi, A. M. (2020). Climatology and classification of aerosols based on optical properties over selected stations in Iraq. AIP Conference Proceedings 2290:050041, https://doi.org/10.1063/5.0031471. Chen, S., Huang, J. P., Jia, R., Jiang, N. X., Kang, L., Ma, X., & Xie, T. T (2017). Comparison of dust emissions, transport, and deposition between the Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2011. Science China-Earth Sciences, 60(1), 1338–1355 CNKI: SUN:JDXG.0.2017–07-011. Chen, B., & Sverdlik, L. (2007). Optical and microphysical characteristics of aerosol structures in central Asia, Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, 67330S-67330S-7. Draxler, R. R., & Rolph, G. D. (2012). HYSPLIT (hybrid single particle Lagrangian integrated trajectory) model access via NOAA ARL, NOAA Air Resources Laboratory, Silver Springer, MD. ECMWF, (2017). ERA5 data documentation. European Centre for Medium-range Weather Forecast (ECMWF). https://software.ecmwf.int/wiki/display/CKB/ERA5+data+documentation. Giannadaki, D., Pozzer, A., & Lelieveld, J. (2014). Modeled global effects of airborne desert dust on air quality and premature mortality. Atmos. Chem. Phys., 14, 957–968. Indoitu, R., Orlovsky, L., & Orlovsky, N. (2012). Dust storms in Central Asia: spatial and temporal variations. Journal of Arid Environments, 85(none), 62–70, https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2012.03.018 Liu, Y., Wu, C., Jia, R., & Huang, J. (2018), An overview of the influence of atmospheric circulation on the climate in arid and semiarid region of Central and East Asia. Science China Earth Sciences, 61(9), 31–42. CNKI:SUN:JDXG.0.2018-09-003. Nabavi, S. O., Haimberger, L., & Abbasi, E. (2019). Assessing PM2.5 concentrations in Tehran, Iran, from space using MAIAC, deep blue, and dark target AOD and machine learning algorithms. Atmospheric Pollution Research, 10(3), 889-903. Namdari, S., Valizade, K. K., Rasuly, A. A., & Sari Sarraf, B. (2016). Spatio-temporal analysis of MODIS AOD over western part of Iran. Arabian Journal of Geosciences, 9(3),191, doi:https://doi.org/10.1007/s12517-015-2029-7. Opp, C., Groll, M.,Aslanov, I., Lotz, T., & Vereshagina, N. (2016). Aeolian dust deposition in the southern Aral Sea region (Uzbekistan): groundbased monitoring results from the LUCA project, Quaternary International, S104061821600224X, https://doi.org/10.1016/j.quaint.2015.12.103. Qoraboyev, I., & Moldashev, K. (2018). The belt and road initiative and comprehensive regionalism in Central Asia. Social Science Electronic Publishing, 9(8), 115–130, https://doi.org/10.1007/978-981-10-5915-5_7. Shahid, I., Shahid, M. Z., Chen, Z., & Asif, Z. (2022). Long-Term Variability of Aerosol Concentrations and Optical Properties over the Indo-Gangetic Plain in South Asia, Atmosphere, 13, 1266. https:// doi.org/10.3390/atmos13081266. Sujaritpong, S., Dear, K., Cope, M., Walsh, S., & Kjellstrom, T. (2014). Quantifying the health impacts of air pollution under a changing climate—a review of approaches and methodology. International Journal of Biometeorology, 58(2), 149–160, https://doi.org/10.1007/s00484-012-0625-8. Thorncroft, C. D., Hoskins, B. J., & McIntyre, M. E. (1993). Two paradigms of baroclinic-wave life-cycle behavior. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 119, 17–56. Wang, D., Zhang, F., Yang, S., Xia, N., & Ariken, M. (2020). Exploring the spatial-temporal characteristics of the aerosol optical depth (AOD) in Central Asia based on the moderate resolution imaging spectra radiometer (MODIS), Environmental monitoring and assessment, 192, 1-15. Wolff, C., Plessen, B., Dudashvilli, A. S., Breitenbach, S. F. M., Cheng, H., Edwards, L. R., & Strecker, M. R. (2017). Precipitation evolution of Central Asia during the last 5000 years, Holocene, 27(1), 0959683616652711, https://doi.org/10.1177/0959683616652711. Yousefi, R., Wang, F., Ge, Q., & Shaheen, A. (2020). Long-term aerosol optical depth trend over Iran and identification of dominant aerosol types. The Science of the Total Environment, 722, 137906, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137906. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 428 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 279 |
||