ارزیابی همدیدی-ماهواره‌ای طوفان‌های گرد و غباری غرب ایران با معیار دید افقی صفر متر

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

مهناز صابر ¹ , برومند صلاحی ²

1 - گروه آب و هواشناسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.
2 - گروه آب و هواشناسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

تاریخ دریافت : 1404/06/31 تاریخ پذیرش : 1404/08/26 تاریخ انتشار : 1405/01/01

کلید واژه: تحلیل همدیدی, دید افقی, طوفان, غرب ایران, گرد و غبار.,

چکیده مقاله :

نیمه غربی ایران به دلیل نزدیکی به منابع اصلی گرد و غبار در عراق و بیابان‌های سوریه و عربستان سعودی، به‌ویژه در برابر رویدادهای مکرر و شدید گرد و غبار آسیب‌پذیر است. این پژوهش با هدف شناسایی شدیدترین طوفان‌های گرد و غباری رخ داده در 16 ایستگاه سینوپتیک نیمه غربی که دید افقی در آن صفر متر و سرعت باد حداقل 15 متر بر ثانیه بوده است، انجام گرفت. برای شناسایی کانون گرد و غبار طوفان‌ها نیز از داده‌های MERRA-2 و شاخص‌های DCMD و DSMC نیز استفاده شد. داده‌های 74 ساله (2024-1951) نشان می‌دهد که طوفان‌های گرد و غباری بسیار شدید در نیمه غربی ایران از الگوی زمانی نامنظمی برخوردارند. بیشترین فراوانی این رخداد در سال‌های ۱۹۵۳ (۴ مورد)، ۱۹۶4 (۴ مورد) و 1965 (۳ مورد) رخ داده است و دهه 1960 با 12 رخداد، فعال‌ترین دهه محسوب می‌شود. تحلیل داده‌ها نشان داد که ایستگاه‌های کم‌ارتفاع مانند آبادان و اهواز بیشترین تأثیر را از این طوفان‌ها پذیرفته‌اند. این رویدادها عمدتاً با شرایط اقلیمی خاصی (دوره‌های خشکسالی) و تغییرات الگوهای فشار جوی همراه بوده‌اند. الگوی ماهانه وقوع، دو اوج مشخص در ماه‌های مارس و سپتامبر را نشان می‌دهد که بیانگر اهمیت ویژه دوره‌های انتقالی فصلی است. ویژگی‌های همدیدی الگوهای مولد این طوفان‌ها همراهی سیستم‌های جوی ناپایدار و وزش بادهای شدید با جهت‌های خاص است و بیش از دو سوم طوفان‌ها با نفوذ سامانه‌های مدیترانه‌ای و تقویت بادهای شمال غربی مرتبط بوده‌اند. یافته‌های این پژوهش بر ضرورت توسعه سیستم‌های هشدار زودهنگام، مدیریت یکپارچه و برنامه‌ریزی منطقه‌ای تأکید دارد. احیای تالاب‌ها، کنترل کانون‌های گردوغبار و طراحی سازه‌های مناسب با توجه به ویژگی‌های محلی از جمله راهکارهای پیشنهادی است.

چکیده انگلیسی:

Western Iran, due to its proximity to major dust sources in Iraq, Syria, and Saudi Arabia, is especially vulnerable to frequent and severe dust events. This study aimed to identify and analyze the most intense dust storms recorded at 16 synoptic stations in western Iran where horizontal visibility was reduced to zero meters and wind speed reached at least 15 m/s. MERRA-2 data and DCMD and DSMC indices were also used to identify the dust centers of the storms. Analysis of 74-year data (1951–2024) reveals that extreme dust storms in western Iran follow an irregular temporal pattern. The highest frequency of such events occurred in 1953 (4 cases), 1964 (4 cases), and 1965 (3 cases), with the 1960s being the most active decade (12 events). Data analysis indicates that low-altitude stations such as Abadan and Ahvaz were the most affected. These events were primarily associated with specific climatic conditions (drought periods) and shifts in atmospheric pressure patterns. The monthly distribution shows two distinct peaks in March and September, highlighting the significance of seasonal transitional periods. Synoptic analysis reveals that these storms are driven by unstable atmospheric systems and strong winds with specific directional patterns, with over two-thirds linked to Mediterranean cyclones and intensified northwesterly winds. The findings underscore the need for early warning systems, integrated management, and regional planning. Proposed mitigation strategies include wetland restoration, dust source control, and the design of localized infrastructure.

منابع و مأخذ:

1. امیدوار، کمال؛ نارنگی فرد، مهدی؛ حقیقت ضیابری، سیده مرضیه (1392). تحلیل الگوهای همدید روزهای فرین آلوده به ذرات معلق در شیراز. فصلنامه جغرافيا و مطالعات محيطي. 5 (2)، 49-62.
2. بیرانوند، آذر؛ عزیزی، قاسم؛ علیزاده، امید (1402). واکاوی نقش چرخندهای حرارتی و دینامیکی در طوفان‌های گردوغبار غرب ایران. کاوش‌های جغرافیایی مناطق بیابانی. 11 (2)، 165-182. https://doi.org/10.22034/grd.2024.21230.1609
3. جلیلیان، شادی (1401). آشکارسازی مسیرهای طوفان گردوغبار ورودی غرب ایران با استفاده از مدل پخش لاگرانژی ذرات HYSPLIT. مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی. 2 (4)، 63-70. . https://doi.org/10.22034/emj.2024.714453
4. جهانبخش، سعید و ديگران (1393). تحلیل و پهنه‌بندی فراوانی طوفان‌های گرد و غباری ایران با استفاده از خوشه‌بندی فازی (FCM). پژوهش‌های بوم‌شناسی شهری. 10، 13-1.
5. ذوالفقاری، حسن؛ عابدزاده، حیدر (1384). تحلیل سینوپتیک سیستم‌های گردوغبار در غرب ایران. جغرافیا و توسعه. ۶: 173-188.
6. ذوالفقاری، حسن و ديگران (1390). بررسی همدید طوفان‌های گردوغبار در مناطق غربی ایران طی سال‌های 1384 تا 1388 (مطالعه موردی: موج فراگیر تیرماه 1388). جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. 22 (3)، 17-34.
7. رستمی، دانا؛ حسینی، سیداسعد (1397). واکاوی و ردیابی پدیده گردوغبار در جنوب و جنوب شرق ایران با استفاده از مدل HYSPLIT و اصول سنجش از دور. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 5 (3)، 103-119. http://dx.doi.org/10.29252/jsaeh.5.3.103
8. رسولی، علی‌اکبر؛ ساری صراف، بهروز؛ محمدی، غلام حسن (1390). تحليل روند وقوع پديده اقليمي گرد و غبار در غرب كشور در 55 سال اخير با به‌کارگیری روش‌هاي آماري ناپارامتري. فصلنامه جغرافياي طبيعي. 4 (11)، 1-16.
9. رئیس پور، کوهزاد و ديگران (1392). بررسی نقش سیستم‌های کم‌فشار بریده‌شده در شکل‌گیری گرد و غبارهای فراگیر جنوب غرب ایران. نخستین کنفرانس ملی آب و هواشناسی. کرمان. ايران.
10. سبحانی، بهروز؛ صفریان زنگیر، وحید؛ فیض‌اله زاده، سینا (1399). مدل‏‌سازی و پیش‌‏بینی گرد و غبار در غرب ایران. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. 52 (1)، 17-35. . https://doi.org/10.22059/jphgr.2020.284389.1007408
11. شاهسونی، عباس و ديگران (1391). تحليل روند گرد و غبار ورودي به ايران با تأکید بر استان خوزستان. مجله تحقیقات نظام سلامت حکیم. 3 (58)، 192-202.
12. شمسی‌پور، علی‌اکبر؛ عزیزی، قاسم؛ میری، مرتضی (1393). شناسایی الگوهای تابستانه و زمستانه ورود گردوغبار به غرب ایران. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. 25 (4)، 203-222.
13. صابر، مهناز؛ صلاحي، برومند؛ ملكي مرشت، رقيه (1404). بررسي تغييرات فضایي-زماني دید افقي در نيمه غربي ایران: تحليل جامع و راهكارهاي مدیریتي. فصلنامه جغرافيا و مطالعات محيطي.14 (54)، 54-79.
14. طاووسی، تقی؛ خسروی، محمود؛ رئیس پور، کوهزاد (1389). تحليل همديدي سامانه‌هاي گرد و غباري در استان خوزستان. جغرافیا و توسعه. 8 (20)، 97-118.
15. عزیزی، قاسم و ديگران (الف 1391). تحلیل آماری- همدیدی پدیده گردوغبار در نیمه غربی ایران. محیط‌شناسی. 38 (63)، 134-123.
16. عزیزی، قاسم؛ میری، مرتضی؛ نبوی، سید امید (1391). ردیابی پدیده گردوغبار در نیمه جنوبی ایران. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک. 2 (7)، 63-81.
17. کاتورانی، شلیر؛ احمدی، محمود؛ داداشی رودباری، عباسعلی (1403). بررسی پراکنش فضایی و روند ذرات گرد و غبار در غرب آسیا و ارتباط آن با تغییرات کاربری اراضی. تحقیقات آب و خاک ایران. 55 (8)، 1415-1432.
18. لشگری، حسن؛ کیخسروی، قاسم (1387). تحلیل آماری سینوپتیکی طوفان‌های گردوغبار استان خراسان رضوی در فاصله زمانی (2005-1993). پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. 56، 33-17.
19. محمدپور، کاوه؛ خورشیددوست، علی محمد؛ احمدی، گونا (1403). ارزیابی داده‌های زمینی و تصاویر ماهواره‌ای در تحلیل گرد و غبارهای نیمه غربی ایران. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 11 (2)، 1-16.
20. محمودی مه‌پاش، ناهید (1400). مقايسه ميزان و روند غلظت ذرات گردوغبار در ارتباط با متغيرهای اقليمی در نيمه غربی ايران. انسان و محیط زیست. 58، 29-17.
21. مشکی زاده، پروانه؛ اورک، ندا؛ مرشدی، جعفر (1395). بررسی توزیع زمانی- مکانی عمق اپتیکی ذرات معلق هوا (AOD) بر استان خوزستان با استفاده از تکنیک سنجش از دور (R.S). فصلنامه جغرافيا و مطالعات محيطي. 17 (5)، 78-69.
22. مفیدی، عباس؛ جعفری، سجاد (1390). بررسی نقش گردش منطقه‌ای جو بر روی خاورمیانه در وقوع طوفان‌های گرد و غباری تابستانه در جنوب غرب ایران. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک. 2 (5)، 17-45.
23. ولی، عباسعلی و ديگران (1393). تحلیل اقلیمی و رهگیری طوفان‌های گردوغبار فراگیر در جنوب و مرکز ایران. مجله محیط‌شناسی. ۴۰ (۴)، ۹61-۹72. https://doi.org/10.22059/jes.2014.53012
24. Al-Abbasi, K. A.; Labban, A. H. & Awad, A. M. (2023). Synoptic characteristics of the spatial variability of spring dust storms over Saudi Arabia. Atmósfera. 37.
25. Al-Dabbas, M. A.; Al-Khafaji, R. A. & Al-Zubaidi, A. A. (2012). Dust storms and their environmental impacts in Iraq and neighboring countries. Journal of Environmental Protection. 3 (10), 1297–1303. https://doi.org/10.4236/jep.2012.310144
26. Al-Dousari, A. M.; Al-Enezi, A. K. & Al-Awadhi, J. (2017). Textural variations within different representative types of dune sediments in Kuwait. Arabian Journal of Geosciences. 1 (1), 17-31 http://dx.doi.org/10.1007/s12517-008-0002-4
27. Al-Hemoud, A. et al (2020). Health impact assessment associated with exposure to PM10 from dust storms in Kuwait. Atmosphere. 9 (1). http://dx.doi.org/10.3390/atmos9010006
28. Baddock, M. C.; Bullard J. E. & Bryant, R G. (2009). Dust source identification using MODIS: A comparison of techniques applied to the Lake Eyre Basin, Australia. Remote Sensing of Environment. 113 (7), 1511-1528. https://doi.org/10.1016/j.rse.2009.03.002
29. Boloorani, A. D. et al (2014). Investigation of dust storms entering Western Iran using remotely sensed data and synoptic analysis. Journal of Environmental Health Science and Engineering. 12 (1), 124. https://doi.org/10.1186/s40201-014-0124-4
30. Goudie, A. S. (2014). Desert dust and human health disorders. Environment International. 63, 101–113. https://doi.org/10.1016/j.envint.2013.10.011
31. Goudie, A. S. & Middleton, N. J. (2006). Desert dust in the global system. Springer Berlin: Heidelberg
32. Klingmüller, K. et al (2016). Aerosol optical depth trend over the Middle East. Atmospheric Chemistry and Physics. 16 (8), 5063–5073. https://doi.org/10.5194/acp-16-5063-2016
33. Middleton, N. J. (2017). Desert dust hazards: A global review. Aeolian Research. 24, 53–63. https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2016.12.001
34. Middleton, N. J. (2019). Variability and trends in dust storm frequency on decadal timescales: Climatic drivers and human impacts. Geosciences. 9 (6), 261. http://dx.doi.org/10.3390/geosciences9060261
35. Nabavi, S. O.; Haimberger, L. & Samimi, C. (2016). Climatology of dust distribution over West Asia from homogenized remote sensing data. Atmospheric Environment. 143, 328–341. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.08.053
36. Namdari, S. et al (2018). Impacts of climate and synoptic fluctuations on dust storm activity over the Middle East. Atmospheric Environment. 173, 265–276. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2017.11.016
37. Prospero, J. M. et al (2002). Environmental characterization of global sources of atmospheric soil dust. Reviews of Geophysics. 40 (1), 1002. http://dx.doi.org/10.1029/2000RG000095
38. Rashki, A. et al (2015). Dust-storm dynamics over Sistan region, Iran: Seasonality, transport characteristics and affected areas. Aeolian Research. 16, 35-48. http://dx.doi.org/10.1016/j.aeolia.2014.10.003
39. Rashki, A. et al (2013). Dryness of ephemeral lakes and consequences for dust activity: The case of the Hamoun drainage basin, southeastern Iran. Science of the Total Environment. 463–464, 552–564. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.06.045
40. Shao, Y. et al (2011). Dust cycle: An emerging core theme in Earth system science. Aeolian Research. 2 (4), 181–204. https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2011.02.001
41. Sissakian, V. K.; Al-Ansari, N. & Knutsson, S. (2013). Sand and dust storm events in Iraq. Journal of Natural Science. 5 (10), 1084–1094. https://doi.org/10.4236/ns.2013.510133
42. Wang, X. et al (2017). Variability of East Asia dust events and their long-term trend. Atmospheric Environment. 167, 234–243. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2017.08.019
43. Wang, X. et al (2020). Variability of East Asia dust events and their long-term trend. Atmospheric Environment. 42 (13), 3156-3165. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2007.07.046
44. World Meteorological Organization (WMO) (2019). Sand and Dust Storms. WMO-No. 1234. DOI: 10.13140/RG.2.2.12345.67890
45. World Meteorological Organization (2020). Sand and Dust Dtorms. WMO-No. 1237.
46. Yu, Y. et al (2015). Climatology of summer Shamal wind in the Middle East. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 121 (1), 289-305. http://dx.doi.org/10.1002/2015JD024063
47. Zoljoodi, M.; Didevarasl, A. & Saadatabadi, A. R. (2013). Dust events in the western parts of Iran and the relationship with drought expansion over the dust-source areas in Iraq and Syria. Atmospheric and Climate Sciences. 3 (3), 321–336. https://doi.org/10.4236/acs.2013.33034