شبیه سازی گردوغبار در استان خوزستان با استفاده از مدل WRF/Chem (مطالعه موردی: 26 تا 28 مارس 2010)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی ، اهواز، ایران

2 استادیار پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی

3 عضو هیات علمی پژوهشکده هواشناسی و علوم جو

چکیده

شناخت ماهیت، منشأ و اثر توفان‌های گرد و غباردرتعیین روش‌های پیش‌بینی و کنترل آن نقش به سزایی دارد.گرچه در ایران مطالعه‌های متعددی در ارتباط با گرد و غبار از دیدگاه آماری و همدیدی انجام شده است اما تا کنون مدلی پیش‌بینی اعتمادپذیری از وقوع این پدیده و همچنین شناسایی کانون‌های گرد و غبار در منطقه‌ی خاورمیانه ارائه نشده است. در این تحقیق کاربرد مدل WRF/Chem در پیش‌بینی گرد و غبار در ایران مورد نظر میباشد. در اولین گام، توفان گرد و غباری در ماه مارس 2010 انتخاب و با استفاده از داده‌های بازتحلیلی، شرایط همدیدی مورد بررسی قرار گرفت. سپس وقوع گرد و غبار توسط مدل شبیه‌سازی شده و نتیجه آن با پهنه‌بندی دید افقی مورد قیاس قرار گرفته است. نتیجه مطالعه نشان می‌دهد تغییر زمانی گرد و غبار پیش‌بینی شده توسط مدل با تغییر زمانی PM10 (ذرات معلق با قطر 10 میکرومتر) در شهر اهواز هماهنگی دارد. مدل WRF/Chem توفان گرد و غبار را در ماه مارس 2010 در استان خوزستان که دید به کمتر از 100 متر رسیده به خوبی پیش‌بینی می‌نماید. در دیگر مناطق ایران که کاهش دید به 5000 تا 7000 رسیده و شدت توفان گرد و غبار زیاد نیست، پیش‌بینی گرد و غبار توسط مدل دقت کمتری دارد. به این ترتیب در گرد و غبارهای شدید مدل پیش‌بینی خوبی از گرد و غبار داده و در گرد و غبارهای ضعیف توزیع افقی گرد و غبار با دقت خوبی پیش‌بینی نمی‌شود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dust simulation in Khuzestan province using WRF/Chem. model (Case study: 26-28 March 2010)

نویسندگان [English]

  • elham mobarakhasan 1
  • parvin ghafariyan 2
  • kataun varshosaz 1
  • majid azadi 3
چکیده [English]

Understanding about the nature, sources and effects of dust storms has an important role in the forecasting and control this phenomenon. Although many researchers have been carried out on dust storms considering synoptic and statistic view, they have not presented numerical methods to reliably forecast and recognize their source of the formation of the dust storms in the Middle East. The goal of this research is evaluate the WRF/Chem model for forecasting dust storm event in Iran. In the first step a dust storm occurred in March 2010 is chosen and by using reanalysis data, synoptic structure is discussed. Then, the dust storm event is simulated by WRF/Chem model and its results compared with visibility zoning in Iran. It can be found, dust storm time series obtained by the model is similar to PM10 time series in Ahvaz. The dust storm event simulated by the model is in agreement with the spread of severe dust storm which had visibility of less than 100 m in Khuzestan province. The model's result does not have an acceptable consistency with the poor dust storm in some parts of Iran whose visibility increased 5000 to 7000 m. So as a general conclusion the model result in the server dust storm has good precision, but in the poor dust storm the model does not display good consistency spread dust storm in Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dust Storm
  • WRF/Chem Model
  • Khuzestan Province
  • horizontal visibility

 

1-امیدوار، کمال،1386، مطالعه سینوپتیکی بادهای شدید و طوفان‌های گرد و غبار ماه‌های آوریل و می 2003 در یزد، اولین همایش ملی فرسایش بادی، یزد.

2-بوچانی، محمدحسین، فاضلی، داریوش، 1390، چالش‌های زیست محیطی و پیامدهای ناشی از آن ریزگردها و پیامدهای آن در غرب کشور ایران. فصل‌نامه ره‌نامه سیاست گذاری، سال دوم، شماره سوم. پاییز1390.

3-پیله‌وران، راضیه، سپهوند، نورالدین، 1389، پایش طوفان خاک ژولای2009 در غرب کشور با استفاده از تصاویر ماهواره‌ایی. دومین همایش ملی فرسایش بادی و طوفان‌های گرد و غبار، دانشگاه یزد.

4-ریوندی، امیر، میررکنی، مجید، محمدپورپنچاه، محمدرضا، معماریان، محمد حسین، محمدیها، امیر.1389. بررسی و تحلیل سینوپتیکی تشکیل و انتشار طوفان‌های گرد و خاک ورودی از غرب ایران با استفاده از پارامترها و نقشه‌های هواشناسی. دومین همایش ملی فرسایش بادی و طوفان‌های گرد و غبار، دانشگاه یزد.

5-طاووسی، تقی، خسروی، محمود و کوهزاد ، رئیس پور، 1387، تحلیل سینوپتیکی پدیده‌ی گرد و غبار در استان خوزستان، مجموعه مقالات سومین کنفرانس ملی مقابله با سوانح طبیعی، دانشکده فنی دانشگاه تهران.

6-عطایی، هوشمند، احمدی، فریبرز، 2010، بررسی گرد و غبار به عنوان یکی از معضلات زیست محیطی جهان سالام مطالعه موردی: استان خوزستان، چهارمین کنگره بین‌المللی جغرافیدانان جهان اسلام.

7- غفاریان، پروین، مبارک حسن، الهام، عیسی خانی، نسرین، 1392، بررسی تعداد و روند وقوع رخداد توفان گرد و غبار در غرب و جنوب غرب ایران (2009-1980). اولین همایش بین‌المللی ریزگردها، مدیریت عوامل و پیامدها، دانشگاه لرستان.

8- مبارک حسن، الهام.، غفاریان، پروین.، 1389، بررسی ساز و کار شکل‌گیری گرد و غبار در استان خوزستان در فصل سرد: مطالعه موردی ژانویه 2005، دومین همایش ملی فرسایش بادی و طوفان‌های گرد و غبار، یزد.

9- مبارک حسن، الهام، 1390، بررسی سامانه مدیترانه‌ایی و طوفان گرد و غبار در استان خوزستان، اولین همایش ملی محیط زیست و آلاینده‌های، اهواز، اردیبهشت 1390.

10- مبارک حسن، الهام، ورشوساز، کتایون، غفاریان، پروین .1390. بررسی الگوهای همدیدی همراه با شاخص psi بیش از 1000 و دید افقی کمتر از 1000 نیمه اول سال 1389. اولین کنگره بین‌اللمللی پدیده گرد و غبار و مقابله با آثار زیان‌بار آن. خوزستان.

11-Alizadeh. Ch. O., Zawar-Reza.P., and Sturman. A., 2012,Atmospheric forcing of the three-dimensional distribution of dust particles over Australia: A case study. Jour. Of Geo. Res., Vol.117,

12-Chun, Y.2001,Synoptic, transport and physical characteristics of Asian dust in Korea. Journal of geophysical research. V(106).

13-Ginoux, P., Chin, M., Tegen, I., Prospero, J., Holben, B., Dubovik, O. and Lin, S. J., 2001, Sources and distributions of dust aerosols simulated with the GOCART model, J. Geophys., Res., 106, 20255-20273.

14-Hamish. A., Grant. M., Tanish. A., Sturman. P., and Zavtar. P., 2001.Inter-regional transport of Australian dust storms. Soil erosion research for the st century. Proceeding of int. symp.Honolulu. Hi. USA.

15-Huebert, B. J., Bates, T., Russell, P. B., Shi, G., Kim, Y. J., Kawamura, K., Carmichael, G. and Nakajima, T., 2003, An overview of ACEAsia: Strategies for quantifying the relationships between Asian aerosols and their climatic impacts, J. Geophys., Res., 108 (D23), 8633, doi: 10.1029/2002JD003178.

16-In, H. J., and Park, S. U., 2003, A simulation of long-range transport of yellow sand observed in April 1998 in Korea, Atmos. Environ., 36, 4625-4636.

17-Shao, Y., Yang, Y., Wang, J., Song, Z., Leslie, L. M., Dong, C., Zhang, Z., Lin, Z., Kanai, Y., Yabuki, S. and Chun, Y., 2003, Northeast Asian dust storms: Real-time numerical prediction and validation, J. Geophys., Res., 108, (D22), 4691, doi: 10.1029/2003JD003667.

18-Shao, Y., Jung, E., and Leslie, L. M., 2002,  Numerical prediction of north-east Asian dust storms using an integrated wind erosion modeling system, J. Geophys., Res., 107, (D24), 4814, doi: 10.1029/2001JD001493.

19-Tegen, I., and Fung, I., 1994, Modeling of mineral dust in the atmosphere: Sources, transport, and optical thickness, J. Geophys., Res., 99, 22 897-22 914.

20-Wang, Z., Ueda, H., and Huang, M., 2000, A deflation module for use in modeling longrange transport of  yellow sand over East Asia, J. Geophys., Res., 105, 26947-26960.