مطالعه تاثیرات هواویزها بر خردفیزیک ابرها در شهر تهران

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 3، دوره 5، شماره 3 - شماره پیاپی 19، مهر 1395، صفحه 79-93   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v5i3.44337

نویسندگان

دینا عبدمنافی^{* 1}؛ امیرحسین مشکوتی¹؛ سهراب حجام²؛ مجید وظیفه دوست³

¹، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

²دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات تهران

³دانشگاه گیلان

چکیده

تغییرات در غلظت هواویزها بخصوص در جو مناطق شهری و صنعتی، یکی از عوامل اصلی در تغییر خرد فیزیک ابرها می باشند. این مطالعه در محدوده زمانی سالهای 2003-2012 میلادی و با استفاده از داده ها و اطلاعات، هواویز، خردفیزیک ابر و رطوبت سنجنده مادیس ماهواره آکوا برای شهر تهران انجام شده است. در این مقاله، هدف اول، تعیین بهترین جایگزین از بین عمق نوری هواویز(AOD) و شاخص هواویز (AI) برای هسته های میعان ابر (CCN) می باشد. دوم، تاثیرات هواویزها بر روی خردفیزیک ابر در شهر تهران مورد بررسی قرار می گیرد. برای بررسی خردفیزیک ابرها، ابرهای نازک و پایین یعنی ابرهای با میانگین فشار بالای ابر بیشتر از 800 هکتوپاسکال برای محدوده شهر تهران، بررسی شده اند. دلیل انتخاب ابرهای نازک و پایین به عنوان نماینده ابرهای تهران، کاهش خطاهای ناشی از بازیابی داده های سنجنده مادیس می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که، شاخص هواویز جایگزین خیلی بهتری برای CCNها در شهر تهران می باشد. مقدار هواویزها با فشار بالای ابر و دمای بالای ابر همبستگی مثبت و با کسر ابرناکی، ضخامت نوری ابر و مسیر آب ابر همبستگی منفی داشتند. بین شعاع موثر قطرک ابر و شاخص هواویز همبستگی منفی و معنی دار با همبستگی اسپیرمن و عدم همبستگی با ضریب همبستگی پیرسون مشاهده شد. نتایج همبستگی ها نشان می دهند که افزایش هواویزها در شهر تهران در بسیاری از مواقع باعث وقوع پدیده فرابارورسازی و کاهش ابرناکی در این 10 سال اخیر شده است. همبستگی های بین خود کمیت های خردساختار ابر، کاملاً با مطالعات تئوری مطابقت دارند.

کلیدواژه‌ها

هواویز؛ ابر؛ سنجنده مادیس؛ شهر تهران

مراجع

احدی، سولماز؛ نجفی، محمد علی؛ روشنی، محسن؛ 1390. گزارش سالانه کیفیت هوای تهران در سال 1390. گزارش فنی شرکت کنترل کیفیت هوا. واحد پایش و پژوهش. شماره QM91/02/06(U)/01.

احدی، سولماز؛ نجفی، محمد علی؛ روشنی. محسن؛ 1391. گزارش سالانه کیفیت هوای تهران در سال 1391. گزارش فنی شرکت کنترل کیفیت هوا، واحد پایش و پژوهش. شماره QM92/03/03/(U)/01.

Abish, B., Mohanakumar, K., 2011. Role of fine mode aerosols in modulating cloud properties over industrial locations in north India. Ann. Geophys., 29, 1605–1612.

Ackerman, A. S., O. B. Toon, D. E. Stevens, A. J. Heymsfield,V. Ramanathan, and E. J. Welton, 2000. Reduction of tropicalcloudiness by soot, Science, 288, 1042–1047.

Ahadi, S., Najafi, M.A., Roshani, M., 2011, Annual report on air quality in Tehran in1390,Technical Report on Air Quality Control, Monitoring and Research Unit, QM91/02/06(U)/01.

Ahadi, S., Najafi, M.A., Roshani, M., 2012, Annual report on air quality in Tehran in1390,Technical Report on Air Quality Control, Monitoring and Research Unit, Q M92/03/03/(U)/01.

Albrecht, B. A., 1989. Aerosols, cloud microphysics and fractionalcloudiness, Science, 245, 1227–1230, doi:10.1126/science.245.4923.1227.

Andreae, M. O., 2009. Correlation between cloud condensation nuclei concentration and aerosol optical thickness in remote and polluted regions. Atmos. Chem. Phys., 9, 543–556.

Breon, F.M., Tanre, D., Generoso, S., 2002. Aerosol effect on cloud droplet size monitored from satellite. Science 295, 834e838.

Gryspeerdt, E., Stier, P., and Partridge, D. G., 2014. Satellite observations of cloud regime development: the role of aerosol processes, Atmos. Chem. Phys., 14, 1141–1158.

Hansen, J., M. Sato, and R. Ruedy., 1997. Radiative forcing and climate response, J. Geophys. Res., 102, 6831–6864.

Jung, W.-S.,Panicker, A.-S., Lee, D., Park, S.-H., 2013. Estimates of Aerosol Indirect Effect from Terra MODIS over Republic of Korea. Hindawi Publishing Corporation, Advances in Meteorology, Volume 2013, Article ID 976813, 8 pages.

Kaufman, Y.J., Koren, I., Remer, L.A., Rosenfeld, D., Rudich, Y., 2005. The effect of smoke, dust, and pollution aerosol on shallow cloud development over the Atlantic Ocean. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 11207e11212.

Koren, I., Feingold, G., Remer, L.A., 2010. The invigoration of deep convective cloudsover the Atlantic: aerosol effect, meteorology or retrieval artifact? Atmos. Chem. Phys. 10, 8855e8872.

Levy, R.C., Remer, L.A., Kleidman, R.G., Mattoo, S., Ichoku, C., Kahn, R., Eck, T.F., 2010. Global evaluation of the Collection 5 MODIS dark-target aerosol products over land. Atmos. Chem. Phys. 10, 10399e10420.

Levy, R.C., Remer, L.A., Mattoo, S., Vermote, E.F., Kaufman, Y.J., 2007. Second-generation operational algorithm: retrieval of aerosol properties over land from inversion of moderate resolution imaging spectroradiometer spectral reflectance. J. Geophys. Res. Atmos. 112.

Nakajima, T., Higurashi, A., Kawamoto, K., and Penner, J., 2001. A possible correlation between satellite-derived cloud and aerosol microphysical parameters, Geophys. Res. Lett., 28, 1171–1174,doi: 10.1029/2000GL012186, 2001.

Penner, J.E., Zhou, C., Xu, L., 2012. Consistent estimates from satellites and models for the first aerosol indirect forcing. Geophys. Res. Lett. 39.

Remer, L. A., Kleidman, R. G., Levy, R. C.,Kaufman, Y. J., Tanr´e, D., Mattoo, S.,Martins, J. V., Ichoku, C., Koren, I., Yu, H.and Holben, B. N., 2008, Global aerosol climatology from the MODIS satellite sensors,J. Geophys. Res., 113, 426-403.

Remer, L.A., Kaufman, Y.J., Tanre, D., Mattoo, S., Chu, D.A., Martins, J.V., Li, R.R.,Ichoku, C., Levy, R.C., Kleidman, R.G., Eck, T.F., Vermote, E., Holben, B.N., 2005. The MODIS aerosol algorithm, products, and validation. J. Atmos. Sci. 62, 947e973.

Rosenfeld, D., 1999. TRMM observed first direct evidence of smoke from forest fires inhibiting rainfall, Geophys. Res. Lett., 26, 3105–3108, doi:10.1029/1999GL006066.

Squires, P., and S. Twomey., 1966. A comparison of cloud nucleusmeasurements over central North America and Caribbean Sea,J. Atmos. Sci., 23, 401–404, doi:10.1175/1520-0469(1966)0232.0.CO;2.

Tang, J., Wang,P., Mickley, L., Xia, X., Liao, H., Yue, X., Sun, L., Xia, J., 2013. Positive relationship between liquid cloud droplet effective radius and aerosol optical depth over Eastern China from satellite data. Atmospheric Environment 84 (2014) 244e253.

Twomey, S., 1977. The influence of pollution on the shortwave albedo of clouds, J. Atmos. Sci., 34,1149–1152.

Twomey, S., M. Piepgrass, and T. L. Wolfe., 1984. An assessmentof the impact of pollution on global cloud albedo, Tellus, Ser. B,36, 356–366.

Warner, J., A reduction of rain associated with smoke from sugar-cane fires – An inadvertent weather modification, J. App. Meteor., 7, 247–251, 1968.

Warner, J., and S. Twomey., 1967. The production of cloud nuclei by cane fires and the effect oncloud droplet concentration, J. Atmos. Sci., 24, 704–706.

Yuan, T.L., Li, Z.Q., Zhang, R.Y., Fan, J.W., 2008. Increase of cloud droplet size with aerosol optical depth: an observation and modeling study. J. Geophys. Res. 113.