تحلیل طوفان‌های گرد و غبار استان یزد بر مبنای مدل سازی های عددی

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 4، دوره 3، شماره 4 - شماره پیاپی 12، بهمن 1393، صفحه 67-83   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v3i4.34323

نویسندگان

محمدرضا محمدپور پنچاه^* ؛ محمدحسین معماریان؛ سید مجید میررکنی

دانشگاه یزد

چکیده

استان یزد ازجمله استان‌های کم بارش ایران است که تقریباً نیمی از آن را بیابان و دشت کم آب‌وعلف پوشانده و همواره در معرض طوفان گرد و غبار است. در این مطالعه سعی شده است با استفاده از مدل‌‌های عددی، رویکردی مناسب برای تحلیل دینامیکی طوفان‌های گرد و غبار استان یزد به کار گرفته شود. ابتدا طوفان‌های گرد و غبار در دوره آماری1388-1379 بررسی‌شده و طوفان‌های گرد و غبار شدید (با دید زیر 1000 متر) انتخاب شدند که شامل 20 مورد می‌باشند. از بین تاریخ‌های استخراج‌شده یکی از شدیدترین طوفان‌های گرد و غبار که در تاریخ8 خرداد 1382 اتفاق افتاده و دید را در ایستگاه‌های یزد و میبد و طبس نزدیک به صفر رسانده بود، به‌تفصیل بررسی گردید. برای این منظور ابتدا با استفاده از خروجی‌های مدل WRF به تحلیل همدیدی و دینامیکی طوفان پرداخته‌شده است. سپس برای بررسی چشمه طوفان، خروجی‌های مدل WRFبه مدل HYSPLIT داده شد و مسیرهای برگشت رسیده به ایستگاه‌ها، به دست آمد. نتایج نشان می‌دهند که عبور سامانه‌های چرخندی از سطوح بالای جو و ریزش هوای سرد ناشی از آن‌ها همراه با گرمایش سطحی در سطح زمین، زمینه ایجاد ناپایداری در منطقه را ایجاد کرده است. این شرایط همراه باوجود لایه آمیخته عمیق در مناطق مرکزی و خشک ایران در ساعت‌های قبل از شروع طوفان و همچنین منطقه بیشینه همگرایی باد و سرعت سطحی قوی در ساعت وقوع طوفان، این طوفان‌ را به‌وجود آورده است. بررسی مسیرهای برگشت نیز نشان‌دهنده وجود چشمه احتمالی طوفان در مناطق خشک و نمک‌زار حاصل از خشک شدن باتلاق گاوخونی و کویرهای اطراف آن است.

کلیدواژه‌ها

طوفان گرد و غبار؛ مدل WRF؛ مدلHYSPLIT؛ لایه آمیخته؛ مسیر برگشت

مراجع

امیدوار، کمال؛ 1384. بررسی و تحلیل سینوپتیکی توفان های ماسه در دشت یزد- اردکان، طرح پژوهشی دانشگاه یزد.

امیدوار، کمال؛ 1389. تحلیلی از رژیم بادهای شدید و طوفانی یزد. فصلنامه مدرس علوم انسانی. دوره 14. شماره 1. صص 83-105.

چیتی، منصوره؛ 1389. بررسی و تعیین الگوهای آب و هوایی و جوی حاکم بر توفان‌های گردوخاک در منطقه یزد. پایان‌نامه کارشناسی ارشد هواشناسی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران.

خوش‌سیما، مسعود؛ علی‌اکبری بیدختی، عباسعلی؛ احمدی گیوی، فرهنگ؛ 1392. تعیین عمق نوری هواویزها با استفاده از داده‌های دید افقی و سنجش‌ازدور در دو منطقه شهری در ایران. مجله فیزیک زمین و فضا. دوره 39. شماره 1. صص 163-174.

رضازاده، مریم؛ ایران‌نژاد، پرویز؛ شائو، یاپینگ؛ 1392. شبیه‌سازی گسیل غبار با مدل پیش‌بینی عددی وضع هوا ‌WRF-chemو با استفاده از داده‌های جدید سطح در منطقه خاورمیانه. مجله فیزیک زمین و فضا. دوره 39. شماره 1. صص 119-212.

لشکری، حسن؛ کیخسروی، قاسم؛ 1387. تحلیل آماری و همدیدی توفان های گردوخاک استان خراسان رضوی در فاصله زمانی (2005-1993). پژوهش های جغرافیای طبیعی. شماره 65. صص 33-17.

Brazel, A. J., and Hsu, S., 1981. The climatology of hazardous Arizona dust storms. In Desert Dust, T. L. P´ew´e (Ed.). Geological Society of America, Special Paper 186, 293–303.

Chiti, M., 2010. Investigation of climate and weather pattern of dust storm in Yazd area. MSc. Dissertation, Science and Research Branch Islamic Azad University of Tehran.

Dockery, D. W., and Stone, P. H., 2007. Cardiovascular risks from fine particulate air pollution. New England Journal of Medicine 356(5), 511–513.

Draxler, R. R., 1995. Source location through radiological monitoring (System Design and Concept of Operations). Presented at theRadionuclide Monitoring Workshop, ARPA Center for Monitoring Research.

Draxler, R. R. and Hess, G. D., 1997. Description of the HYSPLIT_4 Modeling System. NOAA Technical Memorandum.ERL ARL-224. P1-25.

Gamo, M., 1996. Thickness of dry convection and large-scale subsidence above deserts. Boundary Layer Meteorology 79, 265–278.

George, J.J., 1960. Weather Forecasting for Aeronautics. Academic Press, 673 pp.

Gillette, D.A., 1999. A qualitative geophysical explanation for ‘‘hot spot’’ dust emitting source regions: Contributions to Atmospheric Physics 72, 67–77.

Ginoux, P., Chin, M., Tegen, I., Prospero, J.M., Holben, B., Dubovik, O., Lin, S. J., 2001. Sources and distributions of dust aerosols simulated with the GOCART model: Journal of Geophysical Research 106, 20255–20273.

Khoshsima, M., Bidokhti, A. A., and Ahmadi-Givi, F., 2012. Evaluation of aerosol optical depth using visibility and remote sensing data in urban and semi urban areas in Iran. Journal of Earth and Space Physics 39(1), 163-174.

Kim, J., 2008. Transport routes and source regions of Asian dust observed in Korea during the past 40 years (1965–2004). Atmospheric Environment 42, 4778–4789.

Lashkari, H., Keikhosravi, Gh., 2008. Statistical Synoptic Analysis of Dust Storm in Khorasan Razavi Province (1993-2005). Physical Geography Research Quarterly 65, 17-33.

Lee, J.A., Gill, T.E., Mulligan, K.R., Domı´nguez Acosta, M., Perez, A.E., 2009, Land use/land cover and point sources of the 15 December 2003 dust storm in southwestern North America. Journal.geomorphology 105, 18-27.

Novlan, D.J., Hardiman, M., Gill, T. E., 2007. A synoptic climatology of blowing dust events in El Paso, Texas from 1932–2005. Presented at the 16th Conference on Applied Climatology, American Meteorological Society, no. J3.12.

Petzold, A., Rasp, K., Weinzierl, B., Esselborn, M., Hamburger, T., Dornbrack, A., 2009. Saharan dust absorption and refractive index from aircraft-based observation during SAMUM 2006. Tellus 618, 118–30. Doi:10.1111/j.1600-0889.2008.00383.x.

Omidvar, K., 2005. Synoptic analysis of sand storm of Yazd-Ardakan plane. Final report, Yazd University.

Omidvar, K., 2010. An analysis of strong and stormy wind of Yazd. Human Sciences MODARES 14(1), 83-105.

Rezazadeh, M., Irannejad, P., Shao, Y., 2013. Dust emission simulation with the WRF-Chem model using new surface data in the Middle East region. Journal of Earth and Space Physics 39(1), 191-212.

Rivera Rivera I. N, Gill, T. E., Gebhart, K. A., Hand, J. L., Bleiweiss, M. P., Fitzgerald, R. M., 2009. Wind modeling of Chihuahuan Desert dust outbreaks. Atmospheric Environment 43, 347–354.

Rosenfield, J.E., Considine D.B., Meade P.E., Bacmeister J.T., Jackman C. H. and Schoeberl M. R., 1997. Stratospheric effects of Mount Pinatubo aerosol studied with a coupled two-dimensional model. Journal of Geophysical Research 102(D3), 3649–70.

Rousseau, D. D., Duzer, D., Etienne, J. L., Cambon, G., Jolly, D., Ferrier, J., Schevin, P., 2004. Pollen record of rapidly changing air trajectories to the North Pole: Journal of Geophysical Research 109, D06116, doi:10.1029/2003JD003985.

Salazar, C., Alvarez, C., Silva, H. A., Dorantes, C., 1994. Radioactivity in air around nuclear facilities in Mexico. Environment International 20, 747–56.

Schwartz, S. E., Wagener R., Nemesure S., 1995. Microphysical and compositional influences on shortwave radiative forcing of climate by sulfate aerosols: the American Chemical Society National Meeting 209, 2-ENVR Part 1, DE-AC02-76CH00016.

Skamarock, WC., Klemp, J., Dudhia, J., Gill, D. O., Barker, D. M., Wang, W., Powers, J. G., 2008. A description of the advanced research WRF version 2. NCAR technical note, NCAR/TN-468+STR. Meso-scale and Microscale Meteorology Division: National Center for Atmospheric Research, Boulder, CO, USA.

Stohl, A., 1998. Computation, accuracy and applications of trajectories – a review and bibliography: Atmospheric Environment 32(6), 947-966.

Takemi, T., 1999. Structure and evolution of a severe squall line over the arid region in northwest China: Monthly Weather Review 127, 1301–1309.

Tegen, I., Lacis A. A., Fung, I., 1996. The influence on climate forcing of mineral aerosols from disturbed soils. Nature 380, 419–22.

Westphal, D.L., Toon, O. B., Carson, T. N., 1988. A case study of obilization and transport of Saharan dust: Journal of Atmospheric Science 45(2), 145–2,175.

Yerramilli, A., Rao Dodla,V. B., Challa,V. S., Myles,L., Pendergrass,W. R., Vogel,C. A. Dasari,H. P., Tuluri,F., Baham, J. M., Hughes,R. L., Patrick, C., Young,J. H., Swanier, S. J., Hardy, M. G., 2011. An integrated WRF/HYSPLIT modeling approach for the assessment of PM2.5 source regions over the Mississippi Gulf Coast region. Air Quality, Atmosphere, and Health. DOI 10.1007/s11869-010-0132-1.

Zender, C. S., Bian, H., Newman, D., 2003. Mineral Dust Entrainment And Deposition (DEAD) model: description and 1990s dust climatology. Journal of Geophysical Research 108, 4416. Doi:10.1029/2002JD002775.

Zoljoodi, M., Didevarasl, A., Montazerzohor, Z., 2013. Application of the dust simulation models in the Middle East, and dust-dispersion toward the western/southwestern Iran (case study: 22-26 June 2010). Natural Science 5(7), 818-831.