مطالعات جغرافیایی مناطق خشک

مطالعات جغرافیایی مناطق خشک

پایش و منشأیابی گردوغبار با بهره‌گیری از سنجش‌ازدور و مدل HYSPLIT (مطالعه موردی: کرمانشاه)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دکتری هواشناسی کشاورزی، پژوهشکده سنجش از دور و GIS محیطی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، ساری، ایران.
2 گروه رایانه و سایبری، دانشکده مهندسی و پرواز، دانشگاه افسری امام علی (ع)، تهران، ایران.
3 گروه جغرافیا، اقلیم شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه افسری امام علی (ع)، تهران، ایران.
10.22034/jargs.2026.564441.1245
چکیده
هدف: هدف این پژوهش، تحلیل الگوهای گردوغبار و شناسایی منابع اصلی آن در استان کرمانشاه در بازه زمانی ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۴ و ارائه تصویری دقیق از شدت و پراکنش آلودگی هوا با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و مدل عددی HYSPLIT بود.
روش و داده: در این پژوهش، داده‌های سنجنده MODIS و ماهواره Sentinel-5 شامل شاخص‌های ( Aerosol Optical Depth) AOD، AOD Max و ( Aerosol Absorption Index) AAI استخراج و نقشه‌های توزیع فضایی آن‌ها تهیه شد. مدل عددی HYSPLIT با بهره‌گیری از داده‌های هواشناسی و اطلاعات جهت و سرعت باد مسیرهای انتقال گردوغبار و منابع اصلی آن را شبیه‌سازی کرد. اعتبارسنجی مدل با تصاویر رنگ واقعی MODIS انجام گرفت تا دقت بازنمایی مسیرها و پراکنش ذرات تأیید شود.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که شدت و گستره رخدادهای گردوغبار در استان کرمانشاه طی سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۴ نوسانات چشمگیری داشته است. سال ۲۰۲۲ با شاخص AOD حدود ۰.۹ بحرانی‌ترین سال بود و جنوب‌غرب و مرکز استان بیشترین آسیب را تجربه کرده‌است، در حالی که سال‌های ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ کم‌خطرترین سال‌ها ثبت شدند. شاخص AAI نیز بیانگر تمرکز ذرات جذب‌کننده نور در نواحی غرب و جنوب‌غرب استان و نقش غالب منابع خارجی گردوغبار، به‌ویژه از عراق و سوریه، بود. بیش از ۹۰ درصد مسیرهای انتقال گردوغبار از طریق نواحی مرزی غربی ایران رخ داده و تحلیل AOD Max نشان داد که کانون‌های مرزی غرب استان و مناطق مجاور عراق مهم‌ترین منابع رخدادهای شدید گردوغبار هستند.
نتیجه‌گیری: بر مبنای یافته‌های تحقیق می‌توان عنوان کرد که مدیریت مؤثر گردوغبار در کرمانشاه نیازمند پایش مستمر شاخص‌های AOD و AAI، شناسایی مسیرهای انتقال و تقویت همکاری‌های منطقه‌ای و فرامرزی است. ارائه هشدارهای زودهنگام و برنامه‌ریزی برای کاهش پیامدهای زیست‌محیطی، سلامت‌محور و اقتصادی، تنها با تحلیل جامع داده‌های ماهواره‌ای و مدل‌های عددی قابل تحقق است.
نوآوری، کاربرد نتایج: از مهم‌ترین جنبه‌های نوآورانه و کاربردی تحقیق می‌توان به تلفیق داده‌های ماهواره‌ای و مدل عددی HYSPLIT برای شناسایی دقیق منابع و مسیرهای انتقال گردوغبار، ارائه نقشه‌های دقیق مکانی و زمانی و فراهم آوردن پایه علمی برای برنامه‌ریزی محیط‌زیستی و مقابله با بیابان‌زایی اشاره کرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Monitoring and Source Identification of Dust Using Remote Sensing and the HYSPLIT Model (Case Study: Kermanshah)

نویسندگان English

Alireza Yuosefi kebriya 1
Ali Khalili 2
Hasan Rezaei 3
1 Ph.D. in Agricultural Meteorology, Remote Sensing and Environmental GIS Research Institute, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Sari, Iran.
2 Department of Computer and Cybernetics, Faculty of Engineering and Aviation, Imam Ali (AS) Military University, Tehran, Iran.
3 Department of Geography and Climatology, Faculty of Basic Sciences, Imam Ali (AS) Military University, Tehran, Iran.
چکیده English

Aim: The aim of this study was to analyze dust patterns and identify the main sources of dust in Kermanshah Province during 2018–2024, providing a detailed assessment of the intensity and spatial distribution of air pollution using satellite observations and the HYSPLIT numerical model.
Material & Method: Data from the MODIS sensor and Sentinel-5 satellite were used to extract aerosol optical depth (AOD), maximum AOD (AOD Max), and aerosol absorption index (AAI), and spatial distribution maps were generated. The HYSPLIT model utilized meteorological data, including wind direction and speed, to simulate dust transport pathways and identify major sources. Model validation was performed using true-color MODIS images to ensure accurate representation of particle dispersion and transport routes.
Finding: The results revealed significant temporal and spatial variations in dust events. The year 2022 was the most critical, with an AOD of approximately 0.9, affecting mainly the southwestern and central regions of Kermanshah, while 2019 and 2020 were the least hazardous years. AAI analysis indicated that light-absorbing particles were concentrated in the western and southwestern areas, highlighting the dominant role of external dust sources, particularly from Iraq and Syria. More than 90% of dust transport pathways occurred through western border regions. AOD Max analysis confirmed that border areas adjacent to Iraq were the main sources of severe dust events.
Conclusion: Effective dust management in Kermanshah requires continuous monitoring of AOD and AAI indices, identification of transport pathways, and strengthening regional and transboundary cooperation. Early warning systems and planning to mitigate environmental, health, and economic impacts are achievable through integrated satellite data and numerical modeling.
Innovation: This study integrates satellite data with the HYSPLIT model to precisely identify dust sources and transport routes, providing detailed spatiotemporal maps and establishing a scientific basis for environmental management, desertification control, and mitigation of dust-related hazards.

کلیدواژه‌ها English

Particulate Matter
AOD
AAI
Iraq
Syria

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 14 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 01 اردیبهشت 1405
  • تاریخ پذیرش 02 اردیبهشت 1405
  • تاریخ انتشار 05 شهریور 1405