شناسایی کانون های گردوغبار با استفاده از مدل WRF - Chem و طرح واره های فرسایش بادی GOCART و AFWA (طوفان شبیه سازی شده ۲ خرداد ۱۳۹۷)

سابقه و هدف: امروزه گردوغبار یک چالش اساسی جوامع انسانی محسوب می شود. گردوغبار ها تاثیر قابل توجهی روی بودجه تابشی زمینی، چرخه های بیوژئوشیمیایی جهانی، تشکیلات خاک، ترکیب­های شیمیایی اتمسفر می گذارند. این پدیده می تواند روی سنجه های سلامت عمومی تاثیر بگذارد. فلات مرکزی ایران به­دلیل قرار گرفتن در اقلیم خشک و نیمه خشک سالانه با فراوانی بیشتری نسبت به دیگر منطقه­ ها با این پدیده روبرو است. مدیریت و کنترل گردوغبار منوط به شناسایی کانون های بحرانی آن و تثبیت در منطقه برداشت امکان پذیر است. هدف از این مطالعه، شناسایی کانون های گردوغبار داخلی با استفاده از پارامتر شار قائم گردوغبار است. مواد و روش ها: این مطالعه در منطقه فلات مرکزی ایران که اقلیم بیشتر منطقه موردمطالعه گرم و خشک هست، انجام شده است. بیابان­های کویر و لوت منطقه وسیعی از این حوزه را می­پوشانند. در این مطالعه به منظور شناسایی کانون های گردوغبار از مدل WRF - Chem و طرح واره های فرسایش بادی GOCART و AFWA استفاده گردید. برای تشخیص کانون های گردوغبار از خروجی شار گسیل طرح واره های فرسایش بادی استفاده گردید. در همین راستا طوفان شدید ۲ خرداد ۱۳۹۷ توسط مدل WRF - Chem برای شبیه سازی انتخاب گردید. به منظور صحت سنجی و انتخاب بهترین طرح واره فرسایش بادی فلات مرکزی ایران از داده های پایگاه باز تحلیل MERRA۲ و مقادیر غلظت سطحی گردوغبار استفاده شد. نتایج و بحث: نتایج نشان داد خروجی های طرح واره های GOCART و AFWA با یکدیگر متفاوت است. طرح واره GOCART سه کانون گردوغبار قوی در منطقه موردمطالعه شناسایی کرد که این چشمه ها در حوزه جازموریان، حوزه لوت و بیابان مرکزی (بیابان کویر) قرار دارند اما مدل AFWA فقط یک کانون ضعیف در حوزه لوت توانست شناسایی کند. نتایج نشان می دهد مرکز بیابان لوت، جنوب حوزه جازموریان و همچنین مرکز بیابان دشت کویر (بیابان مرکزی) به عنوان کانون های گردوغبار داخلی شناخته می شوند. به طوریکه از یک مترمربع این منطق­ها در ثانیه امکان برخاستن ۵۸۰۰ میکروگرم گردوغبار به اتمسفر وجود دارد. با توجه به اینکه مدت زمان طوفان ۱۲ ساعت بوده است از هر هکتار کانون های گردوغبار داخلی حدود ۲ تن و ۵۰۵ کیلوگرم گردوخاک به اتمسفر انتقال داده می شود. به منظور صحت سنجی از داده های باز تحلیل MERRA۲ و پارامتر غلظت سطحی استفاده گردید. نتایج طرح واره GOCART با داده های سری زمانی سه ساعته پایگاه باز تحلیل MERRA۲ مطابقت بیشتری داشت و به عنوان بهترین طرح واره فرسایش بادی در فلات مرکزی ایران انتخاب شد. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که مدل WRF - Chem به خوبی توانایی شبیه سازی این پارامتر در منطقه موردمطالعه را دارد. نتایج حاصل از طرح واره های GOCART و AFWA بسیار متفاوت بود به طوریکه مدل AFWA کانون های گردوغبار داخلی را بسیار ضعیف برآورد کرد اما مدل GOCART به خوبی کانون های گردوغبار داخلی را شناسایی کرد.  

Keywords:

کانون های گردوغبار , مدل WRF - Chem , طرح واره GOCARTو AFWA , شار گسیل گردوغبار , پایگاه باز تحلیل MERRA۲ , فلات مرکزی ایران