بررسی توزیع مکانی ارتفاع لایه مرزی جو و ارتباط آن با کیفیت هوا در منطقه تهران بااستفاده از شبیه سازی عددی

لایه مرزی جوبخش زیرین وردسپهر است که به واداشتهای سطحی با مقیاس زمانی اندک پاسخ میدهد و ضخامت آن با زمان و مکان متغیر است. در پژوهش حاضر از داده های ایستگاه همدیدی مهرآباد تهران، شاخص کیفیت هوای شرکت کنترل کیفیت شهرداری و داده های تحلیل شده جهانی عملیات نهایی برای بررسی چگونگی تغییرات ارتفاع لایه مرزی و ارتباط آن با کیفیت هوا در شهر تهران استفاده شده است. بر اساس این داده ها، ارتفاع لایه مرزی در روزهای شانزدهم و بیست و چهارم اوت سال 2014 به عنوان نماینده روزهای آلوده و پاک با استفاده از مدل WRF بررسی شدهاست. نیمرخهای قایم شبیه سازی شده دمای پتانسیلی در پنج نقطه سطح شهر تهران، نشان میدهد که بین همه نقاط و برای هر دو مورد آلوده و پاک، بخش-های مرکزی شهر تهران دارای ارتفاع لایه مرزی بیشتری نسبت به سایر نقاط هستند. همچنین در مناطق غربی نسبت به بخش های شرقی ارتفاع لایه-مرزی بیشتر است. نقاط منتخب در شمال شهر ارتفاع لایه مرزی کمتری نسبت به نقاط داخل شهر دارند که البته تفاوت زیادی از نظر میزان دمای پتانسیل و ارتفاع لایه مرزی در این نقاط وجود دارد. به نظر میرسد عواملی همچون فرارفت دمای پتانسیلی ناشی از ناهمواری های سطحی، نقش موثری در ایجاد این اختلاف دارد.با مقایسه ارتفاع لایه مرزی در روزهای آلوده و پاک، در تمامی نقاط مشاهده میشود که با وجود تفاوت اندک در دماهای سطحی، روز آلوده ارتفاع لایه مرزی کمتری نسبت به روز پاک دارد. به نظر میرسد بین ارتفاع لایه مرزی و غلظت آلاینده ها رابطه دوسویه وجود دارد؛ بطوریکه کاهش ارتفاع لایه مرزی باعث افزایش غلظت آلاینده ها میشود و بالعکس. میزان غلظت بالای آلاینده ها در طی روز باعث نفوذ کمتر طول موج کوتاه به لایه های نزدیک سطح زمین میشود و میزان ناپایداری سطحی کاهش مییابد. یعنی روز آلوده دارای ناپایداری سطحی کمتر و در نتیجه عمق لایه مرزی کمتر نسبت به روز پاک است.

Keywords:

ارتفاع لایه مرزی جو , کیفیت هوا , مدل WRF , شهر تهران