ارزیابی خطر ریزگردها در شمال غرب ایران

مقدمه

گرد و غبار، یکی از مهم‌ترین پدیده‌های جوّی و بلایای طبیعی شناخته‌شده، توجه بسیاری از اندیشمندان و پژوهشگران را در شاخه‌های مختلف علوم ازجمله علوم جوّی به خود جلب کرده است. منشأ و مکانیسم تشکیل، انتقال، انتشار و همچنین پیامدهای وقوع این پدیده با تکنیک‌ها و روش‌های متعدد مطالعه می‌شود. کشورهای واقع در کمربند خشک و نیمه‌خشک جهان ازجمله ایران همواره با پدیدة گرد و غبار درگیر بوده‌اند. وقوع خشکسالی‌های پی‌درپی طی سال‌های اخیر و پیامدهای احتمالی تغییرات اقلیمی درزمینة بیابان‌زایی، امروزه طوفان‌های گرد و غبار را در کانون توجه بسیاری از پژوهشگران قرار داده است. گرد و غبار به‌مثابة یک مادة آلایندة هوا همراه با دیگر آلاینده‌های جوّی سنجیده می‌شود. مؤسسة حفاظت محیط زیست آمریکا شش آلایندة اصلی را به‌منزلة معیار بررسی آلودگی هوا برگزیده و آنها را به دو دستة اولیه و ثانویه تقسیم کرده است؛ آلاینده‌های اولیه شامل مونواکسیدکربن، دی‌اکسید نیتروژن، دی‌اکسید گوگرد، سرب و ذرات با قطر کمتر از 10 میکرون‌اند. ازن نیز جزو آلاینده‌های جوّی ثانویه است که در ایستگاههای پایش هوا آزمایش می‌شود.

گرد و غبار در جوّ به‌مثابة یکی از آلاینده‌ها، آثار سوء و پیامدهای منفی گوناگونی دارد؛ ازجمله کاهش رشد و بازدهی محصولات کشاورزی، تشدید خسارات ناشی از بروز آفات و بیماری‌های گیاهی، افزایش تصادفات جاده‌ای به علت کاهش قدرت دید، لغو پروازها و خسارات مالی ناشی از آن، افزایش هزینة درمان، افزایش کدورت در تأسیسات آبی، افزایش سرانة هزینة درمان خانوار، افزایش مصرف آب برای شست‌وشو، تعطیلی واحدهای صنعتی، خدماتی، آموزشی و زیان‌های مالی واردشده، افزایش مصرف بنزین، آلودگی منابع آب، اختلال در سیستم‌های برق‌رسانی، افزایش فرسایش بناها و کاهش عمر مفید آنها، افت بازدهی سیستم‌های فتوولتاییک خورشیدی به دلیل کدورت هوا و مشکلات روحی و روانی انسان‌ها بر اثر کاهش قدرت دید.

نگرانی‌های بشر دربارة محیط زیست در ابعاد ملی، منطقه‌ای و جهانی هنگامی مشهود شد که توسعة صنعتی و استفاده از منابع محدود تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر کرة مسکون رو به فزونی نهاد. توسعه از یک سو با صنعت و تکنولوژی و از سوی دیگر با تخریب آلودگی‌های محیط زیست ارتباطی مستقیم دارد. امروزه دیگر حتی از دیدگاه دوستداران و متخصصان محیط زیست نمی‌توان متوقع بود که همراه با توسعة صنعتی که از ملزومات پیشرفت و رونق اقتصادی بشر است، محیط زیست دست‌نخورده و بکر باقی بماند؛ زیرا رشد زیاد جمعیت نیازها و ملزوماتی را خواستار است که با این‌گونه انتظار پاسخگو نیست. مدیریت محیط زیست نیز به دنبال چنین امر محالی نیست؛ اما تقلیل آلودگی‌ها و کاهش آثار تخریبی آن در روند توسعة پایدار به همراه استفاده از تکنولوژی‌های متعادل و منطبق با وضعیت فیزیکی جامعه برای حفظ، تضمین سلامت، رشد و بقای حال و آیندة موجودات زنده و همچنین بستر حیاتشان مدنظر است؛ چنانچه همزمان با صنعتی‌شدن یک جامعه به امر مهمی چون محیط زیست توجه نشود، توسعة اقتصادی حاصل نخواهد شد و همچنین گرفتاری‌های زیادی به بار خواهد آمد که گاهی منافع حاصل از یک فعالیت صنعتی برای جامعه در درازمدت در راه جبران خسارت واردشده از آن منافع صرف خواهد شد.

نخستین واقعة پدیدة گرد و غبار در منطقة غرب و شمال غرب ایران و کشور عراق بین سال‌های 1363 تا 1367 گزارش شده است. با نگاهی به روند شکل‌گیری این پدیدة مخرب درمی‌یابیم تا سال 1380 این پدیده گذرا بوده است؛ اما در سال‌های بعد این پدیده به‌تدریج در شهرهای جنوبی گسترده شد؛ به طوری که در سال 1393، 18 استان کشور را فراگرفت و آثار منفی زیادی را درزمینة سلامتی انسان و محیط زیست و حتی اقتصاد کشور پدید آورد.

با توجه به خسارت زیاد این پدیده و احتمال افزایش وقوع آن در سال‌های آتی لازم است با توجه بیشتر به آن از سوی دولت و با اجرای راهکارهای مناسب به‌سرعت از تشدید وقوع این پدیده جلوگیری شود؛ بنابراین لازم است پیش از اجرای طرح‌های عملیاتی با داشتن اطلاعات کافی از این پدیده و شناخت کافی از نحوه و علل وقوع آن، راههای مناسب را برای مقابله با آن یافت و بدین منظور می‌بایست در کنار شناخت بیشتر این پدیده در کشور از تجربیات و یافته‌های سایر کشورها نیز در این زمینه بهره برد تا با به‌کاربردن روش‌های درست و اصولی، گامی اساسی در این راه برداشته شود.

پیشینة پژوهش

اکبری[1] (2011) کاهش دید، کاهش حاصلخیزی خاک، تخریب محصولات کشاورزی، کاهش تابش خورشید، اختلال در ارتباطات و سیستم‌های مکانیکی و افزایش بیماری‌های تنفسی را پیامدهای مخرّب گرد و غبار دانسته است. وی به‌منظور بررسی آثار I-O اقتصادی طوفان گرد و غبار، بخش پایانی مقالة خود را به معرفی یک مدل اقتصادی اختصاص داده است.

فنگ‌کای و همکاران[2] (2017) به این نتیجه رسیدند که زمین‌های کشاورزی متأثر از گرد و غبار آسیب جدی می‌بینند.

وانگ و همکاران[3] (۲۰۰۹) با بررسی ویژگی‌های گرد و غبار و شناسایی منابع آن در نواحی خشک و نیمه‌خشک چین مشخص کردند بیابان‌های وسیع عربستان و صحرای شمال آفریقا متأثر از سامانه‌های همدید مقیاس و امواج غربی، گرد و غبار را به مناطق مختلفی همچون ایران گسترش می‌دهند.

کیم[4] (2008) با بررسی مسیرهای انتقال و نواحی منشأ گرد و غبار آسیایی مؤثر بر کرة جنوبی با استفاده از داده‌های اقلیمی ایستگاههای همدید و تصاویر ماهواره‌ای  MODISدریافت ۸۷درصد از گرد و غبارها در فصل بهار رخ داده‌ که پس از سال ۱۹۸۰ روند افزایشی داشته‌اند و طی سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۲ ا ین روند شدت بیشتری داشته است؛ دلیل این موضوع، تغییر الگوهای انتقال در سطوح بالایی جوّ بیان شده است.

آی و پولنسکی[5] (2008) نشان دادند هزینة آثار تأخیری (ثانویه) طوفان‌های گرد و غبار زرد در استان بیژینگ چین در سال 2000 بیشتر از آثار مستقیم (فوری) آن و آثار آن بر سمت عرضة اقتصاد بیشتر از سمت تقاضای آن بوده است.

تاکاشی و همکاران[6] (۲۰۰۷) ارتباط بین رخداد طوفان گرد و غبار را با شرایط هواشناسی همدیدی در شرق آسیا در دورة زمانی ۴ساله (۱۹۹۰ تا ۲۰۰۳) مطالعه و شش منطقه از شرق آسیا را در دو گروه کلی بررسی کردند.

وانگ و همکاران[7] (۲۰۰۶) انتشار و انتقال گرد و غبارها در شرق آسیا را به‌لحاظ همدیدی، تجزیه و تحلیل و شبیه‌سازی عددی کردند. نتیجة مطالعات آنها نشان داد طوفان‌های گرد و غبار ممکن است همزمان با فعالیت سامانه‌های همدیدی نواحی بیابانی شمال شرقی آسیا همراه با بادی با سرعت ۶ متر در ثانیه توسعه یابند.

زیجیانگ و همکاران[8] (۲۰۰۳) طوفان‌های شدید گرد و غبار شمال چین را در فاصلة زمانی ۱۹۵۴ تا ۲۰۰۲ بررسی و ۲۲۳ نمونه از طوفان‌های شدید را در شمال چین در طول دورة پژوهش مشخص کردند. براساس این پژوهش طوفان ۱۰ تا ۱۲ آوریل ۱۹۷۹، بزرگ‌ترین طوفان ثبت‌شده بوده است.

طوفان‌های گرد و غبار در خاورمیانه را کوتیل و فورمن[9] (2003) مطالعه کرده‌اند. در این مطالعه، منطقة وسیعی شامل بخش‌هایی از شمال و شمال شرق آفریقا و تمام خاورمیانه بررسی شده‌ است. تقسیم‌بندی منطقه براساس ایستگاههای بررسی‌شده نشان می‌دهد کشورهای ایران، سودان، عراق، عربستان سعودی و تمام کشورهای حوزة خلیج فارس در دستة اول قرار می‌گیرند که نشان‌دهندة بیشترین فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در منطقة مطالعه‌شده است. مطالعه همچنین بیان‌کنندة این واقعیت است که فراوانی وقوع طوفان‌ها در این کشورها طی دورة گرم سال بیشتر است.

بارکان و همکاران[10] (۲۰۰۵) استقرار پرفشار جنب حاره بر جنوب شرق مدیترانه و کم‌فشار ناشی از ناوة ایسلند در غرب آفریقا را عامل اصلی رخداد گرد و غبار و انتقال آن به ایتالیا و مرکز اروپا معرفی کردند.

خدابنده‌لو و همکاران (1395) در مقاله‌ای با نام «ارائه و ارزیابی مدل جدید مکانی‌ـ زمانی انتشار ریزگردها در مقیاس منطقه‌ای (DustEM)» چنین بیان می‌کنند که این مطالعة مدل‌سازی برای بازۀ زمانی 2001 تا 2007 صورت گرفت و نتایج به‌دست‌آمده از آن با داده‌های AOD سنجندۀ MODIS ارزیابی شد. به‌منظور شناسایی مناطق با فعالیت زیاد ریزگرد، خروجی مدل در سه طبقۀ مناطق با فعالیت کم، متوسط و زیاد با استفاده از حد آستانه‌های 3/0 و 6/0 برای شاخص AOD طبقه‌بندی شد و این مدل به‌صورت مکانی- زمانی مناطق بحرانی را شناسایی می‌کند. میانگین شاخص صحت برای دورۀ مطالعه‌شده 6/73درصد به دست آمد که بیان‌کنندة دقت زیاد مدل در شناسایی مناطق بحرانی است.

قربانیان و کردوانی (1393) در پژوهشی با نام «آنالیز بافت ریزگردهای شهر اهواز به روش پرتوایکس و رابطة تشدید این طوفان‌ها با تخریب تالاب هورالعظیم» به این نتیجه دست یافته‌اند که کانی موجود در بافت نمونه‌های گرد و غبار شهر اهواز و تالاب هورالعظیم، کلسیت و کوارتز است و بین میزان رطوبت و تعداد روزهای گرد و غبار این شهر رابطة معنا‌داری وجود دارد. متوسط قطر ذرات 6/16 میکرون است که نشانة ریزدانه‌بودن رسوبات است. نتیجه‌ای که حاصل شد این بود که کانی‌های ریزگردهای اهواز با نمونة خاک‌های بستر تالاب هورالعظیم مشابه و منشأ این ریزگردها تالابی است.

ذوالفقاری و همکاران (1390) در پژوهشی با نام «بررسی همدید طوفان‌های گرد و غبار در مناطق غربی ایران طی سال‌های 1384 تا 1388» به این نتیجه دست یافته‌اند که استقرار یک سامانة کم‌فشار بر منطقة خاورمیانه و تقویت شرایط ناپایداری در سطح بیابان‌ها و همچنین تأثیر هماهنگ یک موج کم‌فشار دینامیک بر فراز جوّ منطقه، زمینة مناسب را برای انتقال ریزگردها به جوّ منطقه فراهم می‌آورد. همگرایی سامانه‌های پرفشار آزور، کم‌فشار حرارتی و افزایش شیب فشاری در روزهای اوج فعالیت پدیده باعث تقویت سیستم‌های بادی سطح بالا و انتقال و انتشار مقادیر انبوهی از ریزگردها در بخش‌های وسیعی از جنوب غرب، غرب و شمال غرب ایران می‌شود. بررسی الگوهای حاکم بر نقشه‌های همدید هوایی اعم از سطح زمین و تراز بالا و همچنین نمودارهای ترمودینامیک جوّ بالا در تمام امواج گرد و غباری انتخابی ازجمله موج فراگیر یادشده نشان می‌دهد تفاوت چندانی بین آنها ازنظر تولید، انتقال و انتشار گرد و غبار دیده نمی‌شود. شاید مهم‌ترین تفاوت مربوط به نزدیکی بیشتر فرود موج کوتاه سطح 500 هکتوپاسکالی به غرب ایران و ضعیف‌ترشدن حاکمیت پرفشار آزور بر ایران است که حرکت تودة گرد و غبار را بر کشور آسان کرده است. قطع بادهای سطح فوقانی طی روزهای 14 تا 16 تیرماه باعث سکون نسبی و فعالیت بسیار کند سیستم شده و پخش و انتشار ریزگردها را با تأخیر بیشتری همراه کرده است.

بوچانی و فاضلی (1390) در پژوهشی با نام «چالش‌های زیست‌محیطی و پیامدهای ناشی از آن؛ ریزگردها و پیامدهای آن در غرب کشور ایران» چنین عنوان می‌کنند که تعداد کانون‌های گرد و غبار در دو دهة گذشته در کشورهای عراق و عربستان و سوریه تقریباً ۵/۳ برابر شده است. پیرو این شرایط در دورة ۱۳۵۲روزة بررسی‌شده در استان ایلام (برای نمونه در غرب کشور) مشخص شد در ایستگاه دهلران ۳۳۸ روز با این پدیده روبه‌رو بوده‌ایم و تقریباً هر سال تعداد و غلظت روزهای همراه با گرد و غبار در همة ایستگاههای بررسی‌شده نسبت به سال قبل بیشتر شده است. همچنین روشن شده است در تحقق سیاست‌های کلی نظام دربارة پیشگیری و کاهش خطرات ناشی از سوانح طبیعی و حوادث غیرمترقبه تاکنون اقدام بایسته‌ای انجام نشده است.

سرابیان و نیک‌پور (1390) استان‌های ایران را با توجه به نزدیکی و دوری آنها به کانون‌های گرد و غبار به دو دسته تقسیم و دامنة ضرایب کاهش تولید را برای آنها تعریف کرده‌اند (20 تا 40درصد برای استان‌های خوزستان، کرمانشاه، ایلام، بوشهر، فارس، لرستان و کردستان و 5 تا 20درصد برای سایر استان‌ها). آنان میزان خسارات واردشدة ناشی از گرد و غبار را بر تولیدات زراعی و باغی کشور در سال 1388 با توجه به سناریوهای تعریف‌شده، کاهش بین 7 تا 17 میلیون تنی محصول برآورد کرده‌اند.

عزیزی و همکاران (1391) در پژوهشی پدیدة گرد و غبار را در نیمة غربی ایران تحلیل آماری- همدیدی کردند. با بررسی تصاویر ماهواره‌ای همراه با نقشه‌های جوّی و مقایسة آنها طی سال‌های مختلف، شرق سوریه، عراق و نیز بیابان‌های عربستان به‌‌منزلة چشمه‌های گرد و غبار شناسایی شدند. بررسی نقشه‌های همدیدی نشان می‌دهد در دورة گرم سال فرایندهای ترمودینامیکی و در اواخر دورة سرد سال و ماههای گذر، فرایندهای دینامیکی، مهم‌ترین نقش را در شکل‌گیری و انتقال این پدیده ایفا می‌کنند.

رسولی و همکاران (1390) به‌منظور شناسایی روند تغییرات زمانی- مکانی وقوع گرد و غبار در غرب کشور از اطلاعات 16 ایستگاه سینوپتیک طی سال‌های 1330- 1384 استفاده کردند و نشان دادند غرب ایران ازلحاظ تعداد روزهای همراه با گرد و غبار همگن نبوده است و تعداد روزهای همراه با گرد و غبار سالیانه از شمال به سمت جنوب افزایش می‌یابد. آنان در پایان، نقشة توزیع جغرافیایی روند روزهای گرد و غباری را در محیط GIS تهیه و تحلیل کرده‌اند.

خالدی (1392) در مقاله‌ای با موضوع «زیان‌های اقتصادی طوفان گرد و غبار به استان‌های غربی ایران (مطالعة موردی: ایلام، خوزستان و کرمانشاه)» با استفاده از روش‌های پارامتریک، بخشی از خسارات گرد و غبار بر اقتصاد سه استان را برآورد کرده است. مجموع خسارات اقتصادی شدیدا متأثر از گرد و غبار برای سال‌های 1385- 1390 به کل بخش کشاورزی سه استان ایلام، خوزستان و کرمانشاه از 2227 میلیون دلار در سناریوی اول تا 13361 میلیون دلار در سناریوی چهارم بوده است. در سال 1388 هر یک روز تعطیلی بر اثر گرد و غبار برمبنای «ارزش افزودة استانی»، 142 میلیون دلار و برمبنای «متوسط ارزش افزودة کشوری»، 66 میلیون دلار درمجموع به اقتصاد سه استان زیان وارد کرده است. در این پژوهش پیگیری حقوق طبیعی شهروندان ایرانی از طریق سازمان‌های بین‌المللی و منطقه‌ای، استفاده از مدیریت بحران، تشویق دولت عراق به کنترل کانون‌های گرد و غبار و حمایت کامل دولت از فعالان اقتصادی به‌ویژه کشاورزان استان‌های متأثر پیشنهاد می‌شود.

نایینی (1394) در پژوهش «بررسی وضعیت ریزگردها در غرب و جنوب غرب ایران» به این نتیجه دست یافته است که وسعت خسارات این پدیده فقط به تهدید زمین‌های کشاورزی و صنعتی محدود نبوده است؛ بلکه با مختل‌کردن زندگی عادی مردم آشکارا به یک تهدید جدی زیست‌محیطی تبدیل شده و واکنش افکار عمومی را به دنبال داشته است. خشکسالی‌های اخیر، جنگ تحمیلی، کشاورزی، سدسازی، جنگ آب و سیاست انتقال آب از مناطق پرآب به مناطق کم‌آب در خوزستان و ایلام، دو منطقة اثرپذیر از ریزگردها، از عوامل مؤثر بر پدیدة ریزگرد در غرب و جنوب غرب ایران هستند.

 

مبانی نظری پژوهش

کشور ما با مساحتی بیش از 164 میلیون هکتار در عرض جغرافیایی 25 تا 40 درجة شمالی واقع شده است که در نوار خشک یا بیابانی کرة زمین قرار دارد. مهم‌ترین عامل مؤثر بر خشکی آب ‌و هوای کشور ما، فشار زیاد مجاور حاره‌ای است. پس از آن بادهای آلیزه که بر نواحی پایین‌تر از عرض‌های جغرافیایی 30 تا 35 درجة شمالی کشور تأثیر می‌گذارند و بر خشکی نواحی مرکزی و جنوبی کشور مؤثرند. گرد و غبار در جهان در کشورهای مختلف نام‌های مختلفی به خود گرفته است؛ برای نمونه در شمال شرق هند این پدیده «Haboob» یا «بادهای موسمی» (نگارش، 1389: 30) و در آفریقا و کشورهای عربی «Phantom» یا «شبح» و در بعضی مناطق «Devil» به معنای «دیو» نامیده می‌شود (کردوانی، 1380: 52).

طوفان‌های ناشی از فرسایش بادی را به شیوه‌های مختلفی دسته‌بندی می‌کنند؛ یکی از این روش‌ها، تقسیم‌بندی براساس نوع ذرات گرد و غبار است که بر این اساس طوفان‌ها به دو دسته تقسیم‌بندی می‌شوند (اسماعیلی، 1385: 49):

1-طوفان‌های ماسه‌ای

2-طوفان‌های گرد و غبار

ماسه به ذرات خاکی که به اندازة 6/0 تا 1 میلی‌متر قطر دارند، گفته می‌شود؛ در حالی که گرد و غبار یا Dust، ذرات کوچک‌تر از 6/0 میلی‌متر است؛ ولی عملاً فقط ذرات گرد و غباری که زیر 1/0 میلی‌متر قطر دارند، به‌صورت معلق در هوا به مدت طولانی قرار می‌گیرند و طوفان‌های گرد و غبار را ایجاد می‌کنند. طوفان‌های ماسه‌ای چون از ذرات درشت‌تری تشکیل شده‌اند، با درنظرگرفتن کاهش دید بر اثر شکل‌گیری آنها، فقط در مجاورت سطح زمین حرکت می‌کنند و وارد طبقات بالاتر اتمسفر نمی‌شوند؛ ولی طوفان‌های گرد و غبار تا ارتفاعات بالا می‌روند و مسافت‌های طولانی را نیز در سطح زمین طی می‌کنند (اسماعیلی، 1385: 49)؛ به‌طوری‌که حتی ممکن است بر چندین قاره تأثیر بگذارند؛ برای نمونه شمال آفریقا منبع گرد و غبار برای رسوب در جنوب اروپاست یا گرد و غبار چین در اقیانوس آرام رسوب می‌کند (چوپانی، 1388: 38)؛ در حالی که تپه‌های ربع‌الخالی در عربستان طوفان‌های ماسه‌ای تولید می‌کند؛ یعنی پوشش این تپه‌ها ماسه‌ای است و ایجاد گرد و غبار نمی‌کند.

شیوة دیگری که برای تقسیم‌بندی طوفان‌های گرد و غبار به کار برده می‌شود، استفاده از شاخص‌هایی چون سرعت باد و قابلیت دید هنگام وقوع طوفان است؛ برای نمونه جوزپه[11] در سال 1980 طوفان‌های روی‌داده در شمال شرقی هند را به سه دسته تقسیم‌بندی کرد (نگارش، 1389: 38):

1- طوفان‌های گرد و غبار ضعیف: وقتی سرعت باد برابر با 6 درجة بیوفورت و قابلیت دید بین 500 تا 1000 متر باشد.

2- طوفان‌های گرد و غبار متوسط: وقتی سرعت باد برابر با 8 درجة بیوفورت و قابلیت دید 200 تا 500 متر باشد.

3-     طوفان‌های گرد و غبار قوی: وقتی سرعت باد برابر با 9 درجة بیوفورت و قابلیت دید کمتر از 200 متر باشد.

 در چین نیز همین تقسیم‌بندی در نظر گرفته می‌شود. تنها تفاوت آن این است که طوفان‌های قوی نیز خود به دو درجه تقسیم‌بندی می‌شوند (نگارش، 1389: 38):

1- طوفان‌های قوی: وقتی سرعت باد 50 متر بر ثانیه و قدرت دید کمتر از 200 متر باشد.

2- طوفان‌های خطرناک: وقتی سرعت باد 25 متر بر ثانیه و قدرت دید صفر تا 50 متر باشد که به آن «شیطان سیاه» هم گفته می‌شود.

گرد و غبار وزشی به وضعیتی گفته می‌شود که گرد و غبار در شعاع دید ناظر است، اما قابلیت دید به کمتر از 1000 متر می‌رسد. در گرد و غبار اتفاقی، کاهش دید به کمتر از 11 کیلومتر می‌رسد. گرد و غباری که از وسایل مکانیکی مانند عبور و مرور در جادة خاکی یا عملیات استخراج معادن به وجود می‌آید، به نام گرد و غبار زودگذر شناخته می‌شود. گرد و غبار شیطان هم، گرد و غباری است که دوام زیادی ندارد و به‌صورت ستونی از گرد و غبار است که فاصلة زیادی را طی نمی‌کند (نگارش، 1389: 38-39).

 

روش پژوهش

در این پژوهش به‌منظور تجزیه و تحلیل آماری، داده‌های اقلیمی گرد و غبار به‌صورت روزانه برای دورة 20ساله از سال 1991 تا 2010 به کار رفت. این داده‌ها مربوط به 19 ایستگاه سینوپتیک شمال غرب کشور است که از سازمان هواشناسی کشور تهیه شد. علت انتخاب این ایستگاهها، طول دورة زمانی و کامل‌بودن داده‌های آماری بود. در این پژوهش ایستگاههای با داده‌های ناقص حذف شدند. سپس داده‌ها در محیط نرم‌افزار آماری  Excel پردازش و تحلیل شد. روش کار بدین صورت بود که نخست فراوانی پدیدة گرد و غبار ازلحاظ ماهیانه، فصلی و سالیانه به‌صورت جداول و نمودار بررسـی شد. برای مشخص‌کردن تعداد روزهای همراه با گرد و غبار در شمال غرب ایران، نخست برای هرکدام از ایستگاهها تعداد روزهایی که دید افقی آنها از 10 کیلومتر کمتر بود و تغییرات آنها در طول ماهها، فصل‌ها و سال‌های مطالعه‌شده تعیین و سپس داده‌های تعداد وقوع گرد و غبار در سال‌های مختلف مشخص و وارد نرم‌افزار  ArcGIS شد. درنهایت با روش زمین آمار، مدل کریجینگ به‌صورت ماهیانه و سالیانه پهنه‌بندی شد.

علت استفاده از روش زمین‌آماری این است که به‌نوعی تحلیلگر زمین‌آماری در محیط ARC GIS مکمل تحلیلگر مکانی است. در زیر به چند قابلیت تحلیلگر زمین‌آمار اشاره می‌شود که تحلیلگر مکانی این‌گونه توانایی‌ها را ندارد؛ بیشتر روش‌های درون‌یابی که در تحلیلگر مکانی وجود دارد، در تحلیلگر زمین‌آماری نیز دردسترس است؛ با این تفاوت که تحلیلگر مکانی روش‌های درون‌یابی مقدماتی دارد، اما تحلیلگر زمین‌آماری روش‌های پیشرفتة زمین‌آماری و قطعی (عددی) را نیز شامل می‌شود. تعداد بسیار زیادی از مدل‌ها و ابزارهای آماری در تحلیلگر زمین‌آماری وجود دارد که با تغییر مؤلفه‌های آنها به‌صورت دستی، تأثیر هریک از مؤلفه‌ها بر استخراج بهترین نقشه دیده می‌شود؛ ولی تحلیلگر مکانی این‌گونه تحلیل‌های آماری را ندارد و بنابراین نمی‌توان مؤلفه‌های لازم به‌ویژه در روش KRIGING را تعیین و فقط می‌توان آنها را به‌منزلة ورودی به نرم‌افزار وارد کرد. امکان تجزیه و تحلیل داده‌های مکانی اکتشافی، ارزیابی بهترین روش درون‌یابی با استفاده از معیارهای خطا و ارائة نقشه‌های ترسیمی در قالب خروجی‌های متفاوت، از دیگر قابلیت‌های تحلیلگر زمین‌آمار است.  

میان‌یابی با روش Kriging جزو روش‌های زمین‌آمار است که مبتنی بر مدل‌های آماری شامل خودهمبستگی‌اند. در روش Kriging مقدار اوزانی که به ارزش نقاط نمونه‌برداری‌شدة ورودی اختصاص داده می‌شود مبتنی بر فاصلة بین هر نقطة نمونه‌برداری‌شده است و علاوه بر آن به نحوة چیدمان و نظم کلی پراکنش مکانی نقاط نمونه‌برداری‌شده و همچنین مقدار ارزش‌های آنها بستگی دارد.

به‌طورکلی درون‌یابی که براساس تخمین مدل‌های آمار فضایی صورت می‌گیرد، فرایندی است که طی آن مقدار کمیت در نقاطی با مختصات معلوم با استفاده از مقدار همان کمیت در نقاط دیگری با مختصات معلوم به دست می‌آید.

مهم‌ترین تخمین‌گر آمار فضایی به ‌افتخار یکی از پیشگامان علم زمین‌آمار به نام دی‌جی‌کریگ[12]، مهندس معدن آفریقای جنوبی، «کریجینگ» نام‌گذاری شده است. کریجینگ، یک روش تخمین استوار بر منطق میانگین متحرک وزن‌دار است. تخمین‌گر کریجینگ، یکی از مهم‌ترین تخمین‌گرهای خطی نااریب است؛ زیرا اولاً بدون خطای سیستماتیک و ثانیاً واریانس تخمین آن، حداقل است. لازمة برقراری شرط اول، صفربودن میانگین خطای تخمین است. مطلق‌بودن تخمین در درون‌یابی از ویژگی‌های عمدة مدل کریجینگ است؛ بدین مفهوم که مقدار تخمین کمیت در نقاط نمونه‌برداری با مقدار اندازه‌گیری‌شده برابر است و واریانس تخمین صفر می‌شود. این ویژگی سبب می‌شود تخمین‌گر کریجینگ در رسم خطوط هم‌ارزش از بیشترین نقاط نمونه‌برداری عبور کند و تمایلی به بسته‌شدن و دورزدن نداشته باشد و از مرز محدودة مطالعه‌شده فراتر رود؛ به بیان ‌دیگر این مدل در تخمین کمیت مجهول نقاط یا مختصات معلوم مقدار واریانس را به حداقل می‌رساند؛ بنابراین منحنی‌های میزان براساس روندیابی ترسیم می‌شوند. هموارسازی یا نرم‌شدن تغییرات هنگام درون‌یابی از ویژگی‌های مدل کریجینگ است. بدین معنا که واریانس نمونة تخمین زده‌شده نسبت به نقاط واقعی تغییرات کمتری دارد؛ برای نمونه اگر متغیرهای نمونه‌برداری سنگ‌های آهکی باشد، نقشة حاصل از درون‌یابی ممکن است با واقعیت اختلاف زیادی پیدا کند؛ زیرا سطوح آهکی، سطوح ناهموار با لبة تیز است؛ اما مدل کریجینگ لبه‌های تیز را گرد می‌کند؛ بنابراین در مواقعی که نباید تغییرات نرم شود، بهتر است روش‌های دیگری به کار رود.

 

محدودة پژوهش

منطقة شمال غرب ایران شامل سه استان آذربایجان ‌غربی و شرقی و اردبیل است. آذربایجان غربی ازنظر جغرافیایی بین 35 درجه و 58 دقیقه تا 39 درجه و 47 دقیقة عرض شمالی و 44 درجه و 2 دقیقه تا 47 درجه و 23 دقیقة طول ‌خاوری ‌قرار گرفته ‌است.

 

شکل 1- موقعیت استان‌های شمال غرب ایران

 

یافته‌های پژوهش

گرد و غبار رویدادی طبیعی است که در مناطق خشک و نیمه‌خشک شکل می‌گیرد و پیامدهای نامطلوب بسیاری را به همراه دارد. از آنجا که بیشتر پژوهش‌های انجام‌شده به‌صورت موردی است و پژوهش جامع مروری که مجموعة گسترده‌ای از پژوهش‌های موجود را ارزیابی کند و به نتایج کلی برسد، در منطقة جنوب غرب ایران وجود ندارد، بنابراین در این پژوهش منابع موجود مروری جامع شده است. با توجه به روش پژوهش در این قسمت نتایج تحلیل‌های آماری بررسی می‌شود. مشخصات ایستگاههای مطالعه‌شده در جدول 1 ارائه شده است.

 

جدول 1- مشخصات ایستگاههای مطالعه‌شده

 

ادامه جدول 1- مشخصات ایستگاههای مطالعه‌شده

 

تحلیل آماری گرد و غبار در مقیاس ماهیانه

الف- فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غباری در فصل بهار

با توجه به جدول 2 نتایج بیان‌کنندة آن است که ایستگاه تبریز در فصل بهار با تعداد 11 رخداد، بیشترین فراوانی گرد و غبار را نسبت به ایستگاههای دیگر سال دارد و در ایستگاههای اردبیل، پارس‌آباد، پیران‌شهر، خلخال، تکاب و کلیبر در این فصل هیچ وقوع طوفان گرد و غباری ثبت نشده است؛ همچنین نتایج نشان‌دهندة آن است که ماههای می و آوریل به ترتیب بیشترین و کمترین تعداد وقوع گرد و غبار را در بیشتر ایستگاهها در فصل بهار دارند.

 

جدول 2- میانگینروزهایهمراهباگردوغبارهرماهفصل بهار درایستگاههایمطالعه‌شده (1991-2010)

ادامه جدول 2- میانگینروزهایهمراهباگردوغبارهرماهفصل بهار درایستگاههایمطالعه‌شده (1991-2010)

 

ب- فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در فصل تابستان

با توجه به جدول 3 نتایج بیان‌کنندة آن است که ایستگاههای تبریز وسهند به ترتیب با مقدار 7 و 5 فراوانی وقوع گرد و غبار در فصل تابستان، بیشترین تعداد گرد و غبار را نسبت به ایستگاههای دیگر سال دارند. در بیشتر ایستگاههای دیگر وقوع طوفان گرد و غبار صفر بوده است. در این فصل ماه آگوست کمترین تعداد گرد و غبار را در سال دارد. در فصل تابستان در ماههای سپتامبر وجولای تعداد گردوغبارهای رخ‌داده مساوی بوده است.

 

جدول 3- میانگینروزهایهمراهباگردوغبارهرماهفصل تابستان درایستگاههایمطالعه‌شده (1991-2010)

 

 

ج- فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در فصل پاییز

با توجه به جدول 4 در این فصل کاهش بسیار محسوس فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار نسبت به فصول بهار و تابستان دیده می‌شود که دلیل آن، آغاز ورود سیستم‌های بیرونی همراه با ناپایداری و رطوبت از غرب کشور است. در فصل پاییز ایستگاه تبریز با فراوانی 3 رخداد طوفان‌های گرد و غبار مانند دو فصل قبلی، بیشترین فراوانی را به خود اختصاص داده است. بیشتر ایستگاهها دراین فصل بدون وقوع طوفان گرد و غبار بوده‌اند. بیشترین فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در ماه اکتبر فصل پاییز رخ داده است.

 

جدول 4- میانگینروزهایهمراهباگردوغبارهرماهفصل پاییز درایستگاههایمطالعه‌شده (1991-2010)

 

د- فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در فصل زمستان

براساس اطلاعات جدول 5 فراوانی طوفان‌های گرد و غبار در فصل زمستان از فصل پاییز کمتر شده است. این فصل همچون سه فصل قبلی سال‌های مطالعه‌شدة ایستگاه تبریز است که با 3 رخداد، بیشترین فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در دورة پژوهش را به خود تخصیص داده است. در فصل زمستان از سال‌های مطالعه‌شده، در ماه مارس فراوانی وقوع طوفان گرد وغبار نسبت به ماههای دیگر این فصل بیشتر بوده است.

 

جدول 5- میانگینتعدادروزهایهمراهباگردوغبارهرماهفصل زمستان درایستگاههایمطالعه‌شده (1991-2010)

تحلیل آماری گرد و غبار در مقیاس سالیانه

 

با توجه به جدول 6 نتایج بیان‌کنندة آن است که ماه می با 23 روز، بیشترین تعداد گرد و غبار را نسبت به ماههای دیگر دورة مطالعاتی در سطح ایستگاههای شمال غرب ایران دارد؛ همچنین نتایج نشان می‌دهد ماههای ژوئن و آوریل به‌طور برابر با 15 روز و ماه جولای با 14 روز پس از ماه می، بیشترین تعداد گرد و غبار را در ایستگاههای شمال غرب ایران نسبت به ماههای دیگر دورة مطالعه‌شده دارند. ماههای نوامبر با تعداد 3 رخداد و دسامبر و ژانویه هرکدام با تعداد 2 رخداد به ترتیب کمترین تعداد روزهای همراه با گرد و غبار را در طول سال‌های مطالعاتی دارند.

جدول 6- میانگینتعدادروزهایهمراهباگردوغباردر مقیاس سالیانةایستگاههایمطالعه‌شده (1991-2010)

 

پهنه‌بندی گرد و غبار در مقیاس ماهیانه

الف- نقشة پهنه‌بندی ماههای فصل بهار و تابستان

نتایج پهنه‌بندی پدیدة گرد و غبار در فصل بهار و تابستان نشان می‌دهد ایستگاه تبریز بیشترین تعداد وقوع گرد و غبار را در این فصل‌ها داشته است. به جز ماههای ژوئن و آوریل که قسمت‎های شمال غربی منطقة مطالعه‌شده پدیدة گرد و غبار را از سر گذرانده، در چهار ماه دیگر فصول بهار و تابستان، پدیدة گرد و غباری رخ نداده است. در قسمت‌های شرقی منطقه در هر دو فصل هیچ پدیدة گرد و غباری روی نداده است.

با توجه به شکل 2 وقوع گرد و غبار در قسمت‌های جنوب غربی منطقة مطالعاتی در تمام ماههای فصول بهار و تابستان دیده می‌شود. با توجه به نقشه در فصل بهار وقوع گرد و غبار وسعت بیشتری از منطقة مطالعاتی را نسبت به فصل تابستان دربرگرفته است. علت وقوع این طوفان‌ها را باید عامل سینوپتیکی با منشأ بیرونی دانست که در فصل بهار روی می‌دهد و به‌تدریج در این فصل بادهای غربی از کشور خارج می‌شود.

 

شکل 2- نقشه‌های پهنه‌بندی گرد و غبار فصول بهار و تابستان ایستگاههای شمال غرب ایران در سال‌های 1991-2010

 

ب- نقشة پهنه‌بندی ماههای فصل پاییز و زمستان

با توجه به جدول 7 در این فصل کاهش بسیار محسوس فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در همة منطقة شمال غرب کشور نسبت به فصول بهار و تابستان دیده می‌شود که دلیل آن، آغاز ورود سیستم‌های بیرونی همراه با ناپایداری و رطوبت از غرب است که وارد کشور می‌شود. در این فصل در ماه دسامبر که هیچ واقعة گرد و غباری دیده نشده، در ماههای اکتبر و نوامبر ایستگاه تبریز بیشترین فراوانی وقوع طوفان گرد و غبار را داشته است. در فصل زمستان همچون فصل پاییز فراوانی وقوع گرد و غبار کاهش محسوسی داشته است. در شکل 3 این تغییرات در وقوع طوفان‌های گرد و غبار به‌وضوح دیده می‌شود. در فصل زمستان تمام ایران زیر نفوذ بادهای غربی، اغتشاشات و رطوبت آنها قرار می‌گیرد و در سطح زمین نیز مسیرهای سیکلونی تشکیل می‌شود؛ بنابراین ایستگاهها و مناطق مختلف ایران با توجه به دوری و نزدیکی به منابع رطوبتی، مسیر سیکلون‌ها و جبهه‌ها از بارش‌ها و رطوبت‌های متفاوتی بهره‌مند می‌شوند. وجود همین رطوبت از فراوانی طوفان‌های گرد و غبار این فصل کاسته است.

 

شکل 3- نقشه‌های پهنه‌بندی گرد و غبار فصل پاییز و زمستان ایستگاههای شمال غرب ایران در سال‌های 1991-2010

 

شکل 4- نقشة سالیانة پهنه‌بندی گرد و غبار ایستگاههای شمال غرب ایران در سال‌های 1991-2010

 

پهنه‌بندی گرد و غبار در مقیاس سالیانه

با توجه به شکل 4 بررسی سالیانة وضعیت تعداد روزهای گرد و غبار در شمال غرب ایران نشان می‌دهد بیشترین میزان این پدیده به‌طور متوسط مربوط به ایستگاه تبریز است. ایستگاه سهند، مراغه و سردشت در رده‌های بعدی ازلحاظ وقوع طوفان گرد و غبار قرار دارند. در ایستگاههای پارس‌آباد، مشکین‌شهر، خلخال، کلیبر، ماکو، تکاب و پیران‌شهر هیچ واقعة گرد و غباری دیده نمی‌شود.

 

 

نتیجه‌گیری

با توجه به آثار نامطلوب مستقیم و غیرمستقیم طوفان‌های گرد و غبار بر زندگی انسان، شناخت هرچه بیشتر این پدیده در استان‌های مختلف کشور با اقدامات و برنامه‌ریزی‌های لازم، در حفظ محیط زیست و شرایط پایدار اکولوژیکی مؤثر واقع می‌شود.

در این پژوهش برای تجزیه و تحلیل آماری، داده‌های اقلیمی گرد و غبار به‌صورت روزانه برای دورة 20ساله از سال 1991 تا 2010 به کار رفت. این داده‌ها مربوط به 19 ایستگاه سینوپتیک شمال غرب کشور است که از سازمان هواشناسی کشور تهیه شد. علت انتخاب این ایستگاهها، طول دورة زمانی و کامل‌بودن داده‌های آماری بود. در این پژوهش ایستگاههای با داده‌های ناقص حذف شدند. سپس داده‌ها در محیط نرم‌افزار آماری  Excelبه‌صورت ماهیانه و سالیانه پردازش و تحلیل شد. بررسی ماهیانة پدیدة گرد و غبار نشان داد بیشترین فراوانی در ایستگاه تبریز در ماههای می، آوریل، ژوئن و جولای روی داده است. درمجموع بیشترین فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و غبار در فصول بهار و تابستان رخ داده است؛ همچنین کمترین رخداد پدیدة گرد و غبار در فصول پاییز و زمستان به وقوع پیوسته است. تحلیل آماری نشان‌دهندة آن است که پدیدة گرد و غبار از گذشته تداوم داشته و درمجموع سالیانه نیز فراوانی آن بیشتر از زمان حاضر است. این پدیده در سال‌های اخیر با شدت و تداوم بیشتری رخ داده و گسترش مکانی بیشتری داشته است. با ترسیم نمودار سالیانه، روند افزایش فراوانی وقوع گرد و غبار در سال‌های اخیر به‌وضوح دیده می‌شود. این روند از سال 2007 تا 2010 شدت بیشتری پیدا کرده است. ایران ازنظر فراوانی طوفان‌های گرد و غبار با قدرت دید کمتر از 1000 و 500 متر در هریک از فصول سال به پنج خوشة متفاوت طبقه‌بندی شد. بیشترین فراوانی طوفان‌ها به ترتیب در بهار و تابستان و کمترین آن به ترتیب در پاییز و زمستان دیده شد. درنهایت نقشة پهنه‌بندی وقوع طوفان‌های گرد و غبار به‌صورت ماهیانه و سالیانه به روش کریجینگ معمولی در محیط نرم‌افزار GIS تهیه و ترسیم شد. پهنه‌بندی فراوانی وقوع گرد و غبار در قسمت‌های جنوب غربی و غرب منطقة مطالعه‌شده از نقاط دیگر منطقه بیشتر بود. علت وسعت و گسترة طوفان‌های گرد و غبار را در فصول بهار و تابستان نسبت به فصول پاییز و زمستان باید عوامل سینوپتیکی که به کشور وارد می‌شوند و خروج بادهای غربی از ایران در فصل بهار دانست.

در فصل تابستان هوای بسیار خشک مسلط بر بیابان‌های کشورهای همسایه سبب می‌شود ناپایداری‌های این مناطق به طوفان‌های گرد و غباری تبدیل شوند و مناطق وسیعی را زیر سیطرة خود قرار دهند.

فصل پاییز و زمستان، کمترین تعداد روزهای همراه با گرد و غبار را شامل می‌شد؛ دلیل آن، آغاز ورود سیستم‌های بیرونی همراه با ناپایداری و رطوبت از غرب است که وارد کشور می‌شود. در فصل زمستان تمام ایران زیر نفوذ بادهای غربی، اغتشاشات و رطوبت آنها قرار می‌گیرد و در سطح زمین نیز مسیرهای سیکلونی تشکیل می‌شود؛ بنابراین ایستگاهها و مناطق مختلف ایران با توجه به دوری و نزدیکی به منابع رطوبتی، مسیر سیکلون‌ها و جبهه‌ها از بارش‌ها و رطوبت‌های متفاوتی بهره‌مند می‌شوند. وجود همین رطوبت از فراوانی طوفان‌های گرد و غباری این فصل کاسته است. نتایج حاصل از پژوهش‌ها نشان می‌دهد بر تعداد چشمه‌های گرد و غبار در دهه‌های اخیر افزوده شده است؛ به‌طوری‌که در سال ۱۳۶۸ این چشمه‌ها در کشورهای منشأ، ۱۴ نقطه معرفی شده، ولی در سال‌های اخیر تعداد این چشمه‌ها به بیش از ۱۰۰ نقطه رسیده است. در این پژوهش مشخص شد بیشتر گرد و غبارهای ورودی به ایران از عراق و شرق سوریه وارد می‌شود.

 

پیشنهادها

- ارتقای سطح دانش عمومی دربارة کاهش آثار سوء پدیدة گرد و غبار؛

- شناسایی منشأ پدیدة گرد و غبار در سطح ملی و منطقه‌ای، تجزیه و تحلیل فرایند وقوع آن و اقداماتی نظیر تثبیت ماسه‌های روان، مالچ‌پاشی، کاشت درختان و توسعة فضای سبز که بر کاهش رخداد گرد و غبار مؤثر است؛

- تدوین آیین‌نامه‌ها، مقررات و دستورکارها برای کنترل منشأهای داخلی گرد و غبار؛

- توسعه و ارتقای سیستم‌های سنجش، پایش وهشدار با استفاده از تجهیزات ماهواره‌ای و هواشناسی؛

 - رفع مشکلات مربوط به حق‌آبة تالاب‌ها و احیای آنها؛

- استفاده از راهکارهای بیولوژیکی یا زیستی مانند ایجاد و استقرار بادشکن و موانع عبور شن و نیز کشت دوبارة پوشش گیاهی در زمین‌های شیب‌دار آسیب‌دیده.

تعداد مشاهده مقاله: 1,974

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 753