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.  

کلیدواژه ها:

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