شناسایی کانون‌های گردوغبار بر مبنای خصوصیات باد و وضعیت پوشش زمین (مطالعه موردی: استان قم)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه خوارزمی تهران.

2 استادیارگروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه خوارزمی تهران.

3 دانشجوی دکترای ژئومورفولوژی، دانشگاه خوارزمی تهران.

10.22034/gmpj.2021.296815.1290

چکیده

یکی از مخاطرات رایج در مناطق خشک و نیمه خشک، گردوغبار است که با مسائل و مشکلات زیستی، اقتصادی و اجتماعی زیادی همراه است. با توجه به اینکه بخش زیادی از مساحت ایران را مناطق خشک و نیمه خشک دربرگرفته، بنابراین مناطق زیادی از جمله استان قم در معرض این مخاطره قرار دارد. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش به شناسایی کانون‌های گردوغبار در استان قم پرداخته شده است. در این پژوهش به منظور دستیابی به اهداف مورد نظر از اطلاعات اقلیمی ایستگاه‌های منطقه، تصاویر ماهواره لندست و همچنین مدل رقومی ارتفاعی 30 متر منطقه به عنوان داده‌های تحقیق استفاده شده است. ابزارهای مهم تحقیق شامل ArcGIS، WRPLOT و SandRoseبوده است. این تحقیق در 3 مرحله کلی انجام شده که در مرحله اول، نقشه پوشش زمین تهیه شده، در مرحله دوم به بررسی خصوصیات بادهای منطقه پرداخته شده و در مرحله سوم به شناسایی کانون‌های گردوغبار پرداخته شده است. بر اساس نتایج حاصله، مناطق مرکزی و شمالی استان قم به دلیل وجود نوع پوشش شوره‌زار و ماسه‌زار، ضریب بالای DPt و همچنین میانگین بالای سرعت باد، مستعد تولید گرد و غبار است، بنابراین بر اساس شاخص‌های ضریب DPt و سرعت باد، این مناطق به عنوان کانون‌های تولید گرد و غبار در استان قم محسوب می‌شوند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of dust centers based on wind characteristics and land cover condition (Case study: Qom province)

نویسندگان [English]

  • Amir Karam 1
  • Amir Sffari 1
  • Ali Ahmadabadi 2
  • Ali Anari 3
1 Associate professor kharazmi university
2 kharazmi university
3 kharazmi university
چکیده [English]

A dust storm is an atmospheric event that is usually associated with deserts. Due to its physical, chemical and biological properties, dust in the atmosphere has harmful consequences for human health, and this issue has caused special attention to this hazard in recent years. Knowledge of the main sources of dust emissions and their relative importance is essential for policymakers to determine effective pollution reduction strategies. The risks associated with the dust phenomenon can be considered from both health and socio-economic consequences. Dust phenomenon is one of the atmospheric-climatic disasters, the occurrence of which causes environmental damage and the occurrence or exacerbation of respiratory and heart diseases, air and ground traffic, tourism, agriculture, etc. Given the great damage of this phenomenon and the possibility of increasing its occurrence in the coming years, it is necessary for the government to pay attention to it and implement appropriate solutions in this regard. Obviously, before implementing operational plans, with sufficient information and knowledge of this phenomenon and how and why it occurs, appropriate ways can be found to deal with it. For this purpose, it is necessary to use the experiences and findings of other countries in this field in order to take a fundamental step in this direction by using correct and principled methods. Due to the importance of the issue, in this study, dust centers in Qom province have been identified.

Materials and methods
In this research, in order to achieve the desired goals, climatic information of Saveh, Tafresh, Salafchegan, Kahak, Kashan and Garmsar stations, Landsat satellite images and also a digital elevation model-30m of the region have been used as research data. Important research tools include ArcGIS (in order to output and prepare the desired maps), WRPLOT and SandRose, which have been used to prepare the wind-rose and sand-rose maps. In this study, IDW interpolation method (for preparing maps related to wind characteristics in Qom province) has been used. This research has been done in 3 general steps. In the first step, in order to prepare the land cover map, the Landsat satellite image of 2020 has been used. In the second step, in order to study the wind characteristics and analyze its effect on creating dust centers, first the information of Kahak, Salafchegan, Kashan, Saveh, Tafresh and Garmsar meteorological stations was prepared and then the wind-rose and sand-rose diagrams of the stations were prepared. These stations are covered. In the third step, in order to identify areas prone to dust production, land cover information as well as wind characteristics of the area have been used.
According to the results, a large part of Qom province is covered by sand fields and salt marshes, which has made Qom province prone to dust production in terms of land cover. In general, the results of the study of land cover in Qom province indicate that the eastern parts of the province, due to the presence of sand fields and salt marshes, has a high potential to create dust hotspots. In this study, after evaluating the land cover condition, the status of wind characteristics in stations of Qom province and adjacent areas was investigated and then based on it the general status of wind characteristics in this province was described. According to the results, a large part of Qom province is covered by winds with a speed of more than 6.2m/s (erosion threshold speed). In a general trend, wind speed from east to west and also from north to south has an increasing trend, and thus in terms of wind speed, western and southern regions have a high potential for dust generation. Also, the results of DPt coefficient (sand carrying capacity in different directions) indicate that the western and southwestern regions of Qom province have the highest sand carrying capacity, which indicates the sensitivity of land cover in these areas. Due to the fact that the prevailing wind direction in the region is from the south to the north, so the presence of salt marshes and sand fields in the southern regions of the province can be a danger to the north and northwest of the province.

Conclusion
The importance of the dust concern in arid and semi-arid regions has led to various studies in this regard. In this study, unlike many previous studies, in addition to examining the state of winds in the region, the state of land cover was also examined and erosion-prone areas were identified in relation to land cover and wind characteristics of the region. The sum of the results of the research indicates that the central and northern regions of Qom province are prone to dust production due to the salt marsh and sand filed type of land cover, high DPt coefficient and also high average wind speed, so based on the DPt coefficient and wind speed index, these areas are considered as dust production centers in Qom province. According to the aforementioned, a large part of Qom province is exposed to wind erosion as well as the creation of dust hotspots, so it is necessary to make the necessary control programs to stabilize the type of land cover and control wind erosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dry areas
  • DPt coefficient
  • dust production focus
اختصاصی، محمدرضا؛ صارمی نایینی، محمد­علی؛و صارمی نایینی، عبدالله (1384)، طراحی نرم­افزار گلماسه نما  ( sand rose graph 2.0)پردازشگر توان فرسایش خاک و حمل رسوب توسط باد، اولین همایش ملی فرسایش بادی، یزد
آرامی، سید عبدالحسین؛ اونق، مجید؛ محمدیان بهبهانی، علی؛ اکبری، مهری و زراسوندی، علیرضا، (1397)، تحلیل مطالعات مخاطره گردوغبار در جنوب غرب ایران در دوره 22 ساله (2017-1996)، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، ۵ (۱).
برنا، رضا، (1397)، ارزیابی پدیده گرد و غبار و رتبه­بندی روش­های پیشگیری از آثار آن در استان خوزستان، فصلنامه علمی - پژوهشی اطالعات جغرافیایی، دوره 27، شماره 108.
پارسامهر، امیرحسین؛ خسروانی، زهرا (1395)، تحلیل بادهای فرساینده و بررسی توان حمل رسوبات بادی در مناطق بیابانی استان اصفهان، فصلنامه تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 23، شماره 4، صص 842-832
دهقانپور، علیرضا؛ معصومیان، ابراهیم؛ رضایی، حجت و ولی، محمدرضا، (1396)، بررسی اثرگذاری مخاطره زیست محیطی گرد و غبار بر کیفیت زندگی روستاییان (مطالعه موردی: دهستان اسفندار- ابرکوه)، چهارمین کنگره علمی پژوهشی توسعه و ترویج علوم کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست ایران، تهران.
رضویان، محمدتقی و کوشکی، فردین، (1393)، بررسی منشاء و اثرات پدیده گرد و غبار در استان کرمانشاه، نگرش­های نو در جغرافیای انسانی، سال ششم، شماره 2.
رنجبر، هاجر؛ بازگیر، مسعود؛ نامدار خجسته، داود و رستمی­نیا، محمود، (1398)، شناسایی مناطق و کانون‌های مولد گرد و غبار در استان ایلام، تحقیقات مرتع و بیابان ایران، دوره 26، شماره 3.
رئوفی فرد، محمود، (1394)، آنالیز پدیده گرد و غبار در استان قم، اولین کنفرانس بین­­المللی گرد و غبار، اهواز
سازمان هواشناسی استان قم (1398)، گزارش مربوط به عناصر اقلیمی ایستگاه­های سینوپتیک استان قم
عزیزی، قاسم؛ میری، مرتضی؛ نبوی، سیدامید (1391)، ردیابی پدیده گرد و غبار در نیمه غربی ایران، مجله مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره 2، شماره 7، صص 81-63
فتاحی، محمدمهدی؛ رحمتی­زاده، ابوالفضل (1396)، مروری بر فرسایش بادی در استان قم، اولین همایش بحران دریاچه نمک و پدیده گرد و غبار در حوضه مرکزی ایران، قم
فلاح ززولی، محمد؛ وفایی نژاد، علیرضا؛ خیرخواه زرکش، میرمسعود؛ احمدی دهکا، فریبرز (1393)، منشاء یابی گرد و غبار غرب و جنوب غرب ایران و تحلیل سینوپتیکی آن با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دوره 5، شماره 4، صص 77-61
کرمی، پریوش، (1394)، مخاطرات زیست­محیطی ریزگردها و راهکارهای مقابله با آن، کنفرانس بین­المللی محیط زیست و منابع طبیعی، شیراز.
لاهیجان­زاده احمدرضا؛ زراسوندی، علیرضا؛ شعاعی، ضیاءالدین؛ حیدری، مجید؛ جلالی، صدیقه؛ فریدونی، زهرا (۱۳۹۶)، پراکنش فضایی-مکانی، کانی­شناسی و ریز ریخت­شناسی رخدادها و مراکز گرد و غبار با منشأ داخلی در استان خوزستان، فصل‌نامه علمی- پژوهشی پژوهش‌های فرسایش محیطی، ۷ (۲).
هادیان، فاطمه؛ بشری، حسین؛ جعفری، رضا؛ ادنانی، سیدمهدی (1392)، بررسی تغییرات کاربری و پوشش اراضی استان قم در یک دوره‌ی 33 ساله با استفاده از روش‎های حداکثر احتمال و فازی، نشریه عملی تحقیقات حمایت و حفاظت جنگل­ها و مراتع ایران، دوره 11، شماره 1، صص 59-46
Başaran M., Uzun O., Kaplan S., and Görmez F., Erpul G. (2017): Tillage-induced wind erosion in semi-arid fallow lands of Central Anatolia, Turkey. Soil & Water Res., 12: 144-151.
Bekin, Ofer Lavi., Crouvi, Onn, and G. Blumberg, Dan, (2020), Areal Extent of Dust Emission Events and Source Geomorphology in Northern Africa from MSG-SEVIRI Data, remote sensing, 12, 2775.
Colombi, Cristina., L. Gianelle, Vorne., A. Belis, Claudio., Larsen, Bo Richter., (2010), Determination of Local Source Profile for Soil Dust, Brake Dust and Biomass Burning Sources, Chemical Engineering Transactions.
Eastman, J. R. 2006. IDRISI Andes. Guide to GIS and Image Processing. Clark Labs, Clark University, Worcester, MA.
Goudie, A.S., Middleton, N.J., (2006), Desert Dust in the Global System, Springer.
Guan, Xiaodan., Huang, Jianping., Zhang, Yanting., Xie, Yongkun., and Liu, Jingjing, (2016), The relationship between anthropogenic dust and population over global semi-arid regions, Atmos. Chem. Phys. Discuss
Issanova, G., Abuduwaili, J., Galayeva, O., Semenov, O., Bazarbayeva, T., (2015), Aeolian transportation of sand and dust in the Aral Sea region, Int. J. Environ. Sci. Technol, 12:3213–3224.
Katra, Itzhak, (2020), Soil Erosion by Wind and Dust Emission in Semi-Arid Soils Due to Agricultural Activities, Agronom, 10, 89
Kok, J.F., A.A. Adebiyi, S. Albani, Y. Balkanski, R. Checa-Garcia, M. Chin, P.R. Colarco, D.S. Hamilton, Y. Huang, A. Ito, M. Klose, L. Li, N.M. Mahowald, R.L. Miller, V. Obiso, C. Pérez García-Pando, A. Rocha-Lima, and J.S. Wan, (2021), Contribution of the world's main dust source regions to the global cycle of desert dust., Atmos. Chem. Phys. Discuss
N.J. Middleton, T. Sternberg., (2013), Climate hazards in drylands: A review, Earth-Science Reviews 126, 48–57
Sofue, Y., Hoshino, B., Demura, Y., Nduati, E., and Kondoh, A. 2017. The Interactions Between Precipitation, Vegetation and Dust Emission Over Semi-Arid Mongolia, Atmos. Chem. Phys. Discuss.
Sternberg, T., & Edwards, M. (2017). Desert Dust and Health: A Central Asian Review and Steppe Case Study. International journal of environmental research and public health, 14(11), 1342.