ارزیابی تاثیر طوفان گرد و غبار بر روی شار گرمایی و بیلان تابش در حوزه هیرمند

طوفان گرد و غبار پدیده ای است که عمدتا در مناطق خشک و نیمه خشک در نتیجه سرعت زیاد باد و تلاطم آن بر روی سطح خاک بدون پوشش و مستعد فرسایش بوجود می آید. گرد و غبار، بودجه تابشی سطح زمین را تغییر داده و باعث تغییر دمای سطح زمین و جو می شود. بنابراین گرد و غبار تبادل انرژی بین سطح و جو و همچنین دینامیک جو را تحت تاثیر قرار می دهد. شناخت و بررسی روند طوفان های گرد و غبار در کشور و میزان ارتباط آن با نوسانات اقلیمی، یکی از مهم ترین راهکارهای کاهش خسارت ناشی از این پدیده است. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی تاثیر طوفان های گرد و غبار بر روی شاخص های تابشی و شار گرمایی با توجه به ترکیب اطلاعات سنجش از دور ماهواره ای و داده های بازتحلیل در حوزه هیرمند می باشد.

در این تحقیق از داده های بازتحلیل ERA5 و داده های ماهواره ای برای رخداد 23 تا 26 آگوست 2010 در حوزه هیرمند استفاده شد. محصولات و داده های ماهواره ای مورد استفاده شامل تصاویر رنگی حقیقی و AOD، و داده های بازتحلیل شامل شار گرمای نهان سطحی (SLHF)، شار گرمای محسوس سطحی (SSHF)، تابش خورشیدی خالص سطحی (SSR)، تابش حرارتی خالص سطحی (STR) و بیلان تابش (Rn) می باشد. مسیریابی ذرات گرد و غبار با استفاده از مدل HYSPLIT انجام شد و سرعت باد در منطقه مورد مطالعه نیز با استفاده از داده های بازتحلیل مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جهت صحت سنجی داده های ماهواره و بازتحلیل از داده های دید افقی و دمای هوا در ارتفاع 2 متری ایستگاه هواشناسی زابل که نزدیکترین ایستگاه به منطقه مطالعاتی بود استفاده گردید.

بر اساس خروجی مدل HYSPLIT بیشتر ذرات گرد و غبار از بیابان های ترکمنستان و سپس مناطق خشک اطراف دریاچه هامون و بخش هایی از مناطق شمال پاکستان برداشت شدند. مقادیر AOD نشان داد که از روز 21ام آگوست مقدار این شاخص به تدریج افزایش یافت به گونه ای که در روز 25ام بیشینه مقدار AOD به 25/1 رسید. بررسی مقادیر شاخص های تابشی و شار گرمایی نشان دهنده کاهش قابل توجه شاخص های SSHF، SSR، STR و Rn بود و مقادیر آنها در روز 26ام به کمترین مقدار رسید و شاخص SLHF با اندکی تفاوت در روز 25ام به کمترین مقدار خود یعنی 58 وات بر مترمربع رسید. بررسی همبستگی نشان داد که شاخص های SSR و Rn به ترتیب با مقدار 370/0- و 359/0- بیشترین و شاخص SLHF با مقدار 153/0- کمترین میزان همبستگی را با شاخص AOD نشان داد.

نتایج این تحقیق نشان داد در قسمت های غربی حوزه هیرمند، باد لوار یا شمال باعث ورود ذرات گرد و غبار به منطقه شده و جریان های چرخشی باعث پخش این ذرات در منطقه مطالعاتی می شود. نتایج حاصل از داده های ماهواره ای و بازتحلیل و تطبیق آن ها با تصاویر حقیقی نشان داد رخداد مورد بررسی باعث افزایش عمق نوری ذرات گرد و غبار شد که به تبع آن شارهای گرمایی محسوس و سطحی، تابش های خورشیدی و حرارتی و همچنین بیلان تابش به مقدار زیادی کاهش یافت. ارزیابی داده های دید افقی و دمای هوا در ارتفاع 2 متری در ایستگاه زابل نیز نتایج حاصل از تصاویر ماهواره ای و داده های بازتحلیل را تایید نمود.