کاربرد ابزارهای مطالعه زمین: کاربرد تصاویر ماهواره ‌ای جهت تعیین برخاستگاه ریزگردها

مقدمه

در ربع قرن اخیر، مطالعه خیزش و پراکنش رسوبات بادی در زیست بوم‌های انسانی،‌ به‌صورت ریزگردها، گرد و غبار و یا توفان‌های شن و ماسه از مسائل مهم در مطالعات علوم زمین و زمین‌شناسی پزشکی شده است. پراکنش رسوبات بادی در زیست بوم‌های انسانی بر ابعاد گوناگون بهداشت و سلامت اعضای زنده و غیرزنده محیط زیست آسیب‌ می‌رساند (شاهسون و همکاران . 1389)؛ کریم دوست و اردبیلی، ) 1389؛ 2010 ( Giere, and, Querol؛ غفاری و مصطفی‌زاده، 1394 و  2014 (Guarnieri, and Balmes  , که جبران آن‌ها، هزینه‌های انسانی و مالی فراوانی را طلب می‌نماید (2013  و WHO و (2014 و EEA).

مطالعه چالش‌های زیست‌‌محیطی و پیامدهای ناشی از آن ذرات و دانه‌های ریز رسوبی/ ریزگردها و پیامدهای آن در غرب ایران (استان ایلام) و مقایسه نمودار تغییرات ماهانه مراجعان بیمار تنفسی به مراکز درمانی، به همراه تعداد رخداد افزایش غلظت بیش از حد آن‌ها در هوا، در سال 1387، نشان می‌دهد که بین تشدید بیماری‌های تنفسی و ریوی و پراکنش دانه‌های ریز رسوبی/ گرد و غبار در منطقه آماری رابطه معناداری وجود دارد. همچنین  مشخص شده که تعداد کانون‌های برخاست ذرات و دانه‌های ریز رسوبی گرد و غبار در سه دهه گذشته در منطقه جنوب غرب ایران تقریباً 5/3 برابر شده است (بوچانی و فاضلی 1390).

بحث

جمع‌بندی نتایج مطالعات جهانی در دهه نخست قرن بیستم میلادی درباره پراکنش دانه‌های رسوبی توسط باد به‌صورت گرد و غبار نشان می‌دهد که ) 2014 , (Mahowald, et. al. و ) 2013  (Sisakian et al., (شکل 1) سه ناحیه در منطقه خاورمیانه، بیشترین میزان فعالیت گرد و غبار در سطح کره زمین را دارند.
) 2015 , (Cao et al این سه ناحیه عبارت‌اند از:

1. نواحی شرق  ایران و غرب افغانستان که تحت‌تأثیر بادهای دشت لوت و 120 روزه سیستان در سال‌های اخیر، بالاترین فراوانی طوفان‌های گرد و غبار را در منطقه خاورمیانه تجربه کرده است؛

2. منطقه عربستان سعودی و عراق با بادهای نسبتاً قوی با جهت غالب شمال شرقی و شمال غربی؛

3. نواحی غرب پاکستان با فراوانی نسبتاً کمتر گرد و غبار در مقایسه با مناطق دیگر، و در عین حال دارای بالاترین تعداد رخداد مه‌گرد و غبار1 و بالاترین تمرکز دانه‌های بسیار ریز رسوبی، که ناشی از هجوم گرد و غبار از بیابان صحرای تهر در پاکستان و در ادامه پراکنش دانه‌های ریزرسوبی توسط بادهای سیستان است. 

شکل ۱: نقشه جهانی پتانسیل تولید و پراکنش ریزگرد  )  2013,  After DTF. و 2013 , (Sissakian, et. al. و نواحی تولید و پراکنش دانه‌های ریز رسوبی در سطح جهانی و منطقه خاورمیانه

جمع‌بندی گزارش مطالعات انجام شده در خصوص رخدادهای مربوط به پراکنش دانه‌های ناپایدار سطح زمین توسط باد در محدوده جغرافیایی ایران نشان می‌دهد که دو منطقه غرب و جنوب غرب ایران و شرق و جنوب شرق ایران بیشترین مناطق پراکنش دانه‌های رسوبی در محیط زیست بوده است. (سبحانی و  همکاران، 1394؛ 2015 Cao, et al., و نیز 2012. Rashki, et al). تصاویر ماهواره‌ای نشان می‌دهند که منشأ اولیه برخاست. این دانه‌ها، عموماً بیابان‌ها و سرزمین‌های خشک در خارج از محدودهای مرزهای ایران بوده، ولی پراکنش آن‌ها در مناطق زیستی گسترده‌تری به‌خصوص و مجاور آن گسترش می‌یابد (شکل 2).

شکل ۲: مناطق با بیشترین تعداد دفعات پراکنش ذرات و دانه‌های تخریبی در ایران توسط باد طی سال‌های ۲۰۰۰ ـ ۲۰۱۳ (منبع: 2015‌Cao et al ,)

پراکنش دانه‌های رسوبی توسط باد در شرقی‌ترین مناطق مسکونی ایران، به‌ویژه در سرتاسر سکونت‌گاه‌های پرتراکم در منطقه سیستان نیز به‌طور مکرر رخ می‌دهد، هم تعداد روزها و هم شدت پراکنش‌ دانه‌های ریز و درشت رسوبی در سیستان و مناطق اطراف آن، توسط بادهای 120 روزه و دیگر بادهای شدید وزان در این منطقه خشک، به‌ویژه با گسترش خشک‌سالی‌های اخیر و برهنه شدن سطح دریاچه‌های  سه‌گانه رسوبی هامون در دشت سیستان/ شرق ایران، در سال‌های اخیر افزایش یافته (علیخانی و رئیسی‌‍‌پور،  Li, et al., 2016، Rashki, et al.,2012  )و رتبه نخست پراکنش رسوبات بادی با اندازه pm 5/2 را در سطح جهان داشته است (منبع: پایگاه اطلاعات WHO ، به روز شده در سال 2016).

تصاویر ماهواره‌ای زیر که از پایگاه https:// worldview. Earthdata. Nasa.gov  گرفته شده است، مناطق برخاست و مسیرهای پراکنش ریزگردها در منطقه غرب و جنوب غرب ایران و منطقه شرق و جنوب شرق ایران را نشان می‌دهد.

تصویر الف: تصویری که از پایگاه https:// worldview. Earthdata. Nasa.gov  ، در تاریخ 16 Apl 2011 گرفته شده و مناطق برخاست و مسیرهای پراکنش ریزگردها در منطقه غرب و جنوب غرب و گسترش آن در نیمه غربی ایران را نشان می‌دهد.

مشخصه اینترنتی این تصویر که توسط ماهواره NASA,S Aqua satellite در تاریخ , 24 May 2012 از منطقه خاورمیانه تهیه شده به شرح زیر است.

https://earthobservatory.nasa.gov/Naturads Hazards /view.php?id=78087

تصویر ب: تصویری که از پایگاه http://worldview.earthdata.nasa.gov  با مشخصه اینترنتی  Afghanistan.A2004166056200250mjun14,2004 گرفته شده و مناطق برخاست و مسیرهای پراکنش ریزگردها در منطقه شرق و جنوب شرق ایران را نشان می‌دهد.

پایگاه‌های اینترنتی متعدد، از جمله پایگاه اینترنتی سازمان هواشناسی جهانی با نشانی www.wmo.int/pages/prog/arep/sdswas و نیز پایگاه‌های اینترنتی تولید و پشتیبانی شده توسط ناسا از جمله پایگاه‌های https://worldview.earthdata.nasa.gov  و https://eospso,gsfc.nasa.gov و https://earthobservatory.nasa.gov، تصاویر ماهواره‌ای روزانه و سالانه‌ای از برخاست و پراکنش ریزگردها در سطح کره ‌زمین و دیگر موضوعات مربوط به اقلیم را در اختیار قرار می‌دهند.

ماهواره‌ای آکوا (Aqua satellite) و ترا (Terra satellite) متعلق به سازمان ناسا، به ترتیب در ارتفاع متوسط 700 و 715 کیلومتری سطح زمین، هر 99 دقیقه یک بار به دور زمین گردش می‌کنند.  تصویر زیر ماهواره ترا و مدل عکس‌برداری آن از سطح زمین را نشان می‌دهد.

در زیر تعدادی از تصاویر ماهواره‌ای پراکنش رسوبات بادی در زیست‌بوم‌های انسانی در محدوده جغرافیایی ایران و مناطق مجاور آن نمایش داده شده است.

  تصویر 5

دراین تصویر ماهواره‌ای (با مشخصه اینترنتی TMO2003122-lrg) برخاستگاه گرد و غبار از مناطق هامون هیرمند در سیستان، هامون جازموریان در کرمان، بیابان تهر در پاکستان و گسترش آن تا اقیانوس هند دیده می‌شود.

زمان و مکان برخاست و مسیر پراکنش رسوبات بادی در شرق ایران تا فراز دریای عمان و اقیانوس هند در تصاویر ماهواره‌ای زیر دیده می‌شود.

شکل ۶. ب

خلاصه و نتیجه‌ گیری

استفاده از تصاویر گرفته شده توسط ماهواره‌های متعدد مطالعاتی که در ارتفاعات مختلف بر فراز کره‌ زمین در حال عکس‌برداری از سطح زمین و رخدادهای جاری در آن هستند، یکی از ابزارهای ساده و در دسترس برای تعیین مناطق و زمان آغاز برخاست، مدت زمان و مسیر پراکنش دانه‌های تخریبی ریزگرد در محیط زیست اعم از مناطق شناخته شده دارای استعداد دائمی برای برخاست و پراکنش و مناطق با برخاست و پراکنش ناگهانی دانه‌های تخریبی در محیط زیست می‌باشند. این تصاویر نشان می‌دهند که دو بخش غرب و جنوب غربی ایران و شرق و جنوب شرقی ایران مناطق با بیشترین پراکنش ریزگردها در سال‌های اخیر هستند.

پی‌نوشت

1. dust haze

منابع

۱. بوچانی، محمد حسین، فاضلی، داریوش. ۱۳۹۰. چالش‌های زیست‌‌محیطی و پیامدهای ناشی از آن ریزگردها و پیامدهای آن در غرب کشور ایران فصلنامه ره‌‌نامه سیاستگذاری، سال ۲(۳): ۱۲۵ ـ ۱۴۵.
۲. شاهسون، عباس و همکاران. ۱۳۸۹. اثرات طوفان‌های گرد و غباری بر سلامت و محیط ‌زیست. مجله دانشگاه علوم پزشکی خراسان شمالی. دوره ۲(۴): ۴۵ ـ ۵۶.
۳. علیخانی، بهلول و رئیسی‌پور، کوهزاد. ۱۳۹۰. تحلیل آماری، همدیدی طوفان‌های گرد و خاک در جنوب شرق ایران (مطالعه موردی: منطقه سیستان) فصل‌نامه مطالعات جغرافیایی مناطق خشک. شماره ۵ ـ ۱۰۷ ـ ۱۳۰.
۴. غفاری، دیمن و مصطفی‌زاده، رئوف. ۱۳۹۴، بررسی منشاء اثرات و راهکارهای پدیده گرد و غبار در ایران. نشریه حفاظت و بهر‌ه‌برداری از منابع طبیعی. جلد چهارم، شماره دوم.
۵. فرج‌زاده، منوچهر، علیزاده، خاطره. ۱۳۹۰. تحلیل زمانی و مکانی توفان‌های گرد‌ و غبار در ایران. فصلنامه مدرس علوم‌ انسانی،‌ برنامه‌ریزی و آمایش فضا. دوره ۱۵(۱). ۸۴ ـ ۶۵.
 کریم‌دوست. شهریار و اردیبلی، لیلا. ۱۳۸۹. بررسی پدیده گرد و غبار و اثرات زیست‌محیطی آن. چهاردهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران و بیست و هشتمین گردهمایی علوم زمین. دانشگاه ارومیه.

1. Cao, H., Liu, J., Wang, G., Yang, G., and Luo, L., 2015. Identification of sand and dust storm source areas in Iran. Journal of Arid Land, 7(5), Pp: 567 – 578.

2. DTF (Integrated Desert Terrain Forecasting for Military Operations) (2013) Earth and ecosystem sciences, Internet data.

3.EEA, 2014. Air Quality in Europe – 2014 Report, EEA Report No 5/2014. European Enviroment Agency.

4. Giere, R. and Querol, X., 2010. Solid particulate matter in the atmosphere. Elements 6, 2155 e 222.

http:// dx.doi.org/10.2113/gselements. 6040215.

5. Guarnieri, M., Balmes, J.R., 2014. Outdoor air pollution and asthma. Lancet 383, 1581e1592.http://dx.doi.org/10.1016/S.140-6736(14)60617-60

5. http://wordview.earthdata.nasa.gov

6. http://eospso.gsfc.nasa.gov

7. http://eathobservatory.nasa.gov

8. Li.w.et al.2016. A review of single aerosol paricle studies in the atmosphere of East Asia: morphology, mixing state, source, and heterogeneous reactiona. Jounal of Cleaner Poduction 112. 133. E 1349.

9. Mahowald. N. et al.2014. The size distribution of desert dust aerosols and its impact on the Earth system. Aeolian Research 15053- 71.

10. Rashki, A., Kaskaoutis, D.G., D., Eriksson, P.G., Qiang, M. and Gupta, P., 2012 Dust storms and their horizontal dust loading in the Sistan region. Iran. Aeolian Res. 5,Pp:51-62.

11. Sissakian, k.W., Al-Nasari, N., Knutsson, S., 2013 Sand and dust storm events in Iraq. Natural Science, Vol.5, No. 10Pp: 1084-1094. http://dx.doi.org/10.4236/ns.2013.510133.

12. WHO, 2013.Health Effects of Particulate Matter.Policy Impilcations for Countries in Eastern Europe. World Health Organization, Caucasus and Central Asia.

www.who.int, 2017. WHO Global Urban Ambient Air Pollution Database (update 2016).

www.wmo.int/pages/prog/arep/sdswas.