پيش بيني، مسيريابي و پهنه بندي توفان گرد و غبار با استفاده از مدل هايWRF و HYSPLIT و تصاوير ماهواره اي : پایان نامه ارشد مهندسی منابع طبيعی- بيابانزدايی

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان”  پيش بيني، مسيريابي و پهنه بندي توفان گرد و غبار با استفاده از مدل هايWRF و HYSPLIT و تصاوير ماهواره اي ” با گرایش  کشاورزی مهندسي منابع طبيعي- بيابانزدايي  و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیده پيش بيني، مسيريابي و پهنه بندي توفان گرد و غبار با استفاده از مدل هايWRF و HYSPLIT و تصاوير ماهواره اي:

مطالعه توزيع زماني و مکاني بسيار متغير توفان­هاي گرد و غبار از طريق مدل­هاي عددي با مقياس منطقه اي و جهاني مي­تواند ما را در پيش­بيني اين وقايع در مقياس منطقه­اي و جهاني و همچنين بهبود تصميم ­گيري به موقع در اين زمينه کمک کند­. هدف از مطالعه حاضر ارزيابي و پيش­بيني گرد و غبار در استان خوزستان با استفاده از مدل ميان مقياس جوي WRF و مدل حرکت و پراکندگي ذرات HYSPLIT و تصاوير ماهواره­اي بود­. براي اين منظور تصاوير ماهواره­اي MODIS و داد ­هاي ديد افقي از 2 تا 7 جولاي سال 2009 به کار گرفته شد­. بعد از جفت نمودن مدل­هاي WRF و HYSPLIT، دو بخش از مدل HYSPLIT شامل شبيه ­سازي انتشار و شبيه ­سازي مسيريابي مورد استفاده قرار گرفت­. سپس براي ارزيابي مدل HYSPLIT، خروجي­هاي مدل جوي WRF، شاخص گرد و غبار حرارتي- مادون قرمز(TDI)و محصولات MODIS Deep Blue AOD و OMI AIمورد استفاده قرار گرفتند­.

با توجه به مدل HYSPLITاولين توده گرد و غبار به ترتيب 27 و 12 ساعت پس از انتشار از نقطه اول و دوم در سوم جولاي 2009 به استان خوزستان رسيده ­اند­. گستره توده گرد و غبار به تدريج از 2 تا 5 جولاي با حرکت از شمال غرب به جنوب شرق و غرب به شرق عراق به غرب، جنوب غرب و مرکز ايران مي­رسند­. پروفيل­هاي طولي و عرضي مدل HYSPLITنشان مي­دهد که ذرات گرد و غبار توانسته­اند تا سطوح بالايي جو (تا تراز 8500 متري از سطح زمين) و توسط رودبادها مي­توانند تا دورترين نقطه شرقي ايران و خليج فارس منتقل شوند­. نقشه پارامترهاي جوي نشان داد که افزايش سرعت باد شمال از 2 تا 5 جولاي، فاکتوري براي انتشار و انتقال گرد و غبار از حوزه دجله و فرات است­.

نتايج الگوريتم TDI و همچنين محصولاتMODIS Deep BlueAOD و OMIAI به طور کلي متناسب بودن مدل HYSPLITرا در پيش­بيني توفان­هاي گرد و غبار تأييد مي­کنند­. نتايج اين مطالعه نشان مي­دهد ادغام مدل­هاي عددي(WRFandHYSPLIT)و تصاوير ماهواره­اي گرد و غبارمي­توانند به عنوان يک سيستم مؤثر در ارزيابي و هشدار سريع بحران گرد و غبار استفاده شوند­.

ضرورت و اهميت بررسي پديده گرد و غبار

گرد و غبارها که داراي منشأ طبيعي و انسان ساخت هستند علاوه بر اينکه يکي از منابع آلوده کننده هوا مي­باشند و سلامت افراد جامعه را به خطر مي­اندازند با تأثير بر تابش حرارتي و خورشيدي توازن تابشي زمين را بر هم زده و باعث تغيير آب و هوا و دماي منطقه شده و نهايتاً حيات موجودات زنده آن منطقه را دستخوش خطر مي­سازد­.با توجه به بررسي محققان مختلف در سال­هاي گذشته، سالانه حدود 500 تا 3000 ميليون تن غبار از رويدادهاي گرد و غبار در بخش­هاي مختلف زمين وارد اتمسفر مي­شود(55) براساس بررسي­هاي انجام گرفته توسط تاناکا و چيبا[1] (2006 ) مقدار کل گرد و غبار ورودي به اتمسفر 1817 ميليون تن در سال مي­باشد (57) که بيشترين مقدار از قاره افريقا وارد اتمسفر مي­شود­ و حدود 8/11 درصد اين گرد و غبار در منطقه آسياي جنوب غربي شکل گرفته و منتشر مي­گردد­. محققان ديگري مثل زندر[2](2003)، جينوکس[3] و همکاران(2004) نيز با استفاده از مدل­هايي با مقياس جهاني ميزان گرد و غبار منتشر شده در اين منطقه را در حدود 28% و 24% پيش­بيني نموده ­اند که نشان دهنده سهم عمده اين منطقه در بودجه گرد و غبار جهاني مي­باشد(36، 34) به عبارت ديگر جدا از لزوم بررسي رويدادهاي گرد و غبار در منطقه آسياي جنوب غربي و تأثير آن بر محيط زيست کشورهاي منطقه و ايران به دليل نقش عمده اين منابع در توليد گرد و غبار جهاني و اثرات آن بر کرهزمين و پديده­هايي نظير اقليم و بر هم خوردن توازن تابشي اهميت بررسي اين پديده در اين منطقه به شدت افزايش مي­يابد­.

آلودگي ناشي از گرد و غبار در هواي بسياري از مناطق کشور به خصوص در مناطق جنوب شرقي، غربي و جنوبي مطرح است اما در سال­هاي اخير به ويژه از تابستان 1388 با وقايع متعدد و عظيم که به پايتخت و شهرهاي مرکزي نيز رسيد و تعطيلي ادارات و مدارس و ضررهاي اقتصادي و کشاورزي و کاهش کيفيت زندگي را به دنبال داشت، الگوي گرد و غبارهاي کشور وارد عرصه جديدي شد­. رويدادهاي گرد و غبار مهيبي که بخش­هاي عمده­اي از ايران را تحت تأثير قرار مي­دهند اغلب داراي مقياس منطقه­ اي مي­باشند و منابع به وجود آورنده اين رويدادها اغلب در خارج از ايران و در کشورهاي همسايه غربي و جنوب غربي ايران وجود دارند­. از اين­رو براي بررسي اين رويدادها لازم است از ابزارها، داده­ ها وروش­هايي که قابليت مطالعه ابعاد مختلف اين رويدادها را در مقياس بزرگ (منطقه ­اي)، دارند استفاده شود­.

امروزه شبيه­ سازي عددي به عنوان يکي از مناسب­ترين ابزار افزايش آگاهي نسبت به پديده ­هاي گرد و غبار شناخته مي­شود و در بسياري از پژوهشکده ­ها، سازمان­هاي اجرايي مانند هواشناسي­ها به خصوص هواشناسي کشاورزي و هواشناسي فرودگاه­ها مورد استفاده محققين و بهره ­برداران قرار گرفته و مي­تواند براي پيش بيني زمان، شدت و ابعاد مختلف رويدادهاي گرد و غبار به صورت کوچک مقياس و بزرگ مقياس مورد استفاده قرار گيرد­. البته استفاده از اين گونه مدل­ها محدوديت­هايي نيز دارد و در اين مطالعه سعي مي­گردد با توجه به هدف مطالعه که بررسي پيش­بيني گرد و غبار است مدل مناسب انتخاب و قابليت آن براي شبيه­ سازي رويدادهاي گرد و غبار در مقياس منطقه­اي براي محدوده آسياي جنوب غربي بررسي گردد، و از آن جا که سازمان هواشناسي کل کشور در پي دستيابي به ساز و کاري جهت پيش­بيني گرد و غبار براي اطلاع رساني به سازمان­هاو نهادهاي مختلف مانند هواشناسي فرودگاه­ها، بهداشت و درمان، هواشناسي کشاورزي، راه و ترابري و غيره اين موضوع را در سال­هاي اخير در صدر اولويت­هاي پژوهشي خود قرار داده است،لذا اين تحقيق در زمينه پيش­بيني گرد و غبار با قابليت پاسخ سريع[4]به جامعه علمي و اجرايي کشور به منظور مديريت اين پديده و اتخاذ تصميم به موقع ارائه مي­گردد­. با فرض کارايي مدل­هايWRF و HYSPLIT در پيش­بيني و مسيريابي توفان­هاي گرد و غبار، اهداف تحقيق به صورت زير انتخاب شدند­.

 اهداف تحقيق

• مدلسازي عددي انتقال، مسيريابي و پيش­بيني توفان گرد و غبار از طريق همبسته نمودن يک مدل ميان مقياس جوي با يک مدل انتقال ذرات
• ارزيابينتايج مدلسازي انجام شده با استفاده از تصاوير و داده­ هاي ماهواره­اي و الگوريتم­هاي سنجش از دور

نتيجه­ گيري کلي

در سال­هاي اخير همزمان با گرم شدن کره زمين و تشديد خشکسالي­ها در جنوب غربي آسيا، رويدادهاي گرد و غبار شدت و تعدد بيشترييافته­اند به گونه­اي که ساکنين برخي مناطق کشور سالانه، چند ده روز از حضور گرد و غبار در جو رنج مي­برند­. پيش­بيني و پيش­آگاهي از زمان وقوع و رسيدن توفان­ها به کشور با شبيه­سازي توفان­ها در مقياس منطقه­اي با مدل­هاي عددي امکان­پذير است­. هدف از تحقيق حاضر پيش­بيني گرد و غبار براي استان خوزستان، بررسي خطوط سير و پخش و انتشار آن با جفت نمودن مدل ميان مقياس جويWRF و مدل شبيه­سازي حرکت و پخش ذرات HYSPLIT بوده است­. براي اين منظور ابتدا رويدادهاي گرد و غبار در طول سال­هاي 2003 تا 2011 با استفاده از تصاوير ماهواره MODISو کنترل داده ­هاي ديد افقي بررسي و رويداد 2 تا 7جولاي سال 2009 به علت گستردگي دامنه پوشش گرد و غبار براي مدلسازي انتخاب شد. تنظيمات مدل هواشناسي در قسمت­هاي تعيين دامنه منطقه مورد مطالعه،مختصات، شبکه­بندي، تفکيک ­پذيري، فيزيک و ديناميک انجام شده و مدل در رويداد منتخب اجرا گرديده و خروجي آن به فرمت ARL براي ورود به مدل HYSPLIT آماده شده است­. دو قسمت مدل HYSPLITشامل شبيه ­سازي انتشار و خط سير به کار گرفته شده ­اند و زمان­هاي رسيدن گرد و غبار به ايران و استان خوزستان، قرارگيري ذرات در راستاي  افقي و برش قائم، ارتفاع و مسيرهاي انتشار گرد و غبار در 5 لايه ارتفاعي  بررسي شدند­. در گام بعدي براي ارزيابي پيش­بيني­هاي مدل HYSPLIT از آناليز پارامترهاي جوي با استفاده از خروجي­هاي مدل هواشناسيWRF و تصاوير و داده­ هاي سنجنده ­هاي

MODIS و OMI استفاده شده است­. خروجي­هاي مدل هواشناسي پس از تبديل به فرمت dat و ctl با استفاده از نرم افزار GRADS به صورت گرافيکي ترسيم شده ­اند­. تصاوير سطح يک سنجنده MODIS نيز پس از زمين مرجع شدن با اعمال الگوريتم­هاي بارزسازي گرد و غبار جهت بررسي خصوصيات توده گرد و غبار رويداد مورد نظر استفاده شده­ اند­.

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.