آشکارسازی نقش تغییرات پوشش‌گیاهی و رطوبت خاک در توزیع درون سالی رخدادهای گردوغبار استان خوزستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 دانشیار گروه جغرافیا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایرا

3 استادیار گروه شهرسازی، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر،

4 استادیار گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

چکیده

رخدادهای گردوغبار یکی از مهمترین و چالش برانگیزترین مخاطرات محیطی و اقلیمی کل کشور و به ویژه استان خوزستان است. هدف اساسی این تحقیق آشکارسازی نقش تغییرات پوشش­گیاهی و رطوبت­خاک در توزیع درون سالی رخدادهای گردوغبار استان خوزستان است. در این راستا از 3 دسته داده استفاده گردید. داده­های مربوط به کدهای گردوغبار ایستگاهی که طی دوره آماری 2010-2020، برای ایستگاه­های سینوپتیک استان خوزستان در مقیاس ساعتی اخذ شد. دسته دوم داده­های پوشش­گیاهی ماهانه که از محصول NDVI (MOD13C3) سنجنده MODIS اخذ شد و در نهایت داده­های رطوبت لایه 5 سانتی‌متری فوقانی خاک از سنجنده SMAP بصورت ماهانه فراهم گردید. با تحلیل فراوانی کدهای گردوغبار، فراوانی ماهانه رخدادهای گردوغبار، غلظت و تداوم گردوغبار بررسی گردید. با به دست آوردن مقادیر میانگین فضایی دو شاخص رطوبت لایه 5 سانتی‌متری فوقانی خاک و شاخص NDVI ماهانه، اقدام به تحلیل همبستگی و ارتباط بین شاخص­های گردوغبار و این شاخص­ها گردید. نتایج بیانگر آن بود براساس میانگین دوره 2010-2020، دوره 4 ماه می تا اوت دوره پیک گردوغبار در سطح استان است. دوره حداقل 11 روز گردوغباری در هر ماه وجود دارد و غلظت گردوغبار بیش از 2800 میکروگرم بر مترمکعب در هوا بوده و تداوم ماندگاری رخداد گردوغبار در سطح استان حداقل 40 ساعت است. بررسی شاخص­های رطوبت لایه فوقانی خاک و پوشش­گیاهی نشان داد، دقیقاً در سطح استان در همین دوره پیک گردوغبار، رطوبت­خاک لایه فوقانی خاک در بخش وسیعی از نواحی مرکزی و جنوبی استان به کمتر از 10 درصد رسیده و همزمان شاخص پوشش­گیاهی نیز در این بخش­ها به کمتر از 18/0 رسیده است. علاوه بر آن در این تحقیق مشاهده گردید که تغییرات ماهانه رطوبت لایه 5 سانتی‌متر فوقانی خاک با ضریب همبستگی 88/0- بیشترین تأثیر را در کنترل غلظت گردوغبار در سطح استان خوزستان دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Revealing the role of changes in vegetation cover and soil moisture in the annual distribution of dust events in Khuzestan province

نویسندگان [English]

  • mohammad sadegh ghadamkheir 1
  • Reza Borna 2
  • Jafar Morshedi 3
  • Jebraeel Ghorbanian 4
1 Ph.D. student of climatologhy, Department of Geography, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran,
2 Associate Professor of Geography Department, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor of Urban Planning Department, Shushtar Branch, Islamic Azad University, Shushtar, Iran
4 Assistant Professor of Geography Department, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Dust events are one of the most important and challenging environmental and climatic hazards of the whole country and especially of Khuzestan province. The main goal of this research is to reveal the role of changes in vegetation cover and soil moisture in the annual distribution of dust events in Khuzestan province. In this regard, 3 categories of data were used. The data related to station dust codes obtained during the statistical period of 2010-2020 for the synoptic stations of Khuzestan province on an hourly scale. The second set of monthly vegetation data was obtained from the NDVI product (MOD13C3) of the MODIS sensor, and finally, the moisture data of the upper 5 cm layer of the soil was provided from the SMAP sensor on a monthly basis. By analyzing the frequency of dust codes, the monthly frequency of dust events, the concentration and persistence of dust were investigated. By obtaining the spatial average values of the two moisture indices of the upper 5 cm soil layer and the monthly NDVI index, the correlation and relationship between the dust indices and these indices was analyzed. The results showed that based on the average period of 2010-2020, the period of 4 months from May to August is the dust peak period in the province. There are at least 11 days of dust in every month, and the concentration of dust is more than 2800 micrograms per cubic meter in the air, and the duration of the dust event in the province is at least 40 hours. The investigation of the moisture indicators of the upper layer of the soil and vegetation showed that, exactly in the province during the same dust peak period, the soil moisture of the upper layer of the soil reached less than 10% in a large part of the central and southern regions of the province, and at the same time, the vegetation index also In these sectors, it has reached less than 0.18. In addition, in this research, it was observed that the monthly changes in the moisture content of the upper 5 cm layer of the soil with a correlation coefficient of -0.88 have the greatest effect on controlling the dust concentration in Khuzestan province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dust
  • Soil moisture
  • Vegetation
  • Khuzestan province

مراجع

  1. احدی، پریسا، خالدی، شهریار، احمدی، محمود. 1400. پایش آماری پدیده گرد و غبار در استان خوزستان بارویکرد ساعتی، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، ۲۱ (۶۰)، ۲۵۹-۲۷۷
  2. آرامی، سیدعبدالحسین، اونق، مجید، محمدیان بهبهانی، علی، اکبری، مهری،زراسوندی علیرضا.1397. تحلیل مطالعات مخاطره گردوغبار در جنوب غرب ایران در دوره ۲۲ ساله (۲۰۱۷-۱۹۹۶)، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، ۵ (۱)، ۳۹-۶۶.
  3. بارونیان، ایرج، برنا، رضا، ظهوریان، منیژه ، مرشدی، جعفر.1400. آشکار‏سازی تاثیرگذاری تغییرات کاربری زمین‏ها در توزیع فضایی غلظت گردوغبار استان خوزستان با استفاده از محصولات سنجنده MODIS، جغرافیا و پایداری محیط، 11(3)، 97-114.
  4. بیات، رضا، ایرانمنش، فاضل، کاظمی، رحیم. 1400. بررسی تاثیر طوفان های گردوغبار بر پوشش گیاهی تالاب شادگان، محیط زیست و مهندسی آب، 7(1)، 13-1.
  5. درگاهیان، فاطمه، تیموری، سارا، لطفی نسب اصل، سکینه، رضوی زاده، سمانه. 1398. بررسی تغییر کاربری زمین در هور منصوریه و ارتباط آن با رخدادهای خشک‌سالی و گرد و غبار در کلان‌شهر اهواز، پژوهش های آبخیزداری، 32(4)، 94- 104.
  6. ربیعی، حمیدرضا، ضیائیان، پرویز، علیمحمدی، عباس. 1384. کشف و بازیابی تغییرات کاربری اراضی شهر اصفهان به کمک سنجش ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدرس علوم انسانی-برنامه ریزی و آمایش فضا، 4 (43)، 41-54.
  7. سلیمانی ساردو، فرشاد، کرمی، سارا، حسین حمزه، نسیم.1400. تعیین و تحلیل روند الگوی زمانی و مکانی گردوغبار و اثرپذیری آن از پوشش گیاهی (مطالعه موردی حوزه جازموریان)، پژوهش های فرسایش محیطی، ۱۱ (۳) ،۸۱-۶۴.
  8. سهرابی، طیبه‌السادات، ولی، عباسعلی، رنجبر فردویی، ابوالفضل، موسوی، سید حجت‌اله. 1397. تحلیل کمی باز خورد پوشش گیاهی بر وقوع گرد و غبار در اکوسیستم‌های مناطق خشک استان اصفهان، فصلنامه علمی – پژوهشی نشریه مرتع آبخیز داری، 71(4)، 985–
  9. صداقت، مهدی، نظری‌پور، حمید. 1399. پایش تغییرات رطوبت خاک در تالاب هورالعظیم و ارتباط آن با طوفان‌های گرد و غبار در جنوب غرب ایران،فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، 29(14)، 133-145.
  10. مهرابی، شهباز، سلطانی، سعید، جعفری، رضا. 1394. بررسی رابطه بین پارامتر‌های اقلیمی و وقوع ریزگردها (مطالعه موردی: استان خوزستان)، علوم آب و خاک، ۱۹ (۷۱)، ۶۹-۸۱.
  11. ناطقی، سعیده، گوهردوست، آزاده، سلیمانی ساردو، فرشاد. 1401. واکاوی اثر پوشش گیاهی بر وقوع پدیده گرد و غبار (مطالعه موردی: استان هرمزگان)، پژوهش های فرسایش محیطی، 12 (2) ،60-43
  12. نوروزی، آذین، انصاری، محمدرضا، معظمی، اصغری پور دشت بزرگ، نظام . 1398. روند تغییرات کاربری اراضی در کانون های ریزگرد جنوب و جنوب شرق اهواز، نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، 23(3)، 354- 341.
  13. Al-Hurban. Adeeba E. 2014. Effects of recent anthropogenic activities on the surface deposits of Kuwait, Arabian Journal of Geosciences, 7(2), 665-691
  14. Amos, P.K., Tai, Perry, H.L.,  M., Yuk – Chun, Chan, Ming-Keung. Chow, David, A. Ridley, Jasper, F. Kok, Impacts of climate and land cover variability and trends on springtime East Asian dust emission over 1982–2010: A modeling study, Atmospheric Environment, 254, 118348, doi.org/ 10.1016/j.atmosenv.2021.118348
  15. Ruiqiang, Ding, Jianping, Li,  Wang, Fumin, R. 2005. Decadal change of the spring dust storm in northwest China and the associated atmospheric circulation, Geophysical Research Letters, 32(2), 1-4.
  16. Jalali, M., Bahrami, H. and Darvishi Bolourani, A. (2012). Investigation of the relationship between climatic and terrestrial factors with the occurrence of dust storms using MODIS satellite images (Case study: Khuzestan province). The First National Desert Conference, Iran, Tehran, 27-28 June.
  17. Karimi, M., and Shakouhi Razi, K. 2009. Interaction between Atmospheric Circulation and Land Cover in the Mechanism of Creation of Summertime Dust Storms in Middle East (Case study, July 2009), Physical Geography Research Quarterly, 78, 113-130.
  18. Jing, Li a, Eric, Garshick, Ali, Al-Hemoud, Shaodan. Huang, Petros, Koutrakis. 2020. Impacts  of  Meteorology  and  Vegetation  on  Surface  Dust  Concentrations  in  Middle  Eastern  Countries,  Science  of  the  Total  Environment, 712,  1–9.
  19. Steven D. Miller,  P. Kuciauskas, Ming. Liu, Qiang, Ji, Jeffrey, S., Reid, Daniel, W., Breed, Annette, L., Walker, Abdulla, Al Mandoos. 2008. Haboob dust storms of the southern Arabian peninsula, J. Geophys. Res., 113, 1-26.
  20. Nickling, W.G., and Brazel, A.J. 1984. Temporal and spatial characteristics of Arizona dust storms (1965–1980), Journal of Climatology, 4(6), 645-660.
  21. Sun, JianHua, Zhao, Linna, and Zhao, S.X. 2003. An integrated modeling system of dust storm suitable to northChina and applications, Environ. Res., 8, 125-142
  22. Minghong. 2016. Exploring the relationship between vegetation and dust-storm intensity (DSI) in China, J. Geogr. Sci., 26(4), 387-396
  23. Tan, Mingong, Li, Xuibin. 2015. Does the green great wall effectively decrease dust storm intensity in China? a study based on NOAA NDVI and weather station data, Land Use Policy, 43, 42-47
  24. Yang, Yue, Jan, Cermak, Yang, Eva, Pauli. Yunping, Chen. 2022. Land Use and Land Cover Influence on Sentinel-2 Aerosol Optical Depth below City Scales over Beijing, Remote Sens, 14(18), 4677.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار