روند فرونشست گردو غبار اتمسفری و ارتباط آن با برخی عوامل اقلیمی و مکانی در شهرستان جوانرود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد- گروه علوم و مهندسی خاک- دانشگاه رازی

2 استادیار گروه علوم و مهندسی خاک دانشگاه رازی

3 استادیارگروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه رازی

4 استادیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

پدیده گرد و غبار به عنوان رویدادی اقلیمی در همه شرایط آب‌وهوایی رخ می‌دهد، اما به عنوان پدیده‌ی بارز مناطق خشک و نیمه‌خشک، سبب اخلال در فعالیت‌ها و زیرساخت‌های جوامع انسانی مانند کشاورزی، حمل‌و‌نقل و صنایع می‌گردد. در بعضی از مناطق جهان، به ویژه خاورمیانه، طوفان گردوخاک از پدیده‌هایی است که فراوانی رخداد بالایی دارد. در دهه‌ی گذشته، رخداد طوفان‌های گردوخاک پی‌در‌پی در این منطقه رو به فزونی نهاده تا آنجا که در ماه‌های سرد و پر بارش این منطقه نیز مشاهده می‌شود. مطالعه‌های صورت گرفته روی طوفان‌های گرد و غبار در ایران نشان می‌دهد که در کنار عوامل طبیعی به‌وجود‌آورنده توده ریزگردی عوامل محیطی بسیاری نیز در بروز این پدیده و پایداری و تداوم طولانی‌مدت آن دخالت دارند. هدف از این پژوهش بررسی روند فرونشست گردوخاک اتمسفری در یک دوره زمانی یک ساله و ارتباط آن با برخی عوامل اقلیمی و مکانی در شهرستان جوانرود بود.
این مطالعه در محدوده‌ای به مساحت حدود 5500 هکتار در سطح شهرستان جوانرود از توابع استان کرمانشاه انجام گرفت. فرایند نمونه‌برداری به صورت تصادفی در 35 نقطه در سطح شهرستان و با پراکنش مکانی مناسب از اول مرداد ماه سال 1394 تا آخر خرداد ماه سال 1395 صورت پذیرفت. از مجموع 35 نقطه نمونه‌برداری شده، 21 نقطه در سطح شهر و 14 نقطه در مناطق روستایی واقع بود. پس از پایان هر فصل، نمونه‌های گردوخاک جمع‌آوری شده و نرخ فرونشست گردوخاک از تقسیم جرم گردوخاک بر سطح تله در طول دوره نمونه-برداری محاسبه گردید. ارتباط میان میزان فرونشست گردوخاک با ویژگی‌های اقلیمی از جمله سرعت باد غالب، جهت باد، میانگین رطوبت، میزان بارندگی، میانگین دما و ویژگی‌های مکانی از جمله فاصله نقاط نمونه‌برداری با مرز غربی کشور (با توجه به اینکه ورود ریزگردها بیشتر از مرز غربی و از کشور عراق است) و ارتفاع نقاط از سطح دریا، برای دوره زمانی مورد مطالعه با استفاده از آزمون همبستگی پیرسون مورد بررسی قرار گرفت.
به طور کلی میانگین نرخ فرونشست گردوخاک در منطقه مورد مطالعه 38/0 گرم بر مترمربع در روز (1376 کیلوگرم بر هکتار در سال) بود. در بُعد زمانی، فصل بهار با میانگین 47/0 گرم بر مترمربع در روز بیشترین میزان فرونشست و فصل تابستان (شامل ماه های مرداد و شهریور) با میانگین 26/0 گرم بر مترمربع در روز کمترین مقدار را به خود اختصاص داده بود. در بُعد مکانی، نقاط روستایی در فصل زمستان با میانگین 52/0 گرم بر مترمربع در روز بیشترین میزان فرونشست و نقاط شهری در فصل تابستان با میانگین 23/0 گرم بر مترمربع در روز کمترین نرخ فرونشست را در بازه‌ی زمانی مورد مطالعه داشتند. نتایج مطالعه نشان داد میزان فرونشست گردوخاک در منطقه مورد مطالعه بسیار بیشتر از حدود مجاز تعریف شده در برخی نقاط جهان بود. میزان فرونشست گردوخاک در نقاط روستایی و نزدیک به مرز غربی کشور با عراق بیش از نقاط شهری بود و با افزایش ارتفاع از سطح دریا کاهش یافت. فرونشست گردوخاک با جهت و سرعت باد همبستگی مثبت و معنی‌دار (به ترتیب در سطوح 1 و 5 درصد) و با میانگین رطوبت و میزان بارندگی همبستگی منفی داشت.
به نظر می‌رسد اختلاف مقادیر فرونشست بین نقاط نمونه‌برداری شده، ناشی از اثر غبارهای محلی، ارتفاع نقاط از سطح دریا، فاصله نقاط از مرز کشور با عراق، ارتفاع سکوهای نمونه‌برداری (در مناطق روستایی به دلیل ارتفاع کمتر پشت‌بام‌ها ظروف نمونه‌گیری ارتفاع کمتری نسبت‌به سطح زمین داشتند) و همچنین نزدیکی به زمین‌های کشاورزی و مراتع بدون پوشش بوده باشد. مقادیر بالای فرونشست گردوخاک اتمسفری در منطقه و رابطه آن با برخی عوامل اقلیمی احتمالاً به دلیل اثرپذیری همزمان منطقه مورد مطالعه از رخدادهای محلی و منطقه‌ای طوفان‌های گردوخاک (ناشی از رخداد طوفان‌های گردوخاک در کشورهای همسایه و انتقال آن به منطقه) است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Atmospheric dust deposition trend and its relation with selected climatic and spatial factors in Javanrood township

نویسندگان [English]

  • Farshad Ghaderi 1
  • Mahin Karami 2
  • Parviz Shekari 3
  • Azam Jafari 4
2 Assistant Professor Razi University
3 Assistant Professor, Razi University
4 Assistant Professor Shahid Bahonar University of Kerman
چکیده [English]

Background and objectives: As a natural phenomenon, dust storm occurs in all climatic conditions, however, as a typical feature of arid and semi-arid climate, causes severe problems in infrastructures and activities of human society such as agriculture, transportation and industries. Dust storm is a phenomena that has a high frequency of occurrence in some parts of the world, especially in the Middle East. Dust storm occurrence in this region has been increased in the past decade, even in the humid months of the year. Studies on dust storms in Iran have shown that many environmental factors contribute to occurrence of this phenomenon and its long-term stability besides the natural factors. The objective of this study was to investigate the dust deposition rate during a one-year period, and its relationship with selected climatic and spatial factors, in Javanrood township.
Materials and methods: This study was carried out in an area of about 5500 hectares in Javanrood township, located in Kermanshah province. Since the beginning of August 2015 until the end of June 2016, dust samples were collected at the end of each season, from 35 sampling points randomly distributed throughout the township, including 21 points located in the urban and 14 points located in the rural areas. Dust deposition rate was calculated by dividing the mass of dust on the sampler surface and the sampling period. Dust deposition rate relationship with selected climatic parameters such as prevailing wind speed, wind direction, humidity, rainfall and mean temperature (provided by Meteorological Organization), and spatial parameters such as distance from the western border of the country (assuming that Iraq country is one of the dust resources in this region) and the elevation (above sea level) were examined using Pearson correlation test.
Results: The average rate of dust deposition was 0.38 gr m-2 day-1(1376 kg ha-1 year-1) in the study area. In terms of time, spring season had the highest rate of deposition with an average of 0.47 gr m-2 day-1, and summer had the lowest rate with an average of 0.26 gr m-2 day-1. Considering the spatial aspect, rural areas in winter had the highest rate of deposition with an average of 0.52 gr m-2 day-1, while, urban areas in summer had the lowest amount of deposition rate of 0.23 gr m-2 day-1 in average. Results indicated that the amount of dust deposition in the study area is higher than defined standard levels for most parts of the world. The dust deposition in the rural parts was greater than urban parts, probably because of the adjacency to the dust source areas. The dust deposition rate decreased with increasing in elevation. It had positive and significant correlations with direction and speed of wind (at p< 0.01 and 0.05, respectively) and negative correlations with humidity and rainfall means.
Conclusion: It seems that the differences among the values of dust deposition, were resulted from local dust events, the elevation differences, the distance from Iraq border, differences in sampling platforms height, and also adjacency to the farmlands and uncovered pastures. High levels of atmospheric dust deposition in the region and its relation with climatic factors, is probably due to the simultaneous effects of local and regional (which is created in neighboring countries and transported to the area) dust storm events.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deposition rate
  • atmospheric dust
  • elevation
  • climatic factors
  • Javanrood
 1.Abdeveis, S., Zakeri, M., Neierirad, V., and Zohrabi, N. 2010. Study on effect of reduced
precipitation on the frequency of dust phenomenon in Khuzestan province. First
International Congress of the dust phenomenon and deal with its harmful effects. Ahvaz,
Iran, 26-28 February. (In Persian)
2.Ahmadi Doabi, Sh., Karami, M., and Afyuni, M. 2016. Regional-scale fluxes of zinc, copper
and nickel into and out of the agricultural soils of the Kermanshah province in western Iran.
Environ. Monit. Assess. 188: 4. 1-18.
3.Avila, A., Alarcon, M., and Queralt, M.I. 1997. Thechemical composition of dust transported
in red rainsits contribution to the biogeochemical cycle of a HolmOak Forest in Catalonia
(Spain). Atmos. Environ. 32: 2. 179-191.
4.Azizi, Gh., Miri, M., and Nabavi, S.A. 2012. Tracking the dust phenomenon in the western
half of Iran. J. Geogr. Studies Arid Zones. 2: 7. 63-81. (In Persian)
5.Cao, Z., Yang, Y., Lu, J., and Zhang, C. 2011. Atmospheric particle characterization,
distribution, and deposition in Xian, Shaanxi Province, Central China. Environ. Pollut.
159: 577-584.
6.Eslami, A., Atafar, Z., Pirsaheb, M., and Asadi, F. 2013. The trend of the concentration of
suspended particles (PM10) and determining the air quality index from 2005 to 2013 in
Kermanshah. J. Health Feild. 2: 1. 19-28. (In Persian)
7.Falah, M., Vafaie, A., Kheirkhah, M., and Ahmadi, F. 2014. Synoptic monitoring and analysis
of the dust phenomenon using Remote Sensing and GIS (Case Study: Dust June 18, 2012).
J. Geogr. Inf. Stud. 23: 69-80. (In Persian)
8.Fengjin, X., Zhou, C., and liao, Y. 2008. Dust storms evolution in Taklimakan Desertand its
correlation with climatic parameters. J. Geogr. Sci. 18: 514-425.
9.Groll, M., Opp, C., and Aslanov, I. 2013. Spatial and temporal distribution of the dust deposition
in Central Asia–results from a long term monitoring program. Aeol. Res. 9: 49-62.
10.Hojati, S., Khademi, H., Cano, A.F., and Landi, A. 2012. Characteristics of dust deposited
along a Transect between Central Iran and the Zagros Mountains. Catena. 88: 27-36.
11.Jafari, F., and Khademi, H. 2013. Evaluation of atmospheric dust subsidence in the city of
Kerman. J. Soil Water Sci. 18: 207-216. (In Persian)
12.Karimdoost, Sh., and Ardebili, L. 2009. Study the dust phenomenon and its environmental
impacts. The Fourteenth Congress of the Geological Society of Iran and the twenty-eighth
Symposium of Geosciences, Urmia University, Urmia, Iran, 27-25 September. (In Persian)
13.Karimi, M., and Shokoohi, K. 2010. Interaction atmospheric circulation and land cover in the
mechanism of the formation and spread of summer dust storms in the Middle East (July 1388
Storm dust). J. Physiography. 78: 113-130. (In Persian)
14.Krolak, E. 2000. Heavy metals in falling dust in Eastern Mazowieckie Province. J. Environ.
Stud. 9: 517-522.
15.Marx, S.K., and McGowan, H.A. 2005. Dust transportation and deposition in a super humid
environment, westcoast, south Island, New Zealand. Catena. 59: 147-171.
16.Mehrabi, Sh., Soltani, S., and Jafari, R. 2015. The relationship between climatic parameters
and the occurrence of dust (Case study: Khuzestan). J. Soil Water Sci. 7: 69-80. (In Persian)
17.Nazari, Z., Khorasani, N.A., Feiznia, S., and Karami, M. 2013. Investigation of temporal
variations of PM10 concentration and influence of meteorological parameters on it during
2005-2010. J. Natur. Environ. 66: 101-111. (In Persian)
18.Nowroozi, S., and Khademi, H. 2015. Spatial and temporal distribution of dust deposition
rates in Isfahan population and its relationship with climate parameters. J. Soil Water Sci.
72: 149-161. (In Persian)
19.O’Hara, S.L., Clarke, M.L., and Elatrash, M.S. 2000. Field measurements of desert dust
deposition in Libya. Atmos. Environ. 40: 3881-3897.
20.Rezaie, A., Rezaie, M., and Sayadi, M.H. 2012. Qualitative and quantitative study of air
pollution and its relation to climate factors in Birjand in 1391. J. Commun. Health. 7: 4. 62-65.
(In Persian)
21.Shahsavani, A. 2011. Process analysis of dustentering to Iran with an emphasis on Khuzestan
province. Hakim Res. J. 15: 3.192-202. (In Persian)
22.Ta, W., Xiao, H., Qu, J., Xiao, Z., Yang, G., Wang, T., and Zhang, X. 2004. Measurements
of dust deposition in Gansu Province, China, 1986-2000. Geomorphology. 57: 41-51.
23.Zangane, M. 2013. Climatology of dust storms in Iran. J. Appl. Climatol. 1: 1. 1-12.
(In Persian)
24.Zheng, Y.M., Chen, T.B., and He, J.Z. 2008. Multivariate geostatistical analysis of heavy
metals in top soils from Beijing, China. J. Soil Sediment. 8: 1. 51-58.
25.Zolfaghari, H., and Abedzade, H. 2005. Synoptic analysis of dust systems in the West of
Iran. J. Geograph. Dev. 3: 6. 173-188. (In Persian)