نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشجوی دکتری دانشگاه حکیم سبزواری

3 استاد دانشگاه حکیم سبزواری

4 استاد دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

توفان گرد و غبار از پدیده‌های معمول در خیلی از بخش‌های جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک جهان می‌باشد. توفان گرد و غبار اثرات سوء روی محصولات کشاورزی و باغداری، آلودگی منابع آب و خاک، امراض گوناگون تنفسی و در نهایت معضلات زیست محیطی، چالش‌های اجتماعی، کاهش شدید دید افقی و تصادفات جاده‌ای منتج از آن دارد. در این تحقیق به شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار در شرق خاورمیانه با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای MODIS در دوره مطالعه 2014 -2004 پرداخته شد. برای شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار چهار شاخص BTD3132، BTD2931، NDDI و D برای 45 تصویر ماهوراه-ای MODIS محاسبه گردید. سپس با ایجاد ترکیب رنگی کاذب (FCC) بهترین روش برای شناسایی مناطق برداشت گرد و غبار تعیین شد. نتایج نشان داد که ترکیب رنگی BTD2931، B4 و B3 بهترین ترکیب رنگی برای بارزسازی گرد و غبار و تعیین مناطق برداشت گرد و غبار است. نتایج بررسی‌ها نشان داد که 212 نقطه برداشت گرد و غبار در کل منطقه مورد مطالعه وجود دارد که 123 نقطه برداشت در ایران و 93 نقطه برداشت در خارج از کشور می‌باشد. نتایج هم‌چنین حاکی از آن است که بعد از ایران، کشور افغانستان بیشترین نقاط برداشت گرد و غبار را در منطقه مورد مطالعه دارا می‌باشد.شرق خاورمیانه دارای آب و هوای خشک و نیمه خشک می‌باشد و بارش در این منطقه به ندرت از 300 میلی‌متر در سال تجاوز می‌‌کند در نتیجه این منطقه دارای پوشش گیاهی ضعیف و رسوبات آن سخت نشده و حساس به فرسایش می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Dust Source Identification in the Middle East by Using Remote Sensing

نویسندگان [English]

  • mehdi boroghani 1
  • sima pourhashemi 2
  • mohamadali zanganeh Asadi 3
  • hamidreza Moradi 4

چکیده [English]

A dust storm is a common phenomenon in many parts of the world, especially in arid and semiarid regions of the world. Dust storm adverse effects on the agriculture production and gardening, pollution of water and soil resources, a variety of respiratory diseases and the finally on the environmental issues, social challenges, a sharp reduction in horizontal visibility and road accidents. In this research, dust source identification in the Middle East with using MODIS satellite images was used in the period of time 2004-2014. For dust source identification 4 indices BTD3132، BTD2931، NDDI and D for 45 MODIS satellite images were calculated. Then with make a false-color combination (FCC) determined the best of a method dust source identification. The results showed that color combination BTD2931 ، B4 and B3 determined the best color combination for enhancement dust and dust source identification. The results showed that 212 points dust source identified in the case study that 123 points were in Iran and 93 Points in out of the country. The results also show that after Iran, Afghanistan has highest points dust source in the study area. The Middle East arid and semi-arid climates and precipitation in this area rarely exceed 300 mm per year As a result; this area has been poor vegetation cover and precipitation hardening and is susceptible to erosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dust Storm
  • dust source identification
  • MODIS Images
  • Dust Indices

رضایی بنفشه، مجید؛ شریفی، لیلا؛ خضرانیان، لقمان (1391).  برآورد میزان گرد و غبار با استفاده از تصاویر ماهواره­ای مطالعه موردی:    استان کردستان، فصل­نامه جغرافیای طبیعی، 18(4): 13- 22.

سعادت­آبادی، عباس؛ عزیزی، قاسم (1391). مطالعه الگوهای هواشناسی، شناسایی چشمه­های تولید گرد و غبار و مسیر حرکت ذرات                 معلق برای طوفان جولای 2009، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، 44(3): 73-92.

کریمی، خدیجه؛ شهرآئینی، حمید؛ نوخندان، مجید و حافظی­مقدس، ناصر (1390). شناسایی خاستگاه­های تولید توفان­های گرد و غبار در خاورمیانه با استفاده از سنجش از دور، نشریه پژوهش­های اقلیم شناسی، 7(2): 57-72.

 

Ackerman, S.A., (1997). Remote sensing aerosols using satellite infrared observations. Journal of Geophysical Research 102, 17069–17080.

AlizadehChoobari, O., Zawar-Reza, P., Sturman, A., (2014). The global distribution of mineral dust and its impacts on the climate system: A review. Atmospheric Research 138(1), 152-165.

Baddock, M.C., Gill, T.E., Bullard, J.E., Dominguez, Acosta, M., Rivera, N.I., (2011). Geomorphology of the Chihuahuan Desert based on potential dust emissions. Journal of Maps 7(1), 249–259.

Bullard, J., Baddock, M., McTainsh, G., Leys, J., (2008). Sub-basin scale dust source geomorphology detected using MODIS. Geophysical Research Letters 35(15), 1-19.

Engelstaedter, S., Kohfeld, K.E., Tegen, I., Harrison, S.P., (2003). Controls of dust emissions by vegetation and topographic depressions: an evaluation using dust storm frequency data. Geophysics Research Letter 30. doi:10.1029/2002GL016471.

Floyd, K.W., Gill, T.E., (2011). The association of land covers with aeolian sediment production at Jornada Basin New Mexico, USA. Aeolian Research 3, 55–66.

Goudie, A., (2014). Review Desert dust and human health disorders. Environment International 63(3), 101-113.

Hahnenberger, M., Kathleen, N., (2014). Geomorphic and land cover identification of dust sources in the eastern Great Basin of Utah, U.S.A. Geomorphology 204(2), 657-672.

Karimi, V., HabibNejad, M., Abkar, A., (2011). Synoptic stations of meteorological drought index in Mazandaran. Journal of Irrigation and Water Engineering, 5(3), 15-25. (in Persian)

Lee, J., Baddock, M., Mbuh, M., Gill, T. (2012). Geomorphic and land cover characteristics of aeolian dust sources in West Texas and eastern New Mexico, USA.  Aeolian Research 3(4), 459-466.

Lee, J., Gill, T., Mulligan, K., Acosta, M.D., Perez, A., (2009). Land use/land cover and point sources of the 15 December 2003 dust storm in southwestern North America. Geomorphology 105(2), 18-27.

Lindley, T.T., Vitale, J.D., Burgett, W.S., Beierle, M.J., (2011). Proximity meteorological observations for wind-driven grassland wildfire starts on the southern High Plains. Elec. J. Severe Storms Meteor 6, 1–27.

Mahowald, N.M., Bryant, R.G., del Corral, J., Steinberger, L., (2003). Ephemeral lakes and desert dust sources. Geophysical Research Letters 30(2), 1074-1083

Miller, M.E., Bowker, M.A., Reynolds, R.L., Goldstein, H.L., (2012). Post-fire land treatments and wind erosion lessons from the Milford Flat Fire, UT, USA. Aeolian Research 7(4), 29–44.

Prospero, J.M., Ginoux, P., Torres, O., Nicholson, S.E., Gill, T.E., (2002). Environmental characterization of global sources of atmospheric soil dust identified with the Nimbus 7 total ozone mapping spectrometer absorbing aerosol product. Reviews of Geophysics 40(1), 2–31

Qu, J., Hao, X.J., Kafatos, M., Wang, L., (2006), Asian Dust Storm Monitoring Combining Terra and Aqua MODIS SRB Measurements. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters 3(4), 484-486.

Rashki, A., Kaskaoutis, D.G., Rautenbach, C., Eriksson, P.G., Qiang, M., Gupta, P., (2012). Dust storms and their horizontal dust loading in the Sistan region, Iran. Aeolian Research 5(3), 51-62.

Rezazadeh, M., Irannejad, P., Shao, Y., (2013). Climatology of the Middle East dust events. Aeolian Research 103-109.

Rivera Rivera, N.I., Gill, T.E., Bleiweiss, M.P., Hand, J.L., (2010). Source characteristics of hazardous Chihuahuan Desert dust outbreaks. Atmospheric Environmental 44, 2457–2468.

Roscovensky, J.K., Liou, K.N., (2005). Differentiating airborne dust from cirrus clouds using MODIS data. Geophysical Research Letters 32, L12809.Doi: 10. 1029/2005GL022798.

Schepanski, K., Tegen, I., Macke, a., (2012). Comparison of satellite based observations of Saharan dust source areas. Remote Sensing of Environment 123(3), 90-97.

Shao, Y., Wyrwoll, K.H., Chappell, A., Huang, J., Lin, Z., McTainsh, G.H., (2011). Dust cycle: an emerging core theme in Earth system science. Aeolian Research 2(4), 181–204.

Sharma, A.R., Kharol, S.K., Badarinath. K.V.S., (2009). Satellite observations of unusual dust event over North-East India and its relation with meteorological conditions. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 71(18), 2032-2039.

Tan, M., Li, X., Xin, L., 2014. Intensity of dust storms in China from 1980 to (2007): A new definition. Atmospheric Environment 85(4), 215-222.

Vickery, K., Eckardt, F., (2013). Dust emission controls on the lower Kuiseb River valley, Central Namib. Aeolian Research 10(3), 125-133.

Walker, A.L., Liu, M., Miller, S.D., Richardson, K.A., Westphal, D.L., (2009). Development of a dust source database for mesoscale forecasting in Southwest Asia. Journal of Geophysical Research 114(18), 1-24.

Zhang, B., Tsunekawa, A., Tsubo, M., (2008). Contributions of sandy lands and stony deserts to long-distance dust emission in China and Mongolia during 2000–2006. Global and Planetary Change 60(6), 487−504.