واکاوی و پیش‌بینی پدیده گرد و غبار در جنوب غرب ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشجوی دکتری گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

چکیده

گرد و غبار پدیده‌ای است که آثار زیست محیطی مخرب زیادی را در بخش‌های مختلف زندگی انسان‌ها از جمله: کشاورزی، اقتصاد، بهداشت و غیره دارد. کشور ایران، به ویژه منطقه غرب و جنوب غرب آن، به دلیل قرار گرفتن در منطقه درگیر با پدیده گرد و غبار هر ساله خسارات زیادی را از این پدیده می‌بینند بنابراین توجه به این مساله و کاهش خسارات‌های حاصل از آن، در اولویت می‌باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی و پیش‌بینی پدیده گرد و غبار در جنوب غرب ایران می‌باشد. برای انجام این پژوهش از داده 27 ساله گرد و غبار در 14 ایستگاه سینوپتیک در جنوب غرب ایران در بازه زمانی(2017- 1990) استفاده شد. در این پژوهش، ابتدا داده‌های گرد و غبار در 14 ایستگاه مورد مطالعه نرمال‌سازی شد و سپس با استفاده از مدل‌های شبکه عصبی هیبرید- پانل دیتا، شبکه عصبی تطبیقی ANFIS در نرم‌افزار MATLAB خطایابی و پیش‌بینی شدند و در نهایت برای اولویت‌سنجی ایستگاه‌های بیش‌تر، در معرض گرد و غبار از مدل‌های تصمیم‌گیری چند متغیره TOPSIS و SAW استفاده شد. یافته‌های پژوهش نشان داد که میزان اطمینان حاصل از مدل‌های خطاسنجی (شبکه عصبی هیبرید-پانل نسبت به شبکه عصبی تطبیقی ANFIS) بیش‌تر می‌باشد. براساس مدل‌های پیش‌بینی بیش‌ترین احتمال رخداد، حداکثر گرد و غبار در23 سال آینده پیش‌بینی شده در منطقه مورد مطالعه در دو ایستگاه سرپل‌ذهاب و آبادان به ترتیب با درصد (917/128، 709/120) می‌باشد. براساس مدل SAW بیش‌تر مقدار احتمال رخداد گرد و غبار، در 23 سال آینده پیش‌بینی شده در ایستگاه آبادان با 0/99 درصد و براساس مدل TOPSIS ایستگاه اسلام‌آباد غرب با مقدار درصد 0/97 به خود اختصاص داد. برای کاهش خسارات‌های حاصل از پدیده گرد و غبار در منطقه مورد مطالعه علاوه بر اقدامات داخل کشور مثل همکاری‌های بین سازمانی باید با انعقاد تفاهم‌نامه بین‌المللی با کشورهای همسایه بر آن فایق آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis and prediction of Dust phenomenon in the southwest of Iran

نویسندگان [English]

  • Behroz Sobhani 1
  • Vahid Safarian zengir 2
1 Professor, Dept. of physical Geography, Climatology, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 2- Ph.D. student, Dept. of physical geography, Climatology, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Dust is a phenomenon that has many destructive environmental impacts in different parts of human life, including: agriculture, economics, health and Etc. The country of Iran, especially its western and southwestern regions, is suffering a lot of damage due to its presence in the area affected by the dust phenomenon every year. So pay attention to this issue and reducing the resulting damage, It is a priority. The purpose of this Research is to investigate and predict the dust phenomenon in southwest of Iran. For this Research, 27-year-old dust data were used at 14 synoptic stations in southwest of Iran during the period (1990-2017). In this Research, dust data was first normalized in 14 stations Then, by using the hybrid-panel data model, the ANFIS-compatible neural network in MATLAB software was falsified and predicted. and finally, to prioritize more stations, Dust was exposed to TOPSIS and SAW multivariate decision making models. The findings of the study showed that the reliability of the lira faction models (neural network of the hybrid panel compared to the ANFIS comparative neural network) was higher. Based on prediction models, the maximum probability of occurrence, the maximum dust in the next 23 years in the studied area at two stations, Sarpol Zahab and Abadan are respectively (120.709, 128.917). According to the SAW model, the probability of occurrence of dust in the next 23 years is estimated at Abadan station with 0.99% and Based on the TOPSIS model, Islamabad Gharb station with a value of 0.97%. According to the results of this study, in order to reduce the damage caused by the dust phenomenon in the study area, in addition to domestic measures, such as inter-organizational cooperation, it should be addressed by concluding an international agreement with the neighboring countries.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Hazard
  • Statistical survey
  • Artificial neural network
  • Multivariate decision making model

احمدزاده قره­گویز­کاوه؛ میرلطفی مجید؛ محمدی کورش (1389). مقایسه سیستم­های هوش مصنوعی در(ANN و ANFIS) در تخمین میزان تبخیر تعرق گیاه مرجع در مناطق بسیار خشک ایران،  نشریه آب و خاک. دوره 4، شماره 5، صص 689-679.

بابایی­فینی ام­السمه؛ صفرراد طاهر؛ کریمی مصطفی (۱۳۹۵). تحلیل و شناسایی الگوهای همدیدی توفان­های گرد و غبار غرب ایران، جغرافیا و مخاطرات محیطی، دوره ۵، شماره ۱۷، صص 119ـ105.

باقری زهرا؛ محمود حسینی صدیق (۱۳۹۵). تحلیل سینوپتیکی گرد و غبار در گسترده ۵۲ شهر جنوبی ایران، اولین کنفرانس بین­المللی مخاطرات طبیعی و بحران­های زیست محیطی ایران، راهکارها چالش­ها، صص 29ـ26.

برومندی پریا (۱۳۹۵). منشایابی ذرات گرد و غبار با بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن­ها و مدل­سازی عددی در شهرستان مسجد سلیمان، سلامت و محیط زیست، دوره ۹، شماره ۴، صص 526ـ517.

توحیدی امیرحسین؛ زارع­مهرجردی محمدرضا؛ مهرابی حسین؛ نظام­آبادی­پور حسین (1394). ارزیابی مدل هیبرید شبکه عصبی مصنوعی-پانل دیتا در پیش­بینی قیمت صادرات خشک­بار ایران، فصل­نامه اقتصاد مقداری(بررسی­های اقتصادی سابق)، دوره 12، شماره 3، صص 116-95.

خوش­اخلاق فرامرز؛ نجفی محمدسعید؛ محمد زمان­زاده؛ شیرازی محمدحسن؛ صمدی مهدی (۱۳۹۲). بررسی ترکیبات بار گرد و غبار در غرب و جنوب غربی ایران، جغرافیا و مخاطرات محیطی، دوره ۲، شماره ۶، صص 36ـ17.

خوش­اخلاق فرامرز؛ نجفی محمدسعید؛ صمدی مهدی (۱۳۹۱). واکاوی همدید رخداد گرد و غبار بهاره در غرب ایران، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوره ۴۴، شماره ۲، صص 124ـ99.

خوش­کیش اسدالله؛ علیجانی بهلول؛ حجازی­زاده، زهرا (۱۳۹۰). تحلیل سینوپتیکی سامانه­های گرد و غبار در استان لرستان، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، دوره ۱۸، شماره ۲۱، صص 110ـ91.

دستجردی جواد؛ موسوی حجت؛ کاشکی عبدالرضا (۱۳۹۰). تحلیل همدید طوفان­های گرد و غبار ایلام، جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، سال ۲۳، پیاپی ۴۶، شماره ۲، صص 34ـ15.

ذوالفقاری حسن؛ معصوم­پور جعفر؛ شایگان­مهر شاپور؛ احمدی محمد (۱۳۹۰). بررسی همدید توفان­های گرد و غبار ایران طی سال­های ۱۳۸۴ـ۱۳۸۸، جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، دوره ۲۲، شماره ۳، صص 34ـ17.

شمسی­پور علی اکبر؛ طاهر صفرراد (۱۳۹۱). تحلیل ماهواره­ای همدیدی پدیده گرد و غبار، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوره ۴۴، شماره ۷۹، صص 126ـ111.

صحرایی جلیل؛ بهرامی مژگان؛ محمدی ناهید (۱۳۹۶). ردیابی طوفان گرد و غبار (مطالعه موردی خوزستان)، اولین همایش اندیشه­ها و فناوری­های نوین در علوم جغرافیا، صص 16ـ11.

صفریان­زنگیر وحید؛ زینالی بتول؛ جعفری یوسف؛ جعفرزاده لیلا (1397). بررسی گرد و غبار و ارزیابی امکان پیش­بینی آن در استان اردبیل با استفاده از مدل ANFIS، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال 5، شماره 2، صص 142-125.

ظهوریان منیژه؛ جهانگیری لیلا (۱۳۹۳). تحلیل سینوپتیکی و آماری رخداد گرد و غبار در شهر اهواز، اولین کنفرانس ملی آسیب شناسی محیط زیست و آلودگی­های شهری، صص 69- 67.

 

عزیزی قاسم؛ میری مرتضی؛ نبوی امید (۱۳۹۰). ردیابی پدیده گرد و غبار در نیمه غربی ایران، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال ۲، شماره ۷، صص 81ـ63.

عطایی شیما؛ محمدزاده علی؛ آبکار علی­اکبر (۱۳۹۴). شناسایی گرد و غبار با استفاده از روش درخت تصمیم­گیری از تصاویر سنجنده مادیس، علوم و فنون نقشه برداری، دوره ۴، شماره ۴، صص 161ـ151.

عمارلو جواد؛ جاوید حمیدرضا؛ شکاریان رضا؛ رضایی فاطمه؛ وحدانی احمد (۱۳۹۶). ذرات گرد و غبار و تاثیر آن بر کیفیت هوا، چهارمین کنفرانس بین­المللی برنامه­ریزی و مدیریت محیط زیست، صص 41ـ36.

فلاح محمد؛ وفایی­نژاد، علیرضا؛ خیرخواه مسعود؛ احمدی فریبرز (۱۳۹۳). پایش و تحلیل سینوپتیکی پدیده گرد و غبار، اطلاعات جغرافیایی، دوره ۲۳، شماره ۹۱، ص 80ـ69.

کریمی مصطفی؛ شکوهی کامیار (۱۳۹۰). اندرکنش گردش جو و پوشش سطح زمین در سازوکار تشکیل و گسترش توفان­های گرد و غبارتابستانه خاورمیانه، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوره ۴۳، شماره ۷۸، صص 130ـ113.

کنارکوهی عذرا؛ سلیمان­جاهی حوریه؛ فلاحی شهاب؛ ریاحی­مدوار حسین؛ مشکات زهرا (1389). استفاده از سیستم جدید هوشمند استنتاج فازی–عصبی تطابقی(ANFIS) برای پیش­بینی قدرت سرطان­زایی ویروس پاپیلوهای انسانی. مجله علمی پژوهشی دانشگاه علوم پژشکی اراک، دوره 4، شماره 2، صص 105-95.

گندمکار امیر؛ فنایی راضیه؛ دانشور فاطمه؛ کاردان حسین؛ احدی­نژاد مریم؛ رضایی نجمه (۱۳۹۶). بررسی و ارتباط سنجی روند سری­های دمایی و روزهای همراه با گرد و غبار استان همدان، جغرافیا، دوره ۱۵، شماره ۵۳، صص 293ـ277.

مکوندی رقیه؛ مقصودلو­کمالی، بیژن؛ محمدفام، ایرج (1391). بهره­مندی از مدل تصمیم­گیری چندمعیاره TOPSIS در ارزیابی پیامدهای محیط زیستی پالایشگاه­های نفت(مطالعه موردی: پالایشگاه نفت فوق سنگین خوزستان)، پژوهش­های محیط زیست، دوره 3، شماره 5، صص 86-77.

ناصرپور سمیه؛ علیجانی بهلول؛ ضیاییان پرویز (۱۳۹۴). منشا یابی توفان­های گرد و غبار در جنوب غرب ایران با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و نقشه­های هوا، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوره ۴۷، شماره ۱، صص 36ـ21.

نظم­فر حسین؛ علی­بخشی آمنه (1393). سنجش نابرابری فضایی در برخورداری از شاخص­های آموزشی با استفاده از روش تاپسیس(مطالعه موردی: استان خورستان)، دو فصل­نامه مطالعات برنامه­ریزی آموزشی، دوره 3، شماره 6، صص 134-115.

هژبرپور قاسم؛ محمدی سیاوش؛ اکبرنیا علی؛ احدی مهیا (۱۳۹۴). تحلیل سینوپتیکی و آماری پدیده گرد و غبار شهر اردبیل، پنجمین کنفرانس منطقه ای تغییر اقلیم، صص 17ـ13.

Arnas, C; lrby, J; Celli, S; detemmerman, G; Addab, Y; couedel, L; grisolia, C; lin, Y; martin, C; pardanaud, C; pierson, S., (2017), Characterization and origin of large size dust particles produced in the alcator _C mod tokamak, Nuchear materials and energy, 11, (12-19).

Baltagi, B.H., (2005), Econometric Analysis of Panel Data. 3rd Edition, New York: John Wiley and Sons.

Cantarella, G.E., & Luca, S.D.E., (2005), Multilayer Feedforward Networks for Transportation Mode Choice Analysis: An Analysis and a Comparison with Random Utility Models. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 13, (121-155).

Co, H.C., & Boosarawongse, R., (2007), Forecasting Thailand’s Rice Export: Statistical Techniques Vs. Artificial Neural Networks. Computers & industrial engineering, 4, (610-627).

Cuevas, E., Gomezplelaz, A.G., rodriguez, S., terradellas, E., basart, S., Garcia, R.D; Garcia, O.E., Alonso, S., (2017), The pulsating nature of large scale Saharan dust transport, atmospheric environment, 167, (586-602).

Dansie, A. p., wigs, G.F.S., Thomas, D.S.G., Washington, R., (2017), Measurements of windblown dust characteristics and ocean fertilization potential, Aeolian research, 29, (30-41).

Gujarati, D.N., (2003). Basic econometrics. 4th edition, New York: McGraw-Hill.

Jixia, H., qibin, Z., jing, T., depeng, Y., quansheng, G., (2017), Association between forestry ecological engineering and dust weather in lnner Mongolia, physics and chemistry of the earth, parts A/B/C, 104, (76-83).

Kisi, O., Ozturk O., (2007), Adaptive neurofuzzy computing technique for evapotranspiration estimation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. ASCE, 4, (368-379).

Liu, Z; wang, D; miloshevsky, G., (2017), Simulation of dust grain charging under tokamak plasma conditions, nuclear materials and energy, 12, (530-535).

Nabavi, O., haimberger, L., samimi, C., (2017), Sensitivity of WRF_ chem predictions to dust source function specification in west asia, Aeolian research, 24, (115-131).

Sahu, O., rao, D., gabbiye, N., engidayehu, A., teshale, F., (2017), Sorption of phenol fram synthetic aqueous solution by activated saw dust, biochemistry and biophysics reports, 12, (46-53).

Shoji, M., kawamura, G., smirnov, R., pigarov, A., tanaka, Y., masuzaki, S., uesugi, y., (2017), Simulation of impurity transport in the peripheral plasma due to the emission of dust in long pulse discharges on the large helical device, nuclear materials and energy, 12, (779-785).

Wang, Z., pan, X., uno, I., li, J., wang, Z., chen, X., fu, P., yang, T., kobayashi, H., shimizu, A., sugimoto, N., yamamotom, S., (2017), Significant impacts of heterogeneous reactions on the chemical composition and mixing state of dust particles, atmospheric environment, 159, (83-91).

Willame, Y., Vandaele, A.C., depiesse, C., lefevre, F., letocart, V., Gillotay, D., montmessin, F., (2017), Retrieving cloud dust and ozone abundances in the martion atmosphere SPICAM/UV nadir spectra, planetary and space science, 142, (9-25).

Wooldridge, J.M., (2006), Introductory Econometrics: A Modern Approach. 3rd Edition, New York: South-Western.

Zalesna, E., grzonka, J., rubel, M., carrasco, A., widdowson, A., baron, A., ciupinski, L., contributors, J., (2017), Studies of dust from JET with the ITER like wall: composition and internal structure, nuclear materials and energy, 12, (582-587).

Zielhofer, C., suchodoletz, H., fletcher, W., Schneider, B., dietze, E., schleget, M., schepanski, K., weninger, B., mischke, S., mikdad, A., (2017), millennial scale fluctuations in Saharan dust supply across the decline of the African humid period, quatemary science reviews, 717, (119-135).