3 SID.ir | قابليت هاي مدل عددي WRF-Chem در برآورد غلظت گرد و خاک (مطالعه موردي طوفان گرد و خاک تهران)

مشخصات مقاله

عنوان نشریه: 
 
عنوان مقاله: 

قابليت هاي مدل عددي WRF-Chem در برآورد غلظت گرد و خاک (مطالعه موردي طوفان گرد و خاک تهران)

 
نویسندگان: 
 
آدرس:  
 
چکیده: 

سابقه و هدف: اگرچه در سال هاي اخير چندين مدل عددي گرد و خاک براي منطقه خاورميانه ارزيابي شده اند، اما به دليل وسعت منطقه، توسعه و پيدايش چشمه هاي جديد گرد و خاک، نياز است تا تحقيقات جامع تري در ارزيابي مدل هاي عددي گرد و خاک براي منطقه خاورميانه صورت گيرد. پژوهشگران گوناگوني مانند (Marticorena and Bergametti (1995), Shao et al. (1996), Marticorena et al. (1997) Shao et al. (2004 با توسعه روش هاي تخمين انتشار ذرات گرد و خاک با محاسبه فرآيندهايي همچون جهش و خزش ذرات گرد و خاک، و سرعت اصطکاکي آستانه، مدل هاي يکپارچه فيزيکي فرسايش باد را که قابليت جفت شدن با مدل هاي جوي دارند، توسعه دادند.
مواد و روش ها: در اين پژوهش با استفاده از نسخه 3.6.1 از مدل جفت شده
WRF-Chem، شبيه سازي براي 2 روز از تاريخ 11 تا 13 خرداد ماه سال 1393 با استفاده از داده هاي آناليز GFS به منظور شرايط اوليه و مرزي صورت پذيرفت. در اين اجرا از طرحواره پيشرفته MADE-SORGAM به عنوان طرحواره گسيل ذرات معلق جوي استفاده شد. اين طرحواره بر پايه مدل ديناميکي مودال براي هواويزها1 در اروپا طراحي شده است که اين رهيافت نيز به نوبه خود بر پايه مدل منطقه اي ذرات معلق طراحي شده است. در طرحواره MADE ذرات معلق جوي در سه مد ايتکن با قطر کمتر از 0.1 ميکرومتر، تجمعي با قطر بين 0.1 تا 2 ميکرومتر، و درشت با قطر بزرگتر از 2 ميکرومتر با توزيع لوگ-نرمال در فرآيند شبيه سازي کيفيت هوا وارد مي شوند.
نتايج و بحث: جهت ارزيابي خروجي مدل
WRF-Chem، با استفاده از برنامه پس پردازشي NCL، نقشه هاي توزيع PM10 به همراه غلظت اين پارامتر ترسيم شد. خروجي مدل WRF-Chem براي غلظت PM10 و باد سطحي در ساعت 12 روز 12 خرداد ماه سال 1393 نشان داده شده است. در ساعت 12 توده کوچکي در شمال غربي استان تهران مشاهده مي شود، به تدريج با گذشت زمان ميزان غلظت ذرات افزايش يافته و وزش بادهاي غرب و شمال غربي سبب ورود گرد و خاک به داخل شهر تهران مي گردد تا جايي که در ساعت 15 کلانشهر تهران را با غلظت زيادي در برگرفته است، پس از آن، ذرات به سمت شرق منتقل شده، گستردگي مناطق تحت پوشش بيشتر مي شود ولي غلظت ذرات PM10 کاهش مي يابد. نکته قابل توجه اين است که اگرچه مدل غلظت زيادي را در مناطق غربي کشور نشان مي دهد، که منشاء آن نواحي شرق و شمال شرقي کشور عراق است، چشمه گسيل طوفان گردوخاک شهر تهران را کاملا داخلي و مستقل از آن بدست آورده است. به دليل وجود برخي محدوديت ها در طرحواره MADE براي مناطق با وضعيت زمين شناختي پيچيده، خروجي اين طرحواره ممکن است در برخي نقاط داراي بيش برآورد يا کم برآورد باشد. همين طور در صورت وجود خطا در الگوي کاربري اراضي و جنس خاک از نظر فرسايش پذيري که نقش تعيين کننده در برآورد غلظت گرد و خاک دارد، نتايج خروجي مدل مي تواند با واقعيت اختلاف داشته باشد. مناطقي از حوضه شبيه سازي مانند شرق درياي خزر و ترکمنستان عموما داراي غلظت هاي بالاي گرد و خاک است که در مقايسه با مقادير عمق نوري ذرات گرد و خاک حاصل از سنجنده MODIS مشخص مي گردد که مقادير قابل توجهي از گرد و خاک بر فراز بخش هايي از درياي خزر تجمع يافته است.
نتيجه گيري: به طور کلي عملکرد مدل عددي
WRF-Chem در اين پژوهش، قابليت کاربردي اين مدل را در مدل سازي و پيش بيني کيفيت هوا، به ويژه براي هواويزهايي که از چشمه هاي گسيل طبيعي مانند مناطق فرسايش پذير و بيابان ها توليد مي شوند، تاييد مي کند. شرايط کاربري اراضي و فرسايش خاک به دليل تغييراتي که در سال هاي اخير از نظر اقليم، پوشش گياهي، و ساير فراسنج هاي زمين شناختي در منطقه خاورميانه رخ داده است، در برخي از مناطق دچار دگرگوني قابل توجهي شده است. ولي داده هاي زمين شناسي که در مدل WRF استفاده مي شود همچنان مربوط به سال هاي گذشته است که در پژوهش هاي کيفيت هوا عامل ايجاد خطا در خروجي مدل است. بدين منظور مي بايست حداقل در مقياس منطقه اي، داده هاي زمين شناختي موثر در گسيل ذرات گرد و خاک تصحيح شده و در اختيار مدل قرار بگيرد.

 
كلید واژه: 

 
موضوعات مرتبط: 
 
ارجاعات: 
  • ندارد
 
 
مقالات نشریه ای مرتبط: 
 
مقالات همایشی مرتبط: 
 

  بازدید یکساله 218
 
 
آخرین های بلاگ
ورود به بلاگ مرکز اطلاعات علمی