تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

مطالعه توزیع فصلی غبار در منطقه خاورمیانه با استفاده از داده‌های CALIOP و MODIS

نویسندگان
روح اله مراد حاصلی 1
علی بیات 2
فاطمه رادمهری 3
1 گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان، زنجان، ایران.
2 استادیار گروه فیزیک، دانشگاه زنجان
3 دانشجوی کارشناسی ارشد فیزیک، دانشگاه زنجان
10.61186/jgs.23.70.143
چکیده
عمق اپتیکی هواویزها در طول موج 550 نانومتر و ضریب نمای آنگستروم حاصل از داده‌برداری سامانه مادیس با وضوح فضایی 1 درجه در بازه زمانی 2006 تا 2017 برای منطقه خاورمیانه بررسی شده است. عمق اپتیکی هواویزهای تروپوسفری در طول موج 532 نانومتر و ضریب واقطبش ناشی از داده‌برداری لیدار کالیوپ نیز برای همین منطقه مطالعه شده است. این پارامترها بصورت فصلی طبقه‌بندی شده‌اند. نتایج حاصل از عمق اپتیکی نشان از غلظت بالای ذرات هواویز در جو خاورمیانه بخصوص در دو فصل بهار و تابستان دارد. در فصول سرد متوسط فصلی عمق اپتیکی بسیار کم‌تر از فصول گرم است. در فصل بهار چشمه‌های شمال عراق و چشمه‌های مرکزی و شمال عربستان فعالیت بیشتری دارند. با تغییر فصل و فرارسیدن تابستان چشمه‌های جنوب شبه جزیره عربستان نیز فعال می‌شوند. نمای آنگستروم حاصل از اندازه‌گیری‌های مادیس نشان دهنده این است که در مناطق خشک خاورمیانه اندازه غالب هواویزها در مد درشت دانه قرار دارند. در مناطق داخلی عراق و عربستان در تمام طول سال مد درشت دانه است، ولی در مناطق خشک داخل ایران بیشترین میزان مد درشت دانه در فصل‌های گرم رخ می‌دهد و در فصل‌های سرد از میزان ذرات درشت معلق در جو کاسته می‌شود. ضریب واقطبش حاصل از اندازه‌گیری‌های کالیوپ بیانگر این نکته است که در تمام فصول ذرات غیرکروی در جو خاورمیانه حاضر هستند که با توجه به قرار گرفتن خاورمیانه در کمربند غبار امری عادی به نظر می‌رسد.
کلیدواژه‌ها
غبار
‌ سنجنده کالیوپ
سنجنده مادیس
عمق اپتیکی
واقطبش
نمای آنگستروم
خاورمیانه

عنوان مقاله English

Study of seasonal distribution of dust in the Middle East region using CALIOP and MODIS data

نویسندگان English

Ruhallah Moradhaseli 1
Ali Bayat 2
Fateme Radmehri 3
1 Assistant Professor, azad islamic University of Zanjan
2 Assistant Professor, University of Zanjan
3 MSc, University of Zanjan
چکیده English

Aerosol optical depth in 550 nm and angstrom exponent measurements with MODIS have been studied with 1-degree resolution for the period 2006-2017 in the middle east. Moreover, tropospheric aerosol optical depth and depolarization ratios measured at 532 nm with CALIOP have been studied for same area and same period of time too. These parameters have been classified seasonally. Optical depth results show high values for the region especially in spring and summer seasons. During the cold seasons, optical depth values are much less compared with their values at warm seasons. At spring, dust sources located in northern Iraq and those located in central and northern parts of Arabian Peninsula are much more active. Sources located in southern parts of Arabian Peninsula get more active by summer. Angstrom exponent results show that in arid and semi-arid parts of middle east, aerosol sizes are mainly in coarse mode. In arid parts of Iraq and Arabian Peninsula coarse mode particles are dominant during 4 seasons, but for arid parts inside Iran coarse mode is dominant during warm seasons and a modification in suspended particle sizes can be seen during cold seasons. Depolarization measurements of CALIOP show that almost in all seasons, non-spherical particles are ready in middle east atmosphere which is usual for an area inside the dust belt.

کلیدواژه‌ها English

Dust
CALIOP
MODIS
optical depth
Depolarization Ratio
Angstrom Exponent
Middle East
- Kokhanovsky A. A. (2008). Aerosol Optics, Springer
- Kampa M. and Castanas E. (2008). Human Health Effects of Air Pollution, Env. Pol., 151, 362-367
- Prospero J. M., Ginoux P., Torres O., Nicholson S. E. and Gill Th. E. (2002). Envirionmental characterization of global sources of atmospheric soil dust identified with the nimbus 7 total ozone mapping spectrometer (TOMS) absorbing aerosol product, Review of Geophysics 40(1)
- Kutiel H., (2003). Dust Storms in the Middle East: Sources of Origin and Their Temporal Characteristics. Indoor and Built Environment, 12, 419-426.

- Ramaswamy V., Muraleedharan P. M. and Prakash Babu C., (2017). Mid-troposphere transport of Middle-East dust over the Arabian Sea and its effect on rainwater composition and sensitive ecosystems over India, Scientific Reports, 7.

- Bayat A., Masoumi A. and Khalesifard H. R., (2011). Retrieval of atmospheric optical parameters from ground-based sun-photometer measurements for Zanjan, Iran, Atmos. Meas. Tech., 4.

- Bayat A., Khalesifard H. R. and Masoumi A., (2013). Retrieval of aerosol single-scattering albedo and polarized phase function from polarized sun-photometer measurements for Zanjan’s atmosphere, Atmos. Meas. Tech., 6.

- Abdi Vishkaee F., Flamant C., Cuesta J., Oolman L., Flamant P. and Khalesifard H. R. (2012). Dust transport over Iraq and northwest Iran associated with winter Shamal: A case study, Journal of Geophysical Research, 117.

- Abdi Vishkaee F., Flamant C., Cuesta J., Flamant P. and Khalesifard H. R. (2011). Multiplatform observations of dust vertical distribution during transport over northwest Iran in summertime, Journal of Geophysical Research, 116.

- Masoumi A., Khalesifard H. R., Bayat A. and Moradhaseli R., (2013). Retrieval of aerosol optical and physical properties from ground-based measurements for Zanjan, a city in Northwest Iran, Atmospheric Research, 120-121.

- Rashki A., Kaskaoutis D. G., Eriksson P. G., Rautenbach C. J. de W., Flamant C. and Abdi Vishkaee F., (2013). Spatio-temporal variability of dust aerosols over the Sistan region in Iran based on satellite observations, Natural Hazards, 71(1).

- Sotoudeheian S., Salim R. and Arhami M., (2016). Impact of Middle Eastern dust sources on PM10 in Iran: Highlighting the impact of Tigris-Euphrates basin sources and Lake Urmia desiccation, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 121.

- Jansuz M., (2004). DEM Data Obtained from the Shuttle Radar Topography Mission – SRTM3. Annals of Geomatics, 2.

- Cao H., Amiraslani F., Liu J. and Zhou N. (2015). Identification of dust storm source areas in West Asia using multiple environmental datasets, Science of the Total Environment, 502.

- Rahimi M., Yazdani M. R., Asadi M. and Karem A. (2014). Temporal and spatial variability of dust storm events in West Asia (Iran and Iraq border). International Journal of Civil and Environmental Research, 1(3).

- Hui C., Jian L., Guizhou W., Guang Y. and Lei L. (2015). Identification of sand and dust storm source areas in Iran, J. Arid Land, 7(5).

- Esmaili O., Tajrishy M. and Daneshkar Arasteh P. (2006). Results of the 50-year ground-based measurements in comparison with satellite remote sensing of two prominent dust emission sources located in Iran, Proc. of SPIE, 6362.

- Rashki A., Kaskaoutis D. G., Francois P., Kosmopoulos P. G. and Legrand M. (2015). Dust-storm dynamics over Sistan region, Iran: Seasonality, transport characteristics and affected areas. Aeolian Research, 16.

- Jin Q., Wei J. and Yang Z. (2014). Positive response of Indian summer rainfall to Middle East dust, Geophysical Research Letters.

- Remer, L.A., Kaufman, Y., Tanr_e, D., Mattoo, S., Chu, D., Martins, J.V., Li, R.-R., Ichoku, C., Levy, R., Kleidman, R., (2005). The MODIS aerosol algorithm, products, and validation. J. Atmos. Sci. 62, 947e973.

- Levy, R.C., Remer, L.A., Mattoo, S., Vermote, E.F., Kaufman, Y.J., (2007). Second generation operational algorithm: retrieval of aerosol properties over land from inversion of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer spectral reflectance. J. Geophys. Res. Atmos. (1984e2012) 112.

- Winker, D.M., Vaughan, M.A., Omar, A., Hu, Y., Powell, K.A., Liu, Z., Hunt, W.H., Young, S.A., (2009). Overview of the CALIPSO mission and CALIOP data processing algorithms. J. Atmos. Ocean. Technol. 26, 2310e2323.

- Mishchenko, M. I., Hovenier, J.W., Travis. L. D. (1999). Light Scattering by Nonspherical Particles Theory, Measurements and Applications.