پایان نامه ارشد :پیش ­بینی، مسیریابی و پهنه ­بندی توفان گرد و غبار

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی منابع طبیعی

گرایش : بیابانزدایی

عنوان : پیش ­بینی، مسیریابی و پهنه ­بندی توفان گرد و غبار 

دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده منابع طبیعی

پیش ­بینی، مسیریابی و پهنه ­بندی توفان گرد و غبار با استفاده از مدل­هایWRF و HYSPLIT و تصاویر ماهواره­ای 

پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی منابع طبیعی- بیابانزدایی 

اساتید راهنما

دکتر رضا جعفری- دکتر خسرو اشرفی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)عنوانصفحهچکیده........... 1فصلاول : مقدمه. 21-1- ضرورتواهمیتبررسیپدیدهگردوغبار. 21-2- اهدافتحقیق. 4فصلدوم : مفاهیم،تعاریفوبررسیمنابع.. 62-1-آلودگیهوا 62-1-1- ترکیباتآلایندههوا 62-2- ذراتمعلقدرجو. 72-2-1- انواعذراتمعلقدرجو  72-3- پدیدهفرسایشبادی.. 122-3-1- مقدمه  122-3-2- انتشارگردوغبار  142-3-3- انتقالگردوغبار  172-3-4- فرونشستگردوغبار  172-4- تعریفانواعپدیدههایگردوغباری.. 172-5-2-مروریبرتحقیقاتانجامشدهدرداخلکشور. 192-5-3- مروریبرتحقیقاتانجامشدهدرخارجازکشور. 212-6- منابعگردوغبار. 24
هفت
2-6-1- پراکنشمنابعگردوغباردرسطحجهانی.. 242-6-2- منابعگردوغباردرغربوجنوبغربایران. 292-6-3- نقشهمناطقمستعدفرسایشبادیدرآسیایجنوبغربیومرکزی.. 302-7- سیستمهایجویتوفانهایگردوغبار. 332-7-1- مشخصاتجویتوفانهایگردوغباردرجنوبغربیآسیا: 342-8- لایهمرزیاتمسفریک... 362-9- روشهایمطالعهگردوغبار. 382-9-1- اندازه­گیریدرمحلزمین-پایه. 382-9-2- سنجشازدور  392-9-3- مدلسازیگردوغبار  442-10- معرفیمدل­هاوسنجنده­هایماهواره­ایمورداستفادهدراینمطالعه. 482-10-1- ساختارمدلهایعددیپیشبینیوضعهوا 482-10-2- معرفیمدلمیانمقیاسجویWRF. 512-10-4- معرفیمدلHYSPLIT  612-10-5- معرفیماهواره­هاوسنجنده­هایمورداستفادهدراینمطالعه. 752-10-6- اثراتگردوغبار    83فصلسوم : موادوروش... 913-1- منطقهموردمطالعه. 913-1-1-کشورهایغربوجنوبغربایران. 913-1-2- استانخوزستان  973-3- مراحلانجامتحقیق. 1003-3-1- سنجشازدور  1003-3-2- مدلسازی   102
هشت
فصلچهارم": نتایجوبحث... 1144-1- نتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT. 1144-1-1- پیش­بینیباخطسیرمدل  1144-1-2- پیش­بینیانتشارووضعیتارتفاعیذراتباالگوریتمانتشار. 1184-2- ارزیابینتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT. 1244-2-1- نتایجآنالیزهمدیدیرویدادگردوغبار 2 تا 7 جولای 2009. 1244-2-2- نتایجتصاویروداده­هایماهواره­ایرویدادگردوغبار 2 تا 7 جولای 2009. 145فصلپنجم : نتیجه­گیریوپیشنهادات.. 1635-1- نتیجه­گیریکلی.. 1635-2- مقایسهنتایجمطالعهبانتایجدیگرمطالعات.. 1665-3-پیشنهادها 167منابعومآخذ. 169چکیدهمطالعه توزیع زمانی و مکانی بسیار متغیر توفان­های گرد و غبار از طریق مدل­های عددی با مقیاس منطقه­ای و جهانی می­تواند ما را در پیش­بینی این وقایع در مقیاس منطقه­ای و جهانی و همچنین بهبود تصمیم­گیری به موقع در این زمینه کمک کند­. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی و پیش­بینی گرد و غبار در استان خوزستان با استفاده از مدل میان مقیاس جوی WRF و مدل حرکت و پراکندگی ذرات HYSPLIT و تصاویر ماهواره­ای بود­. برای این منظور تصاویر ماهواره­ای MODIS و داده­های دید افقی از 2 تا 7 جولای سال 2009 به کار گرفته شد­. بعد از جفت نمودن مدل­های WRF و HYSPLIT، دو بخش از مدل HYSPLIT شامل شبیه­سازی انتشار و شبیه­سازی مسیریابی مورد استفاده قرار گرفت­. سپس برای ارزیابی مدل HYSPLIT، خروجی­های مدل جوی WRF، شاخص گرد و غبار حرارتی- مادون قرمز(TDI)و محصولات MODIS Deep Blue AOD و OMI AIمورد استفاده قرار گرفتند­. با توجه به مدل HYSPLITاولین توده گرد و غبار به ترتیب 27 و 12 ساعت پس از انتشار از نقطه اول و دوم در سوم جولای 2009 به استان خوزستان رسیده­اند­. گستره توده گرد و غبار به تدریج از 2 تا 5 جولای با حرکت از شمال غرب به جنوب شرق و غرب به شرق عراق به غرب، جنوب غرب و مرکز ایران می­رسند­. پروفیل­های طولی و عرضی مدل HYSPLITنشان می­دهد که ذرات گرد و غبار توانسته­اند تا سطوح بالایی جو (تا تراز 8500 متری از سطح زمین) و توسط رودبادها می­توانند تا دورترین نقطه شرقی ایران و خلیج فارس منتقل شوند­. نقشه پارامترهای جوی نشان داد که افزایش سرعت باد شمال از 2 تا 5 جولای، فاکتوری برای انتشار و انتقال گرد و غبار از حوزه دجله و فرات است­. نتایج الگوریتم TDI و همچنین محصولاتMODIS Deep BlueAOD و OMIAI به طور کلی متناسب بودن مدل HYSPLITرا در پیش­بینی توفان­های گرد و غبار تأیید می­کنند­. نتایج این مطالعه نشان می­دهد ادغام مدل­های عددی(WRFandHYSPLIT)و تصاویر ماهواره­ای گرد و غبارمی­توانند به عنوان یک سیستم مؤثر در ارزیابی و هشدار سریع بحران گرد و غبار استفاده شوند­.واژگان کلیدی : توفان گرد و غبار،مدلWRF، مدلHYSPLIT، تصاویر ماهواره­ای  1-1- ضرورت و اهمیت بررسی پدیده گرد و غبارگرد و غبارها که دارای منشأ طبیعی و انسان ساخت هستند علاوه بر اینکه یکی از منابع آلوده کننده هوا می­باشند و سلامت افراد جامعه را به خطر می­اندازند با تأثیر بر تابش حرارتی و خورشیدی توازن تابشی زمین را بر هم زده و باعث تغییر آب و هوا و دمای منطقه شده و نهایتاً حیات موجودات زنده آن منطقه را دستخوش خطر می­سازد­.با توجه به بررسی محققان مختلف در سال­های گذشته، سالانه حدود 500 تا 3000 میلیون تن غبار از رویدادهای گرد و غبار در بخش­های مختلف زمین وارد اتمسفر می­شود(55) براساس بررسی­های انجام گرفته توسط تاناکا و چیبا[1] (2006 ) مقدار کل گرد و غبار ورودی به اتمسفر 1817 میلیون تن در سال می­باشد (57) که بیشترین مقدار از قاره افریقا وارد اتمسفر می­شود­ و حدود 8/11 درصد این گرد و غبار در منطقه آسیای جنوب غربی شکل گرفته و منتشر می­گردد­. محققان دیگری مثل زندر[2](2003)، جینوکس[3] و همکاران(2004) نیز با استفاده از مدل­هایی با مقیاس جهانی میزان گرد و غبار منتشر شده در این منطقه را در حدود 28% و 24% پیش­بینی نموده­اند که نشان دهنده سهم عمده این منطقه در بودجه گرد و غبار جهانی می­باشد(36، 34) به عبارت دیگر جدا از لزوم بررسی رویدادهای گرد و غبار در منطقه آسیای جنوب غربی و تأثیر آن بر محیط زیست کشورهای منطقه و ایران به دلیل نقش عمده این منابع در تولید گرد و غبار جهانی و اثرات آن بر کرهزمین و پدیده­هایی نظیر اقلیم و بر هم خوردن توازن تابشی اهمیت بررسی این پدیده در این منطقه به شدت افزایش می­یابد­.آلودگی ناشی از گرد و غبار در هوای بسیاری از مناطق کشور به خصوص در مناطق جنوب شرقی، غربی و جنوبی مطرح است اما در سال­های اخیر به ویژه از تابستان 1388 با وقایع متعدد و عظیم که به پایتخت و شهرهای مرکزی نیز رسید و تعطیلی ادارات و مدارس و ضررهای اقتصادی و کشاورزی و کاهش کیفیت زندگی را به دنبال داشت، الگوی گرد و غبارهای کشور وارد عرصه جدیدی شد­. رویدادهای گرد و غبار مهیبی که بخش­های عمده­ای از ایران را تحت تأثیر قرار می­دهند اغلب دارای مقیاس منطقه­ای می­باشند و منابع به وجود آورنده این رویدادها اغلب در خارج از ایران و در کشورهای همسایه غربی و جنوب غربی ایران وجود دارند­. از این­رو برای بررسی این رویدادها لازم است از ابزارها، داده­ها وروش­هایی که قابلیت مطالعه ابعاد مختلف این رویدادها را در مقیاس بزرگ (منطقه­ای)، دارند استفاده شود­.امروزه شبیه­سازی عددی به عنوان یکی از مناسب­ترین ابزار افزایش آگاهی نسبت به پدیده­های گرد و غبار شناخته می­شود و در بسیاری از پژوهشکده­ها، سازمان­های اجرایی مانند هواشناسی­ها به خصوص هواشناسی کشاورزی و هواشناسی فرودگاه­ها مورد استفاده محققین و بهره­برداران قرار گرفته و می­تواند برای پیش بینی زمان، شدت و ابعاد مختلف رویدادهای گرد و غبار به صورت کوچک مقیاس و بزرگ مقیاس مورد استفاده قرار گیرد­. البته استفاده از این گونه مدل­ها محدودیت­هایی نیز دارد و در این مطالعه سعی می­گردد با توجه به هدف مطالعه که بررسی پیش­بینی گرد و غبار است مدل مناسب انتخاب و قابلیت آن برای شبیه­سازی رویدادهای گرد و غبار در مقیاس منطقه­ای برای محدوده آسیای جنوب غربی بررسی گردد، و از آن جا که سازمان هواشناسی کل کشور در پی دستیابی به ساز و کاری جهت پیش­بینی گرد و غبار برای اطلاع رسانی به سازمان­هاو نهادهای مختلف مانند هواشناسی فرودگاه­ها، بهداشت و درمان، هواشناسی کشاورزی، راه و ترابری و غیره این موضوع را در سال­های اخیر در صدر اولویت­های پژوهشی خود قرار داده است،لذا این تحقیق در زمینه پیش­بینی گرد و غبار با قابلیت پاسخ سریع[4]به جامعه علمی و اجرایی کشور به منظور مدیریت این پدیده و اتخاذ تصمیم به موقع ارائه می­گردد­. با فرض کارایی مدل­هایWRF و HYSPLIT در پیش­بینی و مسیریابی توفان­های گرد و غبار، اهداف تحقیق به صورت زیر انتخاب شدند­.1-2- اهداف تحقیق
  • مدلسازی عددی انتقال، مسیریابی و پیش­بینی توفان گرد و غبار از طریق همبسته نمودن یک مدل میان مقیاس جوی با یک مدل انتقال ذرات
  • ارزیابینتایج مدلسازی انجام شده با استفاده از تصاویر و داده­هایماهواره­ای و الگوریتم­های سنجش از دور
  -1-آلودگی هواحضور یک یا بیش از یک آلاینده اعم از جامد، مایع و یا گاز مانند گرد و خاک، دود غلیظ،گازمه­آلود و بوی نامطبوع به مقدار کافی، با خواص مشخص و تداوم که توسط منابع آلوده کننده هوا و یا توسط انسان وارد طبیعت می­شود را آلودگی هوا می­نامند­. آلودگی هوا می­تواند حیات انسان، گیاه و جانوران را به خطر اندازد(24).2-1-1- ترکیبات آلاینده هواآلاینده­های هوا بسته به ترکیب شیمیایی خود به دو گروه آلییا معدنی تقسیم می­شوند:
  • ترکیبات آلی : ترکیبات آلی حاوی کربن و هیدروژن هستند و بسیاری از آن­ها دارای عناصری مانند اکسیژن، نیتروژن، فسفر و گوگرد می­باشند­. هیدروکربن­ها ترکیبات آلی هستند که تنها دارای کربن و هیدروژن هستند­. سایر ترکیبات آلی مهم در مورد آلودگی هوا عبارتند از کربوکسیلیکاسیدها، الکل­ها، اترها و استرها، آمین­ها و ترکیبات آلی گوگرد­دار­.
  • ترکیبات معدنی : ترکیبات معدنی موجود در هوای غیرآلوده عبارتند از : کربن و مونوکسیدکربن، دی اکسیدکربن، کربنات­ها، اکسیدهای سولفور، اکسیدهای نیتروژن، ازن، هیدروژن فلوراید و هیدروژن کلراید(24)­
همچنین ترکیبات آلوده­کننده هوا با توجه به نوع فاز مربوطه به دو دسته گاز­ها و ذرات طبقه بندی می­شوند­:
  • گاز­ها: آلاینده­های گازی که سیال­های بی­شکل­اند، کاملاً فضای آزاد شده در آن را اشغال می­کنند و بسیار شبیه به هوا عمل نموده و از اتمسفر جدا نمی­شوند­. در میان آلاینده­های معروف گازی از اکسید­های کربن­، اکسید­های سولفور، اکسید­های نیتروژن و هیدروکربن­ها می­توان نام برد­.
  • ذرات:ذراتآلاینده ذرات ریز جامد هستند که در مایع یا گاز به صورت معلق قرار دارند و تحت شرایط مناسب می­توانند از اتمسفر جدا و ته­نشین شوند­. این ذرات در شکل و اندازه­های متفاوتی با خصوصیات گسترده فیزیکی و شیمیایی موجود هستند و شامل غبار، دود­های غلیظ، دود، خاکستر، غبار مه­آلود و اسپری است(24).
2-2- ذرات معلق در جوذرات معلق در جو ذرات ریز جامد یا مایعی هستند که ابعاد آن­ها از چندین نانومتر تا چندین ده میکرون متغیر است و در کنار مولکول­های گاز و ابرها، جو زمین را تشکیل می­دهند­. اغلب ذرات معلق در اثر عوامل طبیعی چون تبخیر سطحی آب اقیانوس­ها و دریاها، وزش باد در صحراها، سوختن جنگل­ها و چمنزار­ها و فوران آتشفشان­ها وارد جو می­شوند­. عوامل انسانی مانند فعالیت­های شهری- صنعتی­، کشاورزی و تغییر پوشش سطحی زمین نیز مسئول حدود 10% ذرات معلق در جو هستند(13)­.توزیع زمانی و مکانی هواویز­ها (برخلاف مولکول­های گازی موجود در جو) بسیار متغیر است و به همین دلیل بررسی تأثیرات ذرات معلق در جو، نیازمند مطالعه پیوسته و جهانی آن­ها است­.2-2-1- انواع ذرات معلق در جوذرات معلق را می­توان بر حسب منشأ، چشمه­های تولیدکننده، چگونگی تشکیل وابعاد آن دسته­بندی کرد­، که ذرات معلق بر حسب منشأ آن­ها به دو نوع طبیعی و انسانی طبقه­بندی می­شوند­.
  1. ذرات معلق طبیعی : ذرات معلق غالب جو هستند و در اثر عوامل طبیعی چون تبخیر سطحی آب دریاها، وزش باد، سوختن جنگل­ها و چمنزار­ها، فوران­های آتشفشان و فعالیت موجودات زنده تولید می­شوند­.
  2. ذرات معلق انسانی : در اثر فعالیت­های انسانی تولید و وارد جو می­شوند­. دود­کش خانه­ها و کارخانجات، اگزوز اتومبیل­ها،تبدیل جنگل­ها به اراضی کشاورزی، فرسایش خاک در زمین­های کشاورزی و معادن روباز، چرای بیش از حد مراتع، استفاده بیش از حد از منابع آب و خشکاندن دریاچه­ها، رودخانه­ها و چشمه­های زیر­زمینی و آتش­سوزی زمین­های کشاورزی و جنگل­ها از عوامل اصلی ذرات معلق در جو با منشأ انسانی است­.
ذرات معلق را برحسب چشمه­های تولیدکننده آن­ها نیز می­توان طبقه­بندی کرد­:ذرات معلق نمک دریایی ناشی از تبخیر افشانه آب سطحی دریاها و اقیانوس­ها
  1. ذرات غبار ناشی از وزش باد در نواحی خشک، صحرا­ها و زمین­های تحت تأثیر فعالیت­های زیاد انسانی
  2. ذرات معلق آتشفشانی ناشی از فوران­های آتشفشانی
  3. ذرات معلق ناشی از سوختن مواد زیست توده در جنگل­ها و مراتع
ذرات معلق زیستی ناشی از فعالیت موجودات زندهتعداد صفحه :172قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید