Get a site

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 بهره گرفتن از مدل­هایWRF و HYSPLIT و تصاویر ماهواره­ای 

پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی منابع طبیعی- بیابانزدایی 

اساتید راهنما

دکتر رضا جعفری- دکتر خسرو اشرفی

(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)

عنوانصفحه

چکیده……….. ۱

فصلاول : مقدمه. ۲

۱-۱- ضرورتواهمیتبررسیپدیدهگردوغبار. ۲

۱-۲- اهدافتحقیق. ۴

فصلدوم : مفاهیم،تعاریفوبررسیمنابع.. ۶

۲-۱-آلودگیهوا ۶

۲-۱-۱- ترکیباتآلایندههوا ۶

۲-۲- ذراتمعلقدرجو. ۷

۲-۲-۱- انواعذراتمعلقدرجو  ۷

۲-۳- پدیدهفرسایشبادی.. ۱۲

۲-۳-۱- مقدمه  ۱۲

۲-۳-۲- انتشارگردوغبار  ۱۴

۲-۳-۳- انتقالگردوغبار  ۱۷

۲-۳-۴- فرونشستگردوغبار  ۱۷

۲-۴- تعریفانواعپدیده هایگردوغباری.. ۱۷

۲-۵-۲-مروریبرتحقیقاتانجامشدهدرداخلکشور. ۱۹

۲-۵-۳- مروریبرتحقیقاتانجامشدهدرخارجازکشور. ۲۱

۲-۶- منابعگردوغبار. ۲۴

هفت

۲-۶-۱- پراکنشمنابعگردوغباردرسطحجهانی.. ۲۴

۲-۶-۲- منابعگردوغباردرغربوجنوبغربایران. ۲۹

۲-۶-۳- نقشهمناطقمستعدفرسایشبادیدرآسیایجنوبغربیومرکزی.. ۳۰

۲-۷- سیستمهایجویتوفانهایگردوغبار. ۳۳

۲-۷-۱- مشخصاتجویتوفانهایگردوغباردرجنوبغربیآسیا: ۳۴

۲-۸- لایهمرزیاتمسفریک… ۳۶

۲-۹- روش هایمطالعهگردوغبار. ۳۸

۲-۹-۱- اندازه ­گیریدرمحلزمین-پایه. ۳۸

۲-۹-۲- سنجشازدور  ۳۹

۲-۹-۳- مدلسازیگردوغبار  ۴۴

۲-۱۰- معرفیمدل­هاوسنجنده­هایماهواره­ایمورداستفادهدراینمطالعه. ۴۸

۲-۱۰-۱- ساختارمدلهایعددیپیشبینیوضعهوا ۴۸

۲-۱۰-۲- معرفیمدلمیانمقیاسجویWRF. 51

۲-۱۰-۴- معرفیمدلHYSPLIT  ۶۱

۲-۱۰-۵- معرفیماهواره­هاوسنجنده­هایمورداستفادهدراینمطالعه. ۷۵

۲-۱۰-۶- اثراتگردوغبار    ۸۳

فصلسوم : موادوروش… ۹۱

۳-۱- منطقهموردمطالعه. ۹۱

۳-۱-۱-کشورهایغربوجنوبغربایران. ۹۱

۳-۱-۲- استانخوزستان  ۹۷

۳-۳- مراحلانجامتحقیق. ۱۰۰

۳-۳-۱- سنجشازدور  ۱۰۰

۳-۳-۲- مدلسازی   ۱۰۲

هشت

فصلچهارم”: نتایجوبحث… ۱۱۴

۴-۱- نتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT. 114

۴-۱-۱- پیش­بینیباخطسیرمدل  ۱۱۴

۴-۱-۲- پیش­بینیانتشارووضعیتارتفاعیذراتباالگوریتمانتشار. ۱۱۸

۴-۲- ارزیابینتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT. 124

۴-۲-۱- نتایجآنالیزهمدیدیرویدادگردوغبار ۲ تا ۷ جولای ۲۰۰۹٫ ۱۲۴

۴-۲-۲- نتایجتصاویروداده ­هایماهواره­ایرویدادگردوغبار ۲ تا ۷ جولای ۲۰۰۹٫ ۱۴۵

فصلپنجم : نتیجه ­گیریوپیشنهادات.. ۱۶۳

۵-۱- نتیجه ­گیریکلی.. ۱۶۳

۵-۲- مقایسهنتایجمطالعهبانتایجدیگرمطالعات.. ۱۶۶

۵-۳-پیشنهادها ۱۶۷

منابعومآخذ. ۱۶۹

چکیده

مطالعه توزیع زمانی و مکانی بسیار متغیر توفان­های گرد و غبار از طریق مدل­های عددی با مقیاس منطقه­ای و جهانی می ­تواند ما را در پیش ­بینی این وقایع در مقیاس منطقه­ای و جهانی و همچنین بهبود تصمیم ­گیری به موقع در این زمینه کمک کند­. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی و پیش ­بینی گرد و غبار در استان خوزستان با بهره گرفتن از مدل میان مقیاس جوی WRF و مدل حرکت و پراکندگی ذرات HYSPLIT و تصاویر ماهواره­ای بود­. برای این منظور تصاویر ماهواره­ای MODIS و داده ­های دید افقی از ۲ تا ۷ جولای سال ۲۰۰۹ 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 ۲۷ و ۱۲ ساعت پس از انتشار از نقطه اول و دوم در سوم جولای ۲۰۰۹ به استان خوزستان رسیده ­اند­. گستره توده گرد و غبار به تدریج از ۲ تا ۵ 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 توانسته ­اند تا سطوح بالایی جو (تا تراز ۸۵۰۰ 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 ۲ تا ۵ 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 پیش ­بینی توفان­های گرد و غبار تأیید می­ کنند­. 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

 

 

۱-۱- ضرورت و اهمیت بررسی پدیده گرد و غبار

گرد 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 ۵۰۰ تا ۳۰۰۰ میلیون تن غبار از رویدادهای گرد و غبار در بخش­های مختلف زمین وارد اتمسفر می­شود(۵۵) براساس بررسی­های انجام گرفته توسط تاناکا و چیبا[۱] (۲۰۰۶ ) مقدار کل گرد و غبار ورودی به اتمسفر ۱۸۱۷ میلیون تن در سال می­باشد (۵۷) که بیشترین مقدار از قاره افریقا وارد اتمسفر می­شود­ و حدود ۸/۱۱ درصد این گرد و غبار در منطقه آسیای جنوب غربی شکل گرفته و منتشر می­گردد­. محققان دیگری مثل زندر[۲](۲۰۰۳)، جینوکس[۳] و همکاران(۲۰۰۴) نیز با بهره گرفتن از مدل­هایی با مقیاس جهانی میزان گرد و غبار منتشر شده در این منطقه را در حدود ۲۸% و ۲۴% پیش ­بینی نموده ­اند که نشان دهنده سهم عمده این منطقه در بودجه گرد و غبار جهانی می­باشد(۳۶، ۳۴) 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 ۱۳۸۸ 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 می­ دهند 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، داده ­ها 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 می ­تواند 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 پیش ­بینی 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 پیش ­بینی 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 پیش ­بینی گرد و غبار با قابلیت پاسخ سریع[۴]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 پیش ­بینی و مسیریابی توفان­های گرد و غبار، اهداف تحقیق به صورت زیر انتخاب شدند­.

۱-۲- اهداف تحقیق

  • مدلسازی عددی انتقال، مسیریابی و پیش ­بینی توفان گرد و غبار از طریق همبسته نمودن یک مدل میان مقیاس جوی با یک مدل انتقال ذرات
  • ارزیابینتایج مدلسازی انجام شده با بهره گرفتن از تصاویر و داده ­هایماهواره­ای و الگوریتم­های سنجش از دور

 

 

-۱-آلودگی هوا

حضور 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 می ­تواند حیات انسان، گیاه و جانوران را به خطر اندازد(۲۴).

۲-۱-۱- ترکیبات آلاینده هوا

آلاینده­های 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(۲۴)­

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 می­ کنند 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 اندازه­ های متفاوتی با خصوصیات گسترده فیزیکی و شیمیایی موجود هستند و شامل غبار، دود­های غلیظ، دود، خاکستر، غبار مه­آلود و اسپری است(۲۴).

۲-۲- ذرات معلق در جو

ذرات 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 ۱۰% ذرات معلق در جو هستند(۱۳)­.

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.

۲-۲-۱- انواع ذرات معلق در جو

ذرات 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 طبقه ­بندی 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 طبقه ­بندی 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 زنده

تعداد صفحه :۱۷۲

قیمت : ۱۴۷۰۰تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

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

پشتیبانی سایت :        *       [email protected]

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.

 

[add_to_cart id=150023]

—-

پشتیبانی سایت :       

*