پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 42 |
| تعداد شماره‌ها | 1,537 |
| تعداد مقالات | 12,635 |
| تعداد مشاهده مقاله | 26,003,502 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,693,513 |
تحلیل چیدمان شرایط جغرافیایی با هدف کاهش آلودگی هوا نمونة پژوهش: شهر تهران | |||||||||||
| جغرافیا و برنامه ریزی محیطی | |||||||||||
| مقاله 8، دوره 33، شماره 1 - شماره پیاپی 85، فروردین 1401، صفحه 133-146 اصل مقاله (904.76 K) | |||||||||||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22108/gep.2022.124054.1328 | |||||||||||
| نویسندگان | |||||||||||
| فایزه افریده1؛ محمدحسین رامشت* 2؛ گراهام مورتین3 | |||||||||||
| 1دانشجوی دکتری مدیریت محیطی، دانشکدة جغرافیا و برنامه‌ریزی دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران | |||||||||||
| 2استاد، دانشکدة جغرافیا و برنامه‌ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران | |||||||||||
| 3استاد، دپارتمان جغرافیا و مؤسسة ایکتا، دانشگاه اتوناما بارسلونا | |||||||||||
| چکیده | |||||||||||
| شهر تهران یکی از آلوده‌ترین شهرهای دنیا محسوب می‌شود. براساس آمارهای سازمان محیط‌زیست طی سه ماه از 15 سال مطالعه‌شده، درمجموع 48 روز آلودگی هوا از آستانة مجاز (150 AQI) می‌گذرد. این روزها مقارن با زمانی است که وارونگی هوای تهران به بیشترین ماندگاری خود می‌رسد. آنچه باعث می‌شود آلودگی هوا در تهران از آستانة مجاز بگذرد، زمان ماندگاری وارونگی هوا در تهران است. بر این اساس هدف پژوهش حاضر، شناخت چیدمان نگاره‌های اقلیمی در حالت وارونگی و امکانسنجی تحریک سلول‌های بستة فشاری یا دمایی به‌منظور کاهش آلودگی هوای شهر تهران است. برای رسیدن به این هدف، ترازهای دارای سلول‌های بستة دمایی و فشاری بررسی شدند و ترازی انتخاب شد که این سلول‌ها در آن بیشترین تفاوت تعدادی را دارند؛ درنهایت با مطالعة شرایط جغرافیایی، توپوگرافی و سلول‌های انتخاب‌شده، شرایط مناسب برای پیدایش آشفتگی هوایی به‌منظور کاهش آلودگی هوا بررسی شد. بدین‌منظور از نرم‌افزارهای Arc GIS، Surfer و Voxler استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش برمبنای داده‌های فشار و دمای تهران در طول 15 سال آماری (2003- 2017) نشان می‌دهد بالاترین حد ارتفاعی اینورژن تهران در روزهای آلوده از 1800 متر نمی‌گذرد. فقط در شش روز از روزهایی که آلودگی از آستانة مجاز تهران می‌گذرد، سلول‌های بستة دمایی و فشاری با بیشترین جاذبة نیوتونی تشکیل می‌شود. براساس نتایج به‌دست‌آمده و بررسی شرایط توپوگرافی و همچنین تطبیق سلول‌ها با این شرایط به نظر می‌رسد در محدودة مطالعه‌شده از جنبة نظری امکان ایجاد مصنوعی آشفتگی هوا در تهران برای کنترل میزان آلودگی وجود دارد. | |||||||||||
| کلیدواژه‌ها | |||||||||||
| اینورژن؛ آستانة آلودگی هوا؛ سلول‌های دمایی؛ سلول‌های فشاری؛ تهران | |||||||||||
| اصل مقاله | |||||||||||
|
مقدمه شهر سیستمی است درنهایت پیچیدگی که به‌واسطة شرایط اجتماعی، اقتصادی، محیطی، ارتباطات و فرایندها شکل یافته است (Fargkou, 2009). شهرها به دلیل تراکم جمعیت و فشردگی فعالیت‌های اقتصادی و اجتماعی، مهم‌ترین مراکز مصرف منابع انرژی و تولیدکنندة مواد آلایندة جوّی به شمار می‌روند (Xing et al., 2009). با شهرنشینی و صنعتی‌شدن جهانی، مشکلات مربوط به آلودگی هوا اثر منفی فزاینده‌ای بر سلامت انسان‌ها و محیط‌زیست داشته است (Coyllo et al., 2002)؛ به طوری که آلودگی هوا به مسئله‌ای مهم در بهداشت عمومی جهان تبدیل شده است (jing et al., 2014). در این میان آلودگی هوای تهران به یکی از معضلات جدی شهری تبدیل شده است و به‌ویژه در فصل سرد سال باعث بروز بیماری‌های مختلف قلبی‌عروقی، تنفسی و آلرژیک در شهروندان تهرانی می‌شود. دربارة آلودگی هوا تاکنون مطالعات بسیاری صورت گرفته است. بسیاری از این پژوهش‌ها علل این آلودگی را بررسی کرده و بسیاری نیز به دنبال یافتن راه‌حل‌هایی برای برطرف‌کردن یا کاهش این مشکل بوده‌اند. لشکری و هدایت (1385) در مقاله‌ای الگوی سینوپتیکی اینورژن‌های شدید شهر تهران را بررسی کرده و به این نتیجه رسیده‌اند که درمجموع چهار الگوی سینوپتیکی باعث ایجاد اینورژن‌های شدید در تهران می‌شود. صفوی و علیجانی (1385) در پژوهشی عوامل جغرافیایی مؤثر در آلودگی هوای تهران را بررسی کرده و به این نتایج دست یافته‌اند که ویژگی‌های طبیعی شهر اثر بسیار زیادی بر آلودگی آن دارد. وارونگی‌های دمایی از ویژگی‌های دورة سرد سال است که به همراه استقرار آنتی‌سیکلون با هوای پایدار ایجاد می‌شود. درنهایت به‌منظور سازگاری با این شرایط جغرافیایی، مدیران و برنامه‌ریزان شهر باید از سنگینی صنایع و فعالیت‌های آلاینده بکاهند و با برنامه‌های تشویقی در مردم و متولیان شهر احساس مسئولیت ایجاد کنند. نجیب‌زاده و همکاران (1391) در مطالعه‌ای با هدف سنجش الگوی پراکنش آلاینده‌ها در شرایط مختلف مطرح می‌کنند که الگوی پراکنش آلاینده‌های جوّ در محدودة شهر تهران متأثر از عوامل متعددی دربردارندة ویژگی‌های آب‌وهوایی و محیط طبیعی و انسانی آن است. بازگیر و همکاران (1394) در مطالعه‌ای 60 روز آلودة تهران از 15 آبان تا 15 دی‌ماه سال 1389 تا 1391 را بررسی کردند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد شاخص ناپایداری جوّ بیشترین تأثیر را بر تغییرات آلودگی هوا داشته است. دستاورد شایان توجه در این پژوهش، همبستگی غیرمستقیم بین تعداد خودرو و شاخص کیفیت هواست که برخلاف انتظار است. صیدایی و همکاران (1397) در مقاله‌ای پایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان را با تأکید بر آلودگی هوا ارزیابی کردند. آنها 5 شاخص آلودگی هوا را طی سال‌های 1386- 1390 بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که شرایط زیست‌محیطی شهر اصفهان به سمت ناپایداری سوق پیدا می‌کند؛ به گونه‌ای که سال 1390 بیشترین میزان آلودگی را دارد و میزان گاز دی اکسید گوگرد و مونوکسیدکربن بیشترین نقش را در این آلودگی‌ها داشته است. Coyllo and Andrad (2002) در مقاله‌ای ارتباط سامانه‌های هواشناسی را با غلظت آلاینده‌ها ارزیابی کرده‌اند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد مقادیر زیاد غلظت آلاینده‌ها در این منطقه متأثر از سامانه‌های پرفشار جنب حارة اطلس شمالی است. Devasthale et al. (2010) در مقاله‌ای فراوانی و شدت وارونگی‌های دمای سواحل اقیانوس شمالی را با استفاده از نیمرخ (AIRS) مطالعه کردند. نتایج مشاهدات، روندی کاهشی را در فراوانی و وارونگی‌ها نشان می‌دهد. همچنین شدت وارونگی‌های فصل تابستان در سال 2007 نسبت به سال‌های ماقبل افزایش چشمگیری داشته که ناشی از افزایش دمای لایة تروپوسفر از 5/1 درجة کلوین به 3 درجة کلوین بوده است. Buchholz et al. (2010) در مقاله‌ای طی دورة آماری 2001- 2007 و پایش 15 ایستگاه کیفیت هوا در بلژیک، فرانسه، آلمان و لوکزامبورگ به این نتایج دست یافتند که رژیم‌های گردش سیکلونی نسبت به رژیم‌های آنتی‌سیکلونی و نصف‌النهاری در افزایش کیفیت هوا مؤثرتر بوده است و روزهای با پدیدة بارش نسبت به روزهای با حاکمیت تودة هوای خشک در کاهش PM10 و افزایش کیفیت هوا اثرگذارترند. Fortelli et al. (2016) در مقاله‌ای رابطة بین الگوهای هواشناسی سینوپتیک محلی و سطح آلودگی هوا (PM10) را در کلان‌شهر ناپل ایتالیا بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که بحران‌های آلودگی زمانی رخ داده که تنش باد بین 1 تا 2 متر بر ثانیه بوده و وارونگی حرارتی بین دو مکان استراتژیک حداقل 3 درجة سانتی‌گراد/ 200 متر بوده و هفت روز حداقل بارندگی زیادی رخ نداده است. شهر تهران ازلحاظ جغرافیایی در 51 درجه و 4 دقیقه تا 51 درجه و 33 دقیقه طول شرقی و 35 درجه و 35 دقیقه تا 35 درجه و 50 دقیقه عرض شمالی واقع شده و ازنظر ژئومورفولوژی و توپوگرافی با مساحتی حدود 800 کیلومترمربع در دامنة جنوبی کوههای البرز قرار گرفته است. ارتفاع شهر در جنوب در فرودگاه مهرآباد به 1200 متر و در شمال به 2000 متر می‌رسد. اگرچه شیب عمومی شهر به طرف جنوب است، در داخل شهر هم ناهمواری‌ها بسیار است. ارتفاعات البرز دیوارة شمالی و کوههای محدودة بی‌بی شهربانو دیوارة شرقی شهر را تشکیل می‌دهند، اما نواحی جنوبی و غربی تهران چندان مرتفع نیستند. تمام مطالعاتی که دربارة آلودگی جوّی در تهران به این شکل صورت گرفته، بیشتر جنبة بازشناسی علمی و تمام پژوهش‌هایی که برای رفع این مشکل انجام شده است، بیشتر جنبة مدیریت شهری داشته‌اند؛ مانند تعطیلی روزهای بحرانی، جلوگیری از ورود اتومبیل‌های دودزا، جابه‌جایی کارخانه‌های صنعتی و... . اهمیت و ارزش این پژوهش بیشتر به این دلیل است که به‌جای اتکا بر مدیریت رفتارهای انسانی و اجتماعی برای کاهش آلودگی هوا، بر مدیریت و تغییر الگوهای جوّی تمرکز دارد؛ به بیان دیگر هدف این پژوهش، استفاده از خصوصیات اقلیمی و توپوگرافی برای ایجاد نوعی آشفتگی در هواست؛ به گونه‌ای که بتوان از رسیدن AQI به مرز و آستانة بحران جلوگیری کرد.
روش‌شناسی پژوهش برای دستیابی به هدف پژوهش با استفاده از داده‌های مربوط به آلودگی هوای تهران، روزهایی که میزان میانگین AQI از 150 بیشتر است، روزهای بحرانی آلودگی در نظر گرفته و سپس داده‌های مربوط به جوّ بالا در روزهای مدنظر استخراج شده‌اند. این داده‌ها در استان تهران در فرودگاه مهرآباد برداشت و از وبگاه دانشگاه وایومینگ[1] اخذ شده و با استفاده از آنها حد نهایی اینورژن در سه ماه مدنظر تعیین شده است؛ سپس با توجه به داده‌های دما و فشار ایستگاههای سینوپتیک در سطح استان تهران و براساس سطوح اینورژن تعیین‌شده، نقشه‌های فشاری و دمایی در ترازهای مختلف جوّ ترسیم شدند (نقشه‌نگار اقلیمی). در ادامه براساس این نقشه‌ها، ترازی که بیشترین سلول‌های دمایی یا فشاری را ازنظر رقومی داشت، مشخص و مراکز هر سلول تعیین شده است. سپس با توجه به میزان مسافت بین سلول‌ها و مقدار تفاوت آنها براساس اصول ترمودینامیک، بهترین سلول‌ها (فشاری یا دمایی) که امکان تحریک آنها وجود دارد، انتخاب شده‌اند و با محاسبة مقداری به میزان تغییر تفاوت‌ها برای تحریک‌پذیری به دو روش نیوتونی (f=(Mi×Mj)/D2 ×1000) و شاخص تحریک‌پذیری ( C.E=) اقدام شده است. این ماتریس بیانگر سلول‌هایی است که بیشترین اختلاف (دمایی یا فشاری) و کمترین فاصله را از خود نشان می‌دهند. Table 1. Research steps
درنهایت با توجه به بررسی‌های انجام‌شده و شرایط طبیعی موجود، امکانسنجی تحریک سلول‌های بستة فشاری یا دمایی به‌منظور کاهش آلودگی هوای شهر تهران انجام شده است.
یافته‌های پژوهش و تجزیه و تحلیل آنها مهم‌ترین عامل اقلیمی مؤثر در آلودگی هوای تهران، وارونگی‌های دمایی است که به دو صورت تابشی و سینوپتیکی ایجاد می‌شوند. وارونگی‌های تابشی براثر سردشدن شدید زمین تشکیل می‌شوند و وارونگی‌های سینوپتیک عمدتاً براثر استقرار سیستم‌های پایدار جوّی پرفشارها و زبانه‌های آنها ایجاد می‌شوند. هر دو پدیده ویژگی اصلی دورة سرد سال هستند؛ از این رو آلودگی هوای تهران در دورة سرد سال شدیدتر است (دلجو، 1378). به‌منظور ترسیم نقشه‌های فشار و دما در ترازهای مختلف جوّ و در روزهای بحرانی آلودگی، میانگین سطوح ارتفاعی اینورژن محاسبه‌شده در سه ماه مدنظر نسبت به ایستگاههای سینوپتیک استان تهران محاسبه و ترسیم شدند (شکل 1).
شکل 1. نیمرخ میانگین ارتفاع اینورژن در سه ماه مطالعه‌شده (منبع: نویسندگان، 1399) inversion height diagram for 3 months in the study area Figure 1.
براساس شکل 1، نتایج حاصل از این بخش از بررسی را می‌توان در گزاره‌های زیر خلاصه کرد:
در ادامه و پس از ترسیم نقشه‌های دمایی و فشاری براساس سطوح اینورژن، ترازی که بیشترین سلول‌های دمایی یا فشاری را ازنظر رقومی دارد، مشخص و مراکز هر سلول تعیین شده است؛ سپس برای تمامی سلول‌ها در نقشه‌های انتخاب‌شده، ماتریسی تهیه و میزان جاذبة نیوتونی آنها محاسبه شد. محاسبة جاذبة نیوتونی به‌منظور شناخت بهترین سلول‌هایی است که بهترین شرایط را برای حرکت و جابه‌جایی به سمت یکدیگر دارند. درنهایت برای هر ماه دو سلول دمایی و فشاری که بیشترین جاذبة نیوتونی را داشتند، انتخاب شدند و نقشه‌های سلول‌های دمایی و فشاری دارای بیشترین جاذبة نیوتونی در هر سه ماه مدنظر ترسیم شد.
شکل 2. نقشة دو سلول دمایی دارای بیشترین جاذبة نیوتونی در تاریخ 2013/11/28 در ماه نوامبر (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 2. Map of two temperature cells with the highest Newtonian mass in 28/11/2013 in November در شکل 2، نقشة دمایی ماه نوامبر در حالت اینورژن شدید و تا ارتفاع 1300 متر پدیدار می‌شود که حاکی از وجود دو سلول با بیشترین جاذبة نیوتونی در ایستگاه فرودگاه امام خمینی و ایستگاه مهرآباد است. فاصلة بین دو سلول موجود تقریباً برابر با 33.65 کیلومتر است. ایستگاه امام خمینی در ارتفاع 2/990 متر و ایستگاه مهرآباد در ارتفاع 2/1190 متر قرار دارد. دمای نقاط مرکزی این سلول‌ها برای نقطة مهرآباد 75/13 درجه و برای نقطة فرودگاه امام خمینی 65/12 درجه است.
شکل 3. نقشة دو سلول دمایی دارای بیشترین جاذبة نیوتونی در تاریخ8/1/2013 در ماه ژانویه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 3. Map of two temperature cells with the highest Newtonian mass in 8/1/2013 in January
در شکل 3، نقشة دمایی ماه ژانویه در حالت اینورژن شدید و تا ارتفاع 1800 متر پدیدار می‌شود. این نقشه حکایت از وجود سه سلول دمایی دارد که بیشترین مقدار جاذبة نیوتونی به دو سلول ژئوفیزیک و شمیران مربوط است. این دو سلول در مسافت تقریبی 21/10 کیلومتر نسبت به یکدیگر قرار دارند. ایستگاه شمیران در ارتفاع 2/1548 متر و ایستگاه ژئوفیزیک در ارتفاع 8/1423 متر قرار گرفته است. دمای هستة این سلول‌ها برای نقطة ژئوفیزیک 2/7 درجه و برای نقطة شمیران 6/11 درجه است.
شکل 4. نقشة دو سلول دمایی دارای بیشترین جاذبة نیوتونی در تاریخ8/12/2010 در ماه دسامبر (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 4. Map of two temperature cells with the highest Newtonian mass in 8/12/2010 in December
در شکل 4، نقشة دمایی ماه دسامبر در حالت اینورژن تا ارتفاع 1700 متر دیده می‌شود. این نقشه حاکی از وجود 10 سلول دمایی است که در میان آنها دو سلول ژئوفیزیک و شمیران بیشترین جاذبة نیوتونی را دارند. این دو سلول به ترتیب با ارتفاع 8/1423 و 2/1548 متر در فاصلة تقریبی 2/10 کیلومتر از یکدیگر قرار گرفته‌اند؛ همچنین دمای مرکز آنها برای سلول ژئوفیزیک 9/9 درجه و برای سلول شمیران 8 درجه است.
شکل 5. نقشة دو سلول فشاری دارای بیشترین جاذبة نیوتونی در تاریخ27/11/2013 در ماه نوامبر (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 5. Map of two Pressure cells with the highest Newtonian mass in 27/11/2013 in November شکل 5 نشان‌دهندة نقشة اختلاف فشار در حالت اینورژن در ارتفاع 1300 متر در ماه نوامبر است. این نقشه حاکی از وجود دو سلول فشاری است که این دو سلول بیشترین جاذبة نیوتونی را نسبت به سلول‌های فشاری دیگر در سایر روزهای آلوده دارند. این دو سلول در فاصلة تقریبی 88/36 کیلومتر از یکدیگر واقع شده‌اند. ایستگاه چیتگر در ارتفاع 2/1305 متر و ایستگاه فرودگاه امام خمینی در ارتفاع 2/990 متر قرار گرفته است. هسته‌های فشاری این سلول‌ها به ترتیب برابر با 874 و 906 هکتوپاسکال است.
شکل 6. نقشة دو سلول فشاری دارای بیشترین جاذبة نیوتونی در تاریخ 1/1/2017 در ماه ژانویه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 6. Map of two Pressure cells with the highest Newtonian mass in 1/1/2017 in January
شکل 6 نشان‌دهندة نقشة اختلاف فشار در حالت اینورژن در ارتفاع 1800 متر در ماه ژانویه است. این نقشه حاکی از وجود چهار سلول فشاری است که در این میان دو سلول مهرآباد و چیتگر بیشترین جاذبة نیوتونی را دارند. این دو سلول در فاصلة تقریبی 14 کیلومتر از یکدیگر واقع شده‌اند. سلول چیتگر در ارتفاع 2/1305 و سلول مهرآباد در ارتفاع 2/1190 متری قرار گرفته است. هسته‌های فشاری این دو سلول به ترتیب برابر با 873 و 880 هکتوپاسکال است.
شکل 7. نقشة دو سلول فشاری دارای بیشترین جاذبة نیوتونی در تاریخ25/12/2013 در ماه دسامبر (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 7. Map of two Pressure cells with the highest Newtonian mass in 25/12/2013 in December
در شکل 7 سه سلول تشکیل‌شدة فشاری ماه دسامبر در ارتفاع 1700متری دیده می‌شود. براساس محاسبات انجام‌شده بیشترین جاذبة نیوتونی به دو سلول ژئوفیزیک و مهرآباد مربوط است. این دو سلول به ترتیب با ارتفاع 8/1423 و 2/1190 متر، در فاصلة تقریبی 9/2 کیلومتر از یکدیگر قرار گرفته‌اند. هسته‌های فشاری سلول‌های ژئوفیزیک و مهرآباد به ترتیب برابر با 904 و 915 هکتوپاسکال است. درنهایت و به‌منظور بررسی تأثیر عوارض توپوگرافیک روی سلول‌های دمایی و فشاری تشکیل‌شده و همچنین درک بیشتر محل قرارگیری این سلول‌ها برای تطبیق سلول‌های دمایی و فشاری روی توپوگرافی منطقه اقدام شد.
شکل 8. نقشة تطبیق سلول‌های دمایی نوامبر با توپوگرافی منطقه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 8. Overlay of November temperature cells to the topography
براساس شکل 8، دو سلول دمایی مهرآباد و امام خمینی قابل مشاهده است. سلول فرودگاه مهرآباد در قسمت پیش‌آمدگی ارتفاعات جنوبی البرز قرار گرفته است و سلول فرودگاه امام خمینی در نزدیکی دامنة برجستگی‌های کم‌ارتفاع جنوب شهریار واقع شده است. سلول مهرآباد با ارتفاع 1190.2 متر و مقدار فشار 884.1375 هکتوپاسکال و سلول فرودگاه امام خمینی با ارتفاع 990.2 متر و فشار 905.5875 هکتوپاسکال اختلاف ارتفاع 200متری و اختلاف فشار 21.45هکتوپاسکالی دارند. این دو سلول دمایی با بیشترین میزان جاذبة نیوتونی در روزهای بحرانی آلودگی طی 15 سال شناسایی شده‌اند.
شکل 9. نقشة تطبیق سلول‌های دمایی ژانویه با توپوگرافی منطقه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 9. Overlay of January temperature cells to the topography
در شکل 9 سه سلول شمیران، ژئوفیزیک و مهرآباد قابل مشاهده است. دو سلول تشکیل‌شده در قسمت تورفتگی دامنة جنوبی ارتفاعات البرز قرار گرفته‌اند و شاید بتوان به این مطلب اشاره کرد که محصوربودن مناطق تشکیل سلول‌ها می‌تواند روی شکل‌گیری این سلول‌های دمایی تأثیرگذار باشد. در این میان دو سلول ژئوفیزیک و شمیران ازنظر دمایی جاذبة نیوتونی بیشتری نسبت به سایر سلول‌ها دارند. سلول ژئوفیزیک ارتفاع 1423.8 متر و فشار 854.1 هکتوپاسکال و سلول شمیران ارتفاع 1548.2 متر و فشار 844.7 هکتوپاسکال دارند. این دو سلول با اختلاف ارتفاع 124.4متری و اختلاف فشار 9.8هکتوپاسکالی، روی سطح شیب انتهایی دامنة کوههای البرز واقع شده‌اند.
شکل 10. نقشة تطبیق سلول‌های دمایی دسامبر با توپوگرافی منطقه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 10. Overlay of December temperature cells to the topography
براساس شکل 10 پنج سلول دمایی موجود شامل ورامین، امام خمینی، چیتگر، ژئوفیزیک و شمیران روی توپوگرافی تهران قرار گرفته‌اند. در این میان دو سلول ژئوفیزیک و شمیران ازنظر دمایی بیشترین جاذبة نیوتونی را دارند. این دو سلول در قسمت تورفتگی دامنة جنوبی ارتفاعات البرز واقع شده‌اند و محصوربودن مناطقی که سلول‌ها در آن وجود دارند، می‌تواند بر تشکیل این سلول‌های دمایی مؤثر باشد. سلول ژئوفیزیک با ارتفاع 1423.8 متر و فشار 862.9 هکتوپاسکال و ایستگاه شمیران با ارتفاع 1548.2 متر و فشار 850.2 هکتوپاسکال، 124.4 متر اختلاف ارتفاع و 12.7 هکتوپاسکال اختلاف فشار دارند.
شکل 11. نقشة تطبیق سلول‌های فشاری نوامبر با توپوگرافی منطقه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 11. Overlay of November pressure cells to the topography
در شکل 11 شاهد تشکیل دو سلول فشاری در محل ایستگاه چیتگر و ایستگاه فرودگاه امام خمینی هستیم. سلول چیتگر در دامنة جنوبی البرز در قسمتی قرار گرفته است که ارتفاعات پیشروی کرده‌اند. سلول فرودگاه امام خمینی در نزدیکی دامنة کوههای کم‌ارتفاع جنوب شهریار واقع شده است. تشکیل این سلول‌های فشاری در محل‌های نام‌برده می‌تواند متأثر از جریان‌های هوایی باشد که در این منطقه وجود دارد. این جریان‌ها متأثر از پیشروی دامنه‌های جنوبی ارتفاعات شرقی، به سوی قسمت‌های دشت‌های جنوبی می‌وزند و افزایش سرعت نسبی باد را در این نقاط پدید می‌آورند. ایستگاه چیتگر با ارتفاع 1305.2 متر و دمای 11.55 درجه و ایستگاه فرودگاه امام خمینی با ارتفاع 990.2 متر و دمای 12.15 درجه، اختلاف ارتفاع 315متری و اختلاف دمای 0.6درجه‌ای دارند.
شکل 12. نقشة تطبیق سلول‌های فشاری ژانویه با توپوگرافی منطقه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 12. Overlay of January pressure cells to the topography
در شکل 12 شاهد تشکیل چهار سلول شمیران، مهرآباد، امام خمینی و چیتگر هستیم. در این میان دو سلول مهرآباد و چیتگر ازنظر فشاری بیشترین مقدار جاذبة نیوتونی را دارند. این دو سلول در قسمت پیش‌آمدگی ارتفاعات جنوبی البرز قرار گرفته‌اند. سلول چیتگر با ارتفاع 1305.2 متر و دمای 11.05 درجه، سلول مهرآباد با ارتفاع 1190.2 متر و دمای 11 درجه، اختلاف ارتفاع 115متری و اختلاف دمای 0.05درجه‌ای نسبت به یکدیگر دارند.
شکل 13. نقشة تطبیق سلول‌های فشاری دسامبر با توپوگرافی منطقه (منبع: نویسندگان، 1399) Figure 13. Overlay of December pressure cells to the topography
براساس شکل 13، سه سلول فشاری موجود شامل مهرآباد، ژئوفیزیک و شمیران روی توپوگرافی تهران قرار گرفته‌اند که در میان این سلول‌ها، دو سلول ژئوفیزیک و مهرآباد ازنظر فشاری بیشترین جاذبة نیوتونی را دارند. این دو سلول روی دامنة ارتفاعات شمالی تهران قرار گرفته‌اند. درواقع این قسمت از دامنة جنوبی البرز تورفتگی دارد و این عقب‌نشینی می‌تواند در جهت وزش بادهای موجود و همین‌طور بر سلول‌های تشکیل‌شده مؤثر باشد. سلول ژئوفیزیک با ارتفاع 1423.8 متر و دمای 3.8 درجه و سلول مهرآباد با ارتفاع 1190.2 متر و دمای 3.7 درجه، 233.6 متر اختلاف ارتفاع و 0.1 درجه اختلاف دما دارند. نتیجه‌گیری با توجه به علل طبیعی ایجاد آلودگی هوا در شهر تهران، یکی از راههای کنترل و کاهش آلودگی هوا در این شهر، استفاده از پتانسیل طبیعی آن است؛ در این میان، تأکید این پژوهش بر کنترل اینورژن در شهر تهران در روزهایی است که آلودگی هوا از آستانة مجاز می‌گذرد. اینورژن به معنای پایداری است و می‌توان در صورت ایجاد آشفتگی در هوای تهران، این پایداری را کاهش داد و کنترل کرد. پیش از هر چیز این موضوع نیاز به امکانسنجی و مطالعة نظری دارد تا شرایط امکان ایجاد ناپایداری بررسی شود. بدین‌منظور سایر شرایط لازم برای ایجاد آشفتگی در محدودة مطالعه‌شده بررسی شد. ازجملة این شرایط می‌توان به اختلاف دمایی و فشاری و گرادیان بین سلول‌های شناسایی‌شده و همچنین اختلاف ارتفاع بین سلول‌ها و محل قرارگیری آنها اشاره کرد. با توجه به این نکته که عامل ایجاد بادهای موضعی اختلاف دما و فشار است، به نظر می‌رسد در محدودة مطالعه‌شده از جنبة نظری امکان ایجاد مصنوعی آشفتگی هوا در آسمان تهران برای کنترل میزان آلودگی وجود دارد. با محاسبه و ترسیم میانگین سطوح ارتفاعی اینورژن در سه ماه مدنظر، مشخص شد که ارتفاع اینورژن در هر ماه متفاوت است؛ همچنین در حالی که بخشی از منطقة تهران آلودگی بیش از حد آستانه را تجربه می‌کند، بخش‌های دیگر از این قاعده مستثنی هستند. با محاسبة مقدار بیشترین جاذبة نیوتونی در بین نقشه‌های پهنه‌بندی سلول‌های فشاری و دمایی ترسیم‌شده در هر سه ماه، سلول‌های دارای بیشترین اختلاف (دمایی یا فشاری) و کمترین فاصله از هم شناسایی شدند و با قرارگیری نقشة این سلول‌ها روی توپوگرافی منطقه به علل تشکیل بعضی از آنها پی برده شد؛ برای نمونه در ماه نوامبر دو سلول فشاری در محل ایستگاه چیتگر و ایستگاه فرودگاه امام خمینی وجود دارد. سلول چیتگر در دامنة جنوبی البرز، در قسمتی قرار گرفته است که ارتفاعات پیشروی کرده‌اند. سلول فرودگاه امام خمینی در نزدیکی دامنة برجستگی‌های کم‌ارتفاع جنوب شهریار واقع شده است. تشکیل این سلول‌های فشاری در محل‌های نام‌برده ممکن است متأثر از جریان‌های هوایی باشد که در این منطقه وجود دارد. این جریان‌ها متأثر از پیشروی دامنه‌های جنوبی ارتفاعات شرق، به سوی قسمت‌های دشت‌های جنوبی هدایت می‌شوند و افزایش سرعت نسبی باد را در این نقاط پدید می‌آورند. بدیهی است که برای کاربردی و عملیاتی‌کردن این موضوع، باید مطالعات بیشتری درزمینة فیزیکی، هواشناسی، ژئوفیزیکی یا سایر زمینه‌های دیگر انجام شود. همچنین در این پژوهش آگاهی از شرایط محدودة مطالعه‌شده امری طبیعی است و هیچ الگوی یکنواختی برای تمامی مناطق درزمینة موضوع مورد پژوهش وجود ندارد. با توجه به اینکه این پژوهش فقط در دورة آماری محدود 15ساله (از سال‌های 2003 تا 2017) و در محدودة مطالعه‌شدة استان تهران صورت گرفته و همچنین تمامی تحلیل‌ها براساس آمارهای اندازه‌گیری‌شده در ایستگاههای سینوپتیک این محدوده انجام شده است، می‌توان بر این نکته تأکید کرد که تمامی بررسی‌ها و نتایج حاصل‌شده مبتنی بر این محدوده و داده‌ها هستند و نمی‌توان آنها را به‌طورکلی تعمیم داد. تشکر و قدردانی این پژوهش با حمایت مالی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور انجام شده است.
[1]. University of Wyoming: UW | |||||||||||
| مراجع | |||||||||||
|
منابع
احمدی مقدم، مهدی، محمودی، پرویز، (1392). تحلیل داده‌های آلودگی هوای تهران در دهة اخیر، فصلنامة علمی‌پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران، دورة 6، شمارة 1، 33- 44.
بازگیر، سعید، قدیری معصوم، مجتبی، شمسی‌پور، علی‌اکبر، سیدی سرنجیبانه، شیوا، (1394). تحلیل رابطة آلودگی هوای تهران با ترافیک و شرایط جوّ برای کاهش مخاطرات، دانش مخاطرات، دورة 2، شمارة 1، 35- 42.
پورتال خبری پژوهشکدة محیط‌زیست دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی‌درمانی تهران، (1392). شاخص کیفیت هوا AQI، www.ier.tums.ac.ir.
پورتال خبری سازمان حفاظت محیط‌زیست کشور، (1392). آلودگی هوا و تأثیر آن بر سلامت انسان، http://www.doe.ir.
پورتال خبری مرکز تحقیقات آلودگی هوای دانشگاه علوم پزشکی تهران، (1392). ارتباط شاخص کیفیت هوا با سطح اهمیت بهداشتی، www.ier.tums.ac.ir.
تفوی، سید یحیی، علیجانی، بهلول، (1385). تحلیل و بررسی عوامل جغرافیایی در آلودگی هوای تهران، مجلة پژوهش‌های جغرافیایی، دورة 38، شمارة 58، 99- 112.
دلجو، امیرهوشنگ، (1378). مطالعه و بررسی وارونگی دما و ناپایداری بر روی آلودگی هوای شهر تهران، پایان‌نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران، دانشکدة جغرافیا.
سلیقه، محمد، (1394). تغییر آب‌وهوا و مخاطرات آب‌وهوایی شهر تهران، مجلة تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال 2، شمارة 3، 15- 32.
صفوی، سید یحیی، علیجانی، بهلول، (1385). بررسی عوامل جغرافیایی در آلودگی هوای تهران، مجلة پژوهش‌های جغرافیایی، دورة 1، شمارة 58، 99- 112.
صیدایی، سید اسکندر، حسینی، سیده سمیه، یزدان‌بخش، بنت‌الهدی، (1397). ارزیابی پایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان با تأکید بر آلودگی هوا، مجلة جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دورة 29، شمارة 1، 113- 126.
لشکری، حسن، هدایت، پریسا، (1385). تحلیل الگوی سینوپتیکی اینورژن‌های شدید شهر تهران، مجلة پژوهش‌های جغرافیایی، دورة 38، شمارة 56، 65- 82.
نجیب‌زاده، فهیمه، حسین‌پور، زینب، شمسی‌پور، علی‌اکبر، (1391). واکاوی آلودگی هوای تهران با شاخص‌های ترمودینامیکی جوّ (در شرایط دارای باد)، مقالة ارائه‌شده در همایش ملی جریان و آلودگی هوا، تهران، دانشگاه تهران.
Buchholz, S., Junk, j., Krein, A., Heinemann, G., Hoffmann, L., (2010). Air pollution characteristics associated with meso scale atmospheric patterns in northwest continental Europe, Atmospheric Environment, 44: 5183-5190.
Coyllo, S.O.R., Andrade, M.F., (2002). The influence of meteorological conditions on the behavior of Siapaolo Brazil, Environmental pollution, 116 (2): 257-63.
Devasthale, A., Willen, U., Karlsson, K.G., Jones, C.G., (2010), Quantifying the clear-sky temperature inversion frequency and strength over the Arctic Ocean during summer and winter seasons from AIRS profiles, the Journal Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 10: 2835-2858.
Dutta, J., Chowdhury, C., Roy, S., Middya, A., Gazi, F., (2017). Towards Smart City: Sensing Air Quality in City based on Opportunistic Crown-Sensing, In Proceedings of the 18th International Conference on Distributed Computing and Networking, Hyderabad, India, 5-7.
Fargkou, Maria Christina, (2009). Evaluation of Urban sustainability through a metabolic perspective, PH.D. Thesis, Environmental Sciences, Universität Autonomic de Barcelona.
Fortelli, Alberto, Scafetta, Nicola, Mazzarella, Adriano, (2016). Influence of synoptic and local atmospheric patterns on PM10 air pollution levels: a model application to Naples (Italy), Atmospheric Environment, 143: Pp 218-228.
Guangjin, Tian, Zhi, Qiao, Xinliang, Xu, (2014). Characteristics of Particulate matter (PM10) and its relationship with meteorological factors during 2001-2012 in Beijing, Environmental Pollution, 192: Pp 266-274.
Jing, Ma, Liu-lu, Chen, Ying, Guo, QianWu, Ming, Yang, Ming-hong, Wu, Kurun thachalam, Kannan, (2014). Phthalate diester in Airborne PM2.5 and PM10 in a suburban area of Shanghai: Seasonal distribution and risk assessment, Science of the Total Environmental, Pp 467-474.
Mark, J., Nieuwenhuijsen, Xavier Basagan, Payam Dadvand, David Martin Cirach, Rob Beelen, Benedicte Jacquemin, (2014). Air Pollution and human fertility rates, Environmental International, 70: Pp 9-14.
Mohan, M., Kandya, A., (2007). An analysis of the annual and seasonal trends of Air Quality Index of Delhi, Environmental Monitoring and Assessment, 131 (1-3): Pp 267-277.
Molina, MJ., Molina, LT., (2004). Megacities and atmospheric pollution, Journal of the Air and Waste Management Association, 54 (6): Pp 644-80.
Xing, Y., et al., (2009). A Framework Model for Assessing Sustainability Impacts of Urban Development, Accounting Forum, 33: Pp 209-224.
Xue-Dan, Song, seWang, Ce Hao, Jie-Shan, Qiu, (2014). Investigation of SO2 gas adsorption in metal-organic frameworks by molecular, Inorganic Chemistry Communications, 46: Pp 277-281. | |||||||||||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 459 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 232 |
|||||||||||