تحلیل آثار تغییرات اقلیم و شرایط خاک سطحی بر فراوانی رخداد‌های گرد و غبار (مطالعة موردی: استان خراسان رضوی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات بیابان، مؤسسة تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 پژوهشگر پسادکتری، گروه علوم جغرافیا و برنامه ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

در دهه‏های اخیر به دلیل تغییرات اقلیمی، از جمله خشک‌سالی و مداخلات انسانی، طوفان‌های گرد و غبار شدت یافته است. گرد و غبار، علاوه بر جابه‌جایی و از دست رفتن ذرات خاک، باعث آسیب‏های شدید اقتصادی و اجتماعی و سلامت می‏شود. استان خراسان رضوی به سبب موقعیت استراتژیک، از جمله قطب صنعتی و کشاورزی و پذیرایی سالیانه بیش از 29 میلیون زائر از داخل و خارج از کشور، به‌خصوص در فصول و ماه‌های همراه با مناسبت‌ها، دارای اولویت بررسی از نظر فراوانی گرد و غبار است. هدف پژوهش حاضر بررسی و روندیابی فراوانی رخداد‌های گرد و غبار و تحلیل تأثیرپذیری آن از تغییرات اقلیمی با در نظر گرفتن روند خشک‌سالی‏‏ ‏و تغییرات سطحی زمین با مطالعة روند تغییرات درصد تراکم پوشش در طول دورة آماری بود. نتایج شمارش کدهای گرد و غبار نشان داد رخداد‌های گرد و غبار با ‏منشأ محلی از فراوانی بیشتری برخوردار است. بر اساس تحلیل ماهیانة پدیدة گرد و غبار، ایستگاه‌های سرخس و مشهد مناطقِ با بالاترین تعداد روزهای غبارآلود در محدودة مطالعاتی، در تابستان و بهار و ماه‌های ژوئن و ژوئیه هستند. نتایج رگرسیون خطی شاخص خشک‌سالی و روزهای دارای گرد و غبار محلی ماهیانه حاکی از ارتباط معنادار در جهت افزایش گرد و غبار همراه افزایش شدت خشک‌سالی در ایستگاه‌های مشهد و سرخس، طی دورة آماری 27 ساله، در سطح 99 درصد اطمینان است. در نهایت، با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از بررسی تغییرات سطحی زمین، لزوم پیگیری برنامه‌های آمایش سرزمین همراه استفاده از ‏روش‌های کوتاه‌مدت تثبیت خاک، به منظور کاهش خسارات اقتصادی و حفظ سلامت ناشی از گرد و غبار در ماه‌ها و فصول پرتردد، تا دستیابی به نتایج روش‌های بلندمدت توصیه می‌شود.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


امیدوار، کمال؛ زری نکونام (1390). «کاربرد گل‌باد و گل‌غبار در تحلیل پدیدة گرد و خاک و تعیین رژیم فصلی بادهای همراه با این پدیده (مطالعة موردی: سبزوار)»، پژوهش‌های جغرافیایی طبیعی، 76، صص 85 ـ 104.
بروغنی، مهدی؛ مجید طایی؛ سید خلاق میرنیا (1392). «تحلیل ارتباط خشک‌سالی‌های   و اقلیمی دشت سبزوار با استفاده از شاخص‌های SWI و SPI»، تحقیقات مرتع و بیابان، 20 (4)، صص 733 ـ 744.
بروغنی، مهدی؛ حمیدرضا مرادی؛ محمدعلی زنگنه اسدی (1394). «تحلیل وقوع گرد و غبار و پهنه‌بندی آن در استان خراسان رضوی»، پژوهش‌های فرسایش محیطی، 4 (20)، صص 45 ـ 57.
بروغنی، مهدی؛ حمیدرضا مرادی؛ محمدعلی زنگنه اسدی؛ سیما پورهاشمی (1398). «ارزیابی نقش خشک‌سالی در فراوانی وقوع گرد و غبار در استان خراسان رضوی»، علوم و تکنولوژی محیط زیست، 21 (5)، صص 109 ـ 122.
پورهاشمی، سیما؛ مهدی بروغنی؛ محمدعلی زنگنه اسدی؛ ابوالقاسم امیراحمدی (1394). «تحلیل ارتباط پوشش گیاهی بر وقوع تعداد گرد و غبار استان خراسان رضوی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور»، سنجش‌ از دور و سامانة اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6 (4)، صص 33 ـ 45.
خلیقی سیگارودی، شهرام؛ راضیه شاه‌بندری قوچانی؛ صدیقه دادفر؛ فروغ کامرانی‌نوق (1389). «بررسی رابطة خشک‌سالی با طوفان‌های گرد و خاک (مطالعة موردی: استان یزد)»، دومین همایش ملی فرسایش بادی و طوفان‌های گرد و غبار، یزد.
رضایی، مریم؛ هدی قاسمیه (1398). «ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر تغییرپذیری دما و بارش (مطالعة موردی: ایستگاه‌های کاشان و خور و بیابانک)»، خشک‌بوم، 9 (1)، صص 81 ـ 99.
رفیعی، زهره؛ محمدرضا یزدانی؛ محمد رحیمی (1397). «تحلیل روند تعداد روزهای گرد و غبار در ایران»، خشک‌بوم، 6 (2)، صص 11 ـ 22.
سهرابی، طیبه‌سادات؛ عباس‌علی ولی؛ ابوالفضل رنجبر فردویی؛ سید حجت موسوی (1397). «تحلیل کمّی بازخورد پوشش گیاهی بر وقوع گرد و غبار در اکوسیستم‌های مناطق خشک (مطالعۀ موردی: استان اصفهان)»، مرتع و آبخیزداری، 71(4)، صص 973 ـ 985.
علیپور، ناهید؛ طیبه مصباح‌زاده؛ حسن احمدی؛ آرش ملکیان؛ محمد جعفری (1397). «تحلیل سینوپتیکی رخداد‌های گرد و غبار و ارتباط آن با خشک‌سالی در استان‌های قزوین و البرز»، جغرافیا (برنامه‌ریزی منطقه‌ای)، 8 (2)، صص 59 ـ 68.
فلاحت‌کار، سامره؛ رحیمه صابرفر؛ سید حسین کیا (1397). «تحلیل تغییرات شاخص‌های پوشش گیاهی در سنجنده‌های ماهوارة ‏لندست (مطالعة موردی: ارس‌زار‌های شرق پارک ملی گلستان و منطقة حفاظت‌شدة قرخود)»، ‎اکوسیستم‌های طبیعی ایران، 9 (1)، صص ‏‏71 ـ 90.‏
قوی‌دل رحیمی، یوسف؛ منوچهر فرج‌زاده؛ اسماعیل لشنی‌زند (1397). «تحلیل تغییرات زمانی طوفان‌های گرد و غباری خرم‌آباد»، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 18 (51)، صص 87 ـ 102.
کرمانی، مجید؛ الهام طاهریان؛ مریم ایزانلو (1395). «تحلیل تصاویر ماهواره‌ای ریزگردها و طوفان‌های گرد و غباری در ایران به منظور بررسی منشأهای داخلی و خارجی و روش‌های کنترل آن‌ها»، ره‌آورد سلامت، ۲ (۱)، صص ۳۹ ـ ۵۱.
مصباح‌زاده، ط.؛ ن. علی‌پور (1397). «ارزیابی تأثیر خشک‌سالی بر فراوانی وقوع پدیدة گرد و غبار با استفاده از شاخص‌های SPI‎، ‏PNI‎، و ‎ZS»، مرتع و آبخیزداری، منابع طبیعی ایران، 71 (2)، صص 505 ـ 515.
مصباح‌زاده، طیبه؛ مریم میراکبری؛ محسن محسنی ساروی؛ حسن خسروی؛ قاسم مرتضایی فریزهندی (1398). «بررسی وضعیت خشک‌سالی هواشناسی در حال و آینده با استفاده از مدل سری CMIP5 تحت سناریوهای RCP»، علوم و مهندسی آبخیزداری، 13 (46)، صص 11 ـ 21.
مصطفی‌زاده، رئوف؛ محسن ذبیحی (1395). «تحلیل و مقایسة شاخص‌های ‏SPI‏ و ‏SPEI‏ در ارزیابی خشک‌سالی هواشناسی با استفاده از نرم‌افزار R (بررسی موردی: استان کردستان)»، فیزیک زمین و فضا، 42 (3)، صص 633 ـ 643.
میراکبری، مریم؛ طیبه مصباح‌زاده؛ محسن محسنی ساروی؛ حسن خسروی؛ قاسم مرتضایی (1397). «ارزیابی کارایی مدل سری CMIP5 در شبیه‌سازی و پیش‌بینی پارامترهای اقلیمی بارندگی، دما، سرعت باد (مطالعة موردی: استان یزد)»، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 5 (3)، صص 593 ـ 609.
نصرتی، کاظم (1393). «ارزیابی شاخص بارش‌ـ تبخیر و تعرّق استانداردشده (SPEI) جهت شناسایی خشک‌سالی در اقلیم‌های مختلف ایران»، علوم محیطی، 12 (4)، صص 63 ـ 74.
نعیمی، مریم؛ محمدجواد یوسفی؛ محمد خسروشاهی؛ سمیرا زندی‌فر؛ زهره ابراهیمی خوسفی (1398). «بررسی اثرات عوامل اقلیمی بر گرد و غبار (مطالعة موردی: غرب استان خراسان رضوی)»، کاوش‌های جغرافیایی مناطق بیابانی، 7 (2)، صص 24 ـ 45.
نیک‌پور، نورالله؛ حسین نگارش؛ صمد فتوحی؛ سید زین‌العابدین حسینی؛ شهرام بهرامی (1397). «پایش روند تغییرات شاخص پوشش ‏گیاهی‎‎‏ (‏NDVI‏)، یکی از مهم‌ترین شاخص‌های تخریب سرزمین (در استان ایلام)»، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، ۵ ‏‏(۴)، صص ۲۱ ـ ۴۸.‏
وحیدی، پری‌دخت (1373). «آمایش سرزمین: راهنمایی برای برنامه‌ریزی آموزش عالی»، پژوهش و برنامه‌ریزی در آموزش عالی، 2 (7 و 8)، صص 75 ـ 104.
ولی، عباسعلی.؛ فاطمه. روستایی (1396). «بررسی روند فرسایش بادی در ایران مرکزی با استفاده از شاخص طوفان گرد و غبار در پنجاه سال اخیر»، علوم آب و خاک، ۲۱ (۴)، صص ۱۸۹ ـ ۲۰۰.
References
Achakulwisut, P., Anenberg, S. C., Neumann, J. E., Penn, S. L., Weiss, N., Crimmins, A., Fann, N., Martinich, J., Roman, H., & Mickley, L. J. (2019). “Effects of increasing aridity on ambient dust and public health in the US Southwest under climate change”, GeoHealth, 3(5), pp. 127-144.
Aili, A., Oanh, N. T. K., & Abuduwaili, J. (2016). “Variation trends of dust storms in relation to meteorological conditions and anthropogenic impacts in the northeast edge of the Taklimakan Desert, China”, Open Journal of Air Pollution, 5(4), pp. 127-143.
Alipour, N., Mesbahzadeh, T., Ahmadi, H., Malekian, A., & Jafari, M. (2018). “Synoptic analysis of dust events and its relationship with drought in Qazvin and Alborz provinces”, Journal of Geography (Regional Planning), 8 (2), pp. 59-68. (in Persian)
Bao, G., Qin, Z., Bao, Y., Zhou, Y., Li, W., & Sanjjav, A. (2014). “NDVI-based long-term vegetation dynamics and its response to climatic change in the Mongolian Plateau”, Remote Sensing, 6 (9), pp. 8337-8358.
Bhalme, H. N. & Mooley, D. A. (1980). “Large-scale droughts/ floods and monsoon circulation”, Monthly Weather Review, 108(8), pp. 1197-1211.
Boroughni, M., Moradi, H., & Zanganeh Asadi, M. (2015). “Analysis of dust occurrence and its zoning in Khorasan Razavi province”, Environmental Erosion Research, 4 (20), pp. 45-57. (in Persian)
Boroughni, M., Moradi, H., Zanganeh Asad, M., & Pourhashemi, S. (2019). “Assessing the role of drought in the frequency of dust in Khorasan Razavi province”, Journal of Environmental Science and Technology, 21 (5), pp. 109-122. (in Persian)
Boroughni, M., Tai, M., & Mirnia, S. (2013). “Analysis of the relationship between hydrogeological and climatic droughts in Sabzevar plain using SWI and SPI indices”, Journal of Range and Desert Research, 20 (4), pp. 733-744. (in Persian)
Broomandi, P., Dabir, B., Bonakdarpour, B., & Rashidi, Y. (2017). “Identification of dust storm origin in South–West of Iran”, Journal of Environmental Health Science and Engineering, 15(1), pp. 1-14.
Falahat Kar, S., Saberfar, R., & Kia, S. (2018). “Analysis of changes in vegetation indices in Landsat satellite sensors (Case study: East Observatories of Golestan National Park and Qarkhod Protected Area)”, Natural Ecosystems of Iran, 9 (1), pp. 71-90. (in Persian)
Ghavidel Rahimi, Y., Farajzadeh, M., & Lashni Zand, I. (2018). “Analysis of temporal variations of Khorramabad dust storms”, Journal of Applied Research in Geographical Sciences, 18 (51), pp. 102-87. (in Persian)
Gibbs, W. J. & Maher, J. V. (1967). “Rainfall deciles as drought indicators, bureau of meteorology bulletin no. 48”, Commonwealth of Australia, Melbourne, 29.
Golian, S., Mazdiyasni, O., & AghaKouchak, A. (2015). “Trends in meteorological and agricultural droughts in Iran”, Theoretical and applied climatology, 119 (3), pp. 679-688.
Hahnenberger, M. & Nicoll, K. (2014). “Geomorphic and land cover identification of dust sources in the eastern Great Basin of Utah, USA”, Geomorphology, 204, pp. 657-672.
Hirsch, R. M. & Slack, J. R. (1984). “A nonparametric trend test for seasonal data with serial dependence”, Water Resources Research, 20 (6), pp. 727-732.
Javadian, M., Behrangi, A., & Sorooshian, A. (2019). “Impact of drought on dust storms: case study over Southwest Iran”, Environmental Research Letters, 14 (12), 124029.
Kendall, M. G. (1975). Kendall rank correlation methods, Griffin, London.
Kermani, M., Taherain, E., & Izanloo, M. (2016). “Analysis of dust and dust storms in Iran,Investigation Internal and external origin of dust storms in Iran using satellite images and Control methods”, Rahavard Salamat Journal, 2 (1), pp. 39-51.
Kermani, M., Taherian, E., & Izanloo, M. (2016). “Analysis of satellite images of fine dust and dust storms in Iran in order to investigate internal and external sources and their control methods”, Rahavard Salamat Magazine, 2 (1), pp. 39-51. (in Persian)
Khaliqi Sigaroodi, Sh., Shah Bandari Quchani, R., Dadfar, S., & Kamrani Nogh, F. (2010). “Investigating the Relationship between Drought and Dust Storms (Case Study: Yazd Province)”, The Second National Conference on Wind Erosion and Dust Storms, Yazd. (in Persian)
Mann, H. B. (1945). “Nonparametric tests against trend”, Econometrica: Journal of the econometric society, pp. 245-259.
McKee, T. B., Doesken, N. J., & Kleist, J. (1993). “The relationship of drought frequency and duration to time scales”, In Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology, 17 (22), pp. 179-183.
Mesbahzadeh, T. & Alipour, N. (2018). “Evaluation of the effect of drought on the occurrence of dust phenomenon using SPI, PNI and ZS indices, rangeland and watershed management”, Iranian Journal of Natural Resources, 71 (2), pp. 505-515. (in Persian)
Mesbahzadeh, T., Mirakbari, M., Mohseni Saravi, M., Khosravi, H., & Mortezaei Frizhandi, Q. (2019). “Investigation of current and future meteorological drought status using CMIP5 series model under RCP scenarios”, Journal of Watershed Management Science and Engineering, 13 (46), pp. 11-21. (in Persian)
Mirakbari, M., Mesbahzadeh, T., Mohseni Saravi, M., Khosravi, H., & Mortezaei, Q. (2018). “Evaluating the efficiency of CMIP5 series model in simulating and predicting climatic parameters of rainfall, temperature, wind speed (Case study: Yazd province)”, Natural Geography Research, 5 (3), pp. 609-593. (in Persian)
Mostafa-Zadeh, R. & Zabihi, M. (2016). “Analysis and comparison of SPI and SPEI indices in the assessment of meteorological drought using R software Software Case study: Kurdistan Province”, Earth and Space Physics, 42 (3), pp. 633-643. (in Persian)
Naeimi, M., Yousefi, M., Khosroshahi, M., Zandifar, S., & Ebrahimi Khosfi, Z. (2019). “Investigation of the effects of climatic factors on dust, a case study: West of Khorasan Razavi province”, Geographical explorations of desert areas, 7 (2), pp. 24-45. (in Persian)
Nikpour, N., Negaresh, H., Fotohi, S., Hosseini, S., & Bahrami, S. (2018). “Monitoring the trend of vegetation index (NDVI), one of the most important indicators of land degradation (in Ilam province)”, Spatial analysis of environmental hazards, 5 (4), pp. 21-48. (in Persian)
Nosrati, K. (2014). “Evaluation of standardized precipitation-evapotranspiration index (SPEI) to identify drought in different climates of Iran”, Journal of Environmental Sciences, 12 (4), pp. 63-74. (in Persian)
O’Loingsigh, T., McTainsh, G. H., Tews, E. K., Strong, C. L., Leys, J. F., Shinkfield, P., & Tapper, N. J. (2014). “The Dust Storm Index (DSI): a method for monitoring broadscale wind erosion using meteorological records”, Aeolian Research, 12, pp. 29-40.
Omidvar, K. & Nekounam, Z. (2011). “Application of rose and dust in analyzing the dust phenomenon and determining the seasonal regime of winds associated with this phenomenon (Case study: Sabzevar)”, Natural Geographical Research, 76, pp. 104-85. (in Persian)
Palmer, W. C. (1965). Meteorological drought, US Department of Commerce, Weather Bureau, Vol. 30.
Phillips, P. C. & Perron, P. (1988). “Testing for a unit root in time series regression”, Biometrika, 75 (2), pp. 335-346.
Pourhashemi, S., Boroughni, M., Zanganeh Asadi, M., & Amirahamdi, A. (2015). “Analysis of the relationship between vegetation on the occurrence of dust in Khorasan Razavi province using GIS and remote sensing”, Remote Sensing And GIS In Natural Resources, 6 (4), pp. 33-45. (in Persian)
Rafiei, Z., Yazdani, M., & Rahimi, M. (2018). “Trend analysis of the number of dust days in Iran”, Khoshkboom, 6 (2), pp. 22-11. (in Persian)
Rajaee, T., Rohani, N., Jabbari, E., & Mojaradi, B. (2020). “Tracing and assessment of simultaneous dust storms in the cities of Ahvaz and Kermanshah in western Iran based on the new approach”, Arabian Journal of Geosciences, 13 (12), pp. 1-20.
Rashki, A., Middleton, N. J., & Goudie, A. S. (2021). “Dust storms in Iran–Distribution, causes, frequencies and impacts”, Aeolian Research, 48, 100655.
Rezaei, M. & Qasemieh, H. (2019). “Evaluation of the effect of climate change on temperature and precipitation variability (Case study: Kashan, Khor and Biabank stations)”, Dry Boom, 9 (1), pp. 99-81. (in Persian)
Rezazadeh, M., Irannejad, P., & Shao, Y. (2013). “Climatology of the Middle East dust events”, Aeolian Research, 10, pp. 103-109.
Sohrabi, T., Wali, A., Ranjbar Fardavi, A., & Mousavi, S. (2018). “Quantitative analysis of vegetation feedback on the occurrence of dust in arid ecosystems (Case study: Isfahan province)”, Rangeland and Watershed Management, 71 (4), pp. 973-985. (in Persian)
Vahidi, P. (1373). “Landscaping: Tips for Higher Education Planning”, Quarterly Journal of Research and Planning in Higher Education, 2 (7 and 8), pp. 75-104. (in Persian)
Vali, A. & Rustaei, F. (2017). “Investigating the trend of wind erosion in Central Iran using the dust storm index in the last fifty years”, Journal of Soil and Water Sciences, 21 (4), pp. 189-200. (in Persian)
Vicente-Serrano, S. M., Beguería, S., & López-Moreno, J. I. (2010). “A multiscalar drought index sensitive to global warming: the standardized precipitation evapotranspiration index”, Journal of climate, 23 (7), pp. 1696-1718.
Wang, X. C., Klemeš, J. J., Dong, X., Fan, W., Xu, Z., Wang, Y., & Varbanov, P. S. (2019). “Air pollution terrain nexus: A review considering energy generation and consumption”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 105, pp. 71-85.
Willeke, G., Hosking, J. R. M., Wallis, J. R., & Guttman, N. B. (1994). “The national drought atlas”, Institute for water resources report, 94.
Yarmoradi, Z., Nasiri, B., Mohammadi, G. H., & Karampour, M. (2020). “Long-term characteristics of the observed dusty days and its relationship with climatic parameters in East Iran”, Arabian Journal of Geosciences, 13 (6), pp. 1-11.
Yu, P., Xu, R., Abramson, M. J., Li, S., & Guo, Y. (2020). “Bushfires in Australia: a serious health emergency under climate change”, The Lancet Planetary Health, 4 (1), pp. e7-e8.