بررسی تولید گرد و غبار ناشی از سیل: تحلیل «GEE» با داده‌های «OLI» و «Sentinel-1» مطالعة موردی: سیل انار- رفسنجان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار، گروه جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

امروزه وقوع روزافزون طوفان­های گرد و غبار، یکی از مهمترین مخاطرات زیست­محیطی است که گریبان‌گیر بسیاری از مناطق به­ویژه مناطق بیابانی و خشک شده است. از آن­جایی که یکی از عوامل مهم در به­وجودآمدن این پدیده، جنس خاک و وجود رسوبات ریز‌دانه به­عنوان منبع گرد و غبار می‌باشد و با عنایت به این­که پدیدة سیلاب، نقش مهمی در جابجایی خاک­ها و رسوب‌گذاری آن­ها در مناطق سیل­زده ایفا می­کند؛ این پژوهش با بررسی و تحلیل این موضوع به واکاوی نقش سیلاب­های فصلی در ایجاد منابع جدید احتمالی گرد و غبار پرداخته است. در این راستا از تصاویر سنجندة «OLI» و «سنتینل1» استفاده شد. تحلیل­ها در محیط سیستم «GEE» و نرم­افزارهای «ENVI» و «SNAP» انجام­گرفت. با اعمال روش آستانه­گذاری طیفی بر روی تصاویر سنتینل 1 مربوط به سیل 5 مرداد 1401 شهرستان­های رفسنجان- انار، مناطق سیل­زده مشخص­شد. با پردازش تصاویر «OLI» رسوبات رسی ته‌نشین­شده در نتیجة سیلاب بارزسازی شد. ترسیم نمودار میانگین ماهانة «AOD» در طول 10 سال نشان از روند افزایشی توده­های گرد و غبار دارد. همچنین بررسی این نمودار و مقایسة نقشة توده­های گرد و غبار با نقشة مناطق رسوب­گذاری­شده در نتیجة وقوع سیلاب 5 فروردین در منطقة مورد مطالعه، تأییدی بر نقش سیلاب مذکور در ایجاد منابع جدید و محلی در منطقة مورد مطالعه است.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating Flood-Induced Dust Generation: A GEE Analysis with OLI & Sentinel-1 Data (Anar-Rafsanjan Flood case study)

نویسنده [English]

  • Ali Mehrabi
Department of Geography- Shahid Bahonar University of Kerman- Kerman - Iran
چکیده [English]

Today, the increasing occurrence of dust storms is one of the most important environmental hazards that plague many areas, especially desert and dry areas. One of the important factors in the occurrence of this phenomenon is the type of soil and the presence of fine-grained sediments as a source of dust, considering that the flood phenomenon plays an important role in the movement of soils and their deposition in flooded areas. This study attempts to analyze the role of seasonal floods in creating new sources of dust by investigating and analyzing this issue. In this regard, the OLI and Sentinel 1 sensor images were used. Analyses were performed using the GEE system environment, ENVI, and SNAP software. By applying the spectral thresholding method on Sentinel 1 images related to the flood of August 5, 1401, in Rafsanjan-Anar cities, the flooded areas were determined. By processing the OLI images, the clay sediments deposited as a result of the flood were highlighted. Drawing the graph of monthly average AOD during 10 years shows the increasing trend of dust masses, as well as examining this graph and comparing the map of dust masses with the map of sedimented areas as a result of the April 5 flood in the study area. It is a confirmation of the role of the mentioned flood in creating new and local sources in the studied area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dust mass
  • AOD index
  • flood
  • Sentinel image 1
  • Anar -Rafsanjan Plain

مراجع

جعفری، مهدی؛ غلامرضا زهتابیان؛ حسن احمدی؛ طیبه مصباح زاده؛ علی‌اکبر نوروزی (1399). آشکارسازی و مسیریابی رخداد گرد و غبار با استفاده از سنجش از دور و مدل عددی در استان اصفهان. فصلنامه علوم محیطی. دوره 17. شماره 1. صفحات 116-105. 
doi: 10.29252/envs.18.1.105
جهان­تیغ، معین؛ منصور جهان­تیغ؛ فاضل ایرانمنش (۱۴۰۲). شناسایی طوفان‌ها و کانون‌های تولید گرد و غبار در جنوب شرقی ایران (مطالعه موردی: منطقه سیستان)، پژوهش‌های فرسایش محیطی. دوره 13. شماره 3. صفحات ۶۷-۹۲.
doi: 20.1001.1.22517812.1402.13.3.4.0
چکی فورک، محمد؛ رضا دوستان؛ مسعود مینائی (1402). شناسایی کانون­های گرد و غبار شهر بیرجند، جغرافیا و آمایش شهری منطقه‌ای. دوره 13. شماره 46. صفحات 84-61.
doi: 10.22111/gaij.2023.42530.3034
شایسته، کامران؛ شیوا غریبی (1401). کاربرد سامانه GEE در شناسایی کانون‌های بالفعل گردوغبار با استفاده از تصاویر مادیس و سنتینل-5، مخاطرات محیط طبیعی. دوره 11. شماره 34. صفحات 16-1.
doi: 10.22111/jneh.2022.38729.1813
یارمرادی، زهرا؛ بهروز نصیری؛ مصطفی کرمپور؛ غلام حسن محمدی (1401). تحلیل روند فراوانی روزهای گردوغباری در نیمه شرقی ایران در ارتباط با نوسانات اقلیمی، مهندسی اکوسیستم بیابان. دوره 7. شماره 18. صفحات 14-1.
doi: 10.22052/deej.2018.7.18.1
 Aragnou, E., SeanWatt, H., Nguyen, D., Cassandra, C., Matthew, R., Leys, J., White, S., Salter, D., Merched, A., Tzu-Chi, L. Morgan, G., Hannigan, I (2021). Dust transport from Inland Australia and is impact on air quality and health on the eastern coast of Australia during the February 2019 dust storm. Atmosphere 12(2), 141.
https://doi.org/10.3390/atmos12020141
Boloorani, A.D., Shorabeh, S.N., Samany, N.N., Mousivand, A., Kazemi, Y., Jaafarzadeh, N., Zahedi, A., Rabiei, J (2021). Vulnerability mapping and risk analysis of sand and dust storms in Ahvaz, IRAN. Environ. Pollut., 279, 116859.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.116859
Chakraborty, S., Guan, B., Waliser, D. E., da Silva, A. M., Uluatam, S., Hess, P (2021). Extending the atmospheric river concept to aerosols: Climate and air quality impacts. Geophysical Research Letters, 48(9), e2020GL091827.
https://doi.org/10.1029/2020gl091827
Congalton, R.G (1991). A review of assessing the accuracy of classifications of remotely sensed data. Remote Sensing of Environment. 37: 35-46.
https://doi.org/10.1016/0034-4257(91)90048-B
Dezfuli, A., Bosilovich, M. G., Barahona, D (2021). A dusty atmospheric river brings floods to the Middle East. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL095441.
https://doi. org/10.1029/2021GL095441
Filonchyk, M (2021). Characteristics of the severe March 2021 Gobi Desert dust storm and its impact on air pollution in China. Chemosphere, 287, 13-27.
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132219
He, M., Xiao, J., Shi, Y., Wu, Y (2021). Spatio-temporal distribution characteristics of aerosol optical depth in Guandong, Hong Kong and Macao from 2010 to 2019. J. Trop. Meteorol., 37, 647–655.
https://doi.org/10.13227/j.hjkx.201908197
Karami, S., Nasim, H., Dimitris Kaskaoutis, D., Alireza Rashki, A., Khan Alam, K., and Abbas Ranjbar, A (2021). Numerical simulations of dust storms originated from dried lakes in central and southwest Asia: The case of Aral Sea and Sistan Basin. Aeolian Research, 50, 100679.
https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2021.100679
Kim, H., Chung, Y., Kim, J (2013). Spatio-temporal variations of optical properties of aerosols in East Asia measured by MODIS and relation to the ground-based mass concentrations observed in central Korea during 20012010. Asia-Pac. J. Atmos. Sci., 50, 191–200.
https://doi.org/10.1007/s13143-014-0007-8
Kunkelova, T., Crocker, A. J., Wilson, P. A., Schepanski, K (2024). Dust source activation frequency in the Horn of Africa. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129, e2023JD039694.
https://doi.org/10.1029/2023JD039694
Liang, T., Liang, S., Zou, L., Sun, L., Li, B., Lin, H., He, T., Tian, F (2022) Estimation of Aerosol Optical Depth at 30 m Resolution Using Landsat Imagery and Machine Learning. Remote Sensing, 14(5), 1053.
https://doi.org/10.3390/rs14051053
Liu, J., Freudenberger, D., Lim, S (2022). Mapping burned areas and land-uses in Kangaroo Island using an object-based image classification framework and Landsat 8 Imagery from Google Earth Engine. Geomat Nat Hazards Risk, 13(1), 1867–1897.
https://doi.org/10.1080/19475705.2022.2098066
Luo, J., Huang, F., Gao, S., Liu, S., Liu, R., Devasthale, A (2021). Satellite Monitoring of the Dust Storm over Northern China on 15 March 2021. Atmosphere 2022, 13, 157.
https://doi.org/10.3390/atmos13020157.
Merdji, A.B., Xu, X., Lu, C., Habtemicheal, B.A., Li, J (2022). Accuracy assessment and climatology of MODIS aerosol optical properties over North Africa. Environ. Sci. Pollut. Res., 30, 13449–13468.
https://doi.org/10.1007/s11356-022-22997-8
Munoz, D.F., Munoz, P., Moftakhari, H., Moradkhani, H (2021). From local to regional compound flood mapping with deep learning and data fusion techniques. Sci. Total Environ., 782, 146927.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146927
Opp, C., Groll, M., Abbasi, H., Ahmadi Foroushani, M (2022). Causes and Effects of Sand and Dust Storms: What Has Past Research Taught Us? A Survey. Journal of Risk and Financial Management, 14: 326.
https://doi.org/10.3390/jrfm14070326.
Otsu, N (1979). A threshold selection method from gray-level histograms. IEEE Trans. Syst., Man, Cybernet., 9 (1), 62–66.
https://doi.org/10.1109/TSMC.1979.4310076
https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2020.100655
Voss, K. K., Evan, A. T., Prather, K. A., Ralph, F. M (2020). Dusty atmospheric rivers: Characteristics and origins. Journal of Climate, 33(22), 9749–9762.
https://doi.org/10.1175/jcli-d-20-0059.1.
Wei, X., Chang, N.B., Bai, K., Gao,W (2020). Satellite remote sensing of aerosol optical depth: Advances, challenges, and perspectives. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 50, 1640–1725.
https://doi.org/10.1080/10643389.2019.1665944
Yuan, J., Wang, X., Feng, Z., Zhang, Y., Yu, M (2023). Spatiotemporal Variations of Aerosol Optical Depth and the Spatial Heterogeneity Relationship of Potential Factors Based on the Multi-Scale GeographicallyWeighted Regression Model in Chinese National-Level Urban Agglomerations. Remote Sens., 15, 4613.
https://doi.org/ 10.3390/rs15184613.
Zheng, Y., Wang, X., Zhang, X., Hu, G., Liang, X., Niu, L., Han, H (2021). Spatiotemporal distribution of aerosol optical depth based on Landsat data in the hinterland of the Guanzhong Basin and its relationship with urbanization. Environ. Sci. 2021, 42, 2699–2712.
https://doi.org/10.13227/j.hjkx.202010018
 
 
 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 30 دی 1402
  • تاریخ بازنگری: 10 خرداد 1403
  • تاریخ پذیرش: 19 خرداد 1403

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار