برآورد تابش فرابنفش خورشیدی (UV-B) با استفاده از ابزار پایش اُزون (OMI) ماهواره‌ی آئورا (AURA) در گستره‌ی ایران

نویسندگان

1 گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

doi
10.48308/esrj.2025.105351
چکیده

مقدمه بخشی از پرتوهای خورشیدی را اشعه­ی فرابنفش تشکیل داده که طول موج کوتاه و انرژی زیادی دارد. اشعه­ی فرابنفش به سه محدوده­ی فرابنفش با طول موج بلند (UV-A) با دامنه­ی طول موج μm 390/0 – μm 315/0، فرابنفش با طول موج متوسط (UV-B) با دامنه­ی طول موج μm 315/0– μm 280/0 و  فرابنفش با طول موج کوتاه (UV-C) با طول موج کوچک­تر از μm 280/0 تقسیم می­شود. تابش نور  UV-Bآسیب­رسان­ترین تابش به روی پوست بوده و باعث عوارض گوناگونی از جمله آفتاب سوختگی، حساسیت­های پوستی و سرطان پوست می­شوند. این تابش زنجیره­ی DNA را با تغییر در مواد ژنتیک تحت تأثیر قرار داده و احتمال بالقوه­ی سرطان­زایی درون سلولی را افزایش می­دهد. شاخص اشعه­ی فرابنفش (UVI) یک مقدار کمی (عددی) است که شدت اشعه­ی ماوراء‌بنفش (UV) را در محل و منطقه­ی مورد نظر مشخص می­نماید. این شاخص پارامتری برای افزایش آگاهی­های عمومی در مورد اثرات تابش  UVروی سلامتی است و این­که برای مقادیر متفاوت آن به چه میزان محافظت از پوست نیاز است. براساس شاخص ارائه شده توسط سازمان بهداشت جهانی، سطح غلظت یا شاخص UV را در مقیاس ١ تا ١١+ نشان می­دهند. هر چه مقدار این شاخص بیشتر شود، قدرت تخریبی آن بر پوست و چشم بیشتر است. مواد و روش­ها در این تحقیق نیز از فرآورده‌ی سطح 3 (OMUVBd-L3) شاخص تابش فرابنفش  خورشیدی (UV-B) سنجنده‌ی OMI با قدرت تفکیک مکانی 25/0 × 25/0 درجه­ی قوسی برای سری زمانی 2005 تا 2020 استفاده شد. داده­های مورد نیاز با گام زمانی روزانه از تارنمای  http://aura.gsfc.nasa.gov بارگیری و پس از پردازش­های لازم به مقادیر ماهانه و فصلی تبدیل گردید. داده­های مورد استفاده با اِعمال اٌلگوریتم‌های لازم، تبدیل به داده‌های شبکه‌ای و جداول اطلاعاتی شده و خروجی‌های لازم بر اساس مرز جغرافیایی ایران به صورت رستری استخراج گردید. در نهایت، جهت درک هرچه بهترِ رفتار زمانی ـ مکانی شاخص تابش فرابنفش رسیده به سطح زمین در ایران، نتایج به صورت نقشه، گراف و نمودار ارائه گردید و به برآورد زمانی- مکانی تابش فرابنفش خورشیدی در گستره­ی ایران پرداخته شد. نتایج و بحث به لحاظ مکانی تفاوت قابل ملاحظه­ای در توزیع تابش ورودی UV-B در ایران وجود دارد. بر اساس استاندارد شاخص جهانی تابش فرابنفش خورشیدی، بیش از 90 درصد از گستره­ی ایران در معرض خطر تابش زیاد تا بسیار زیاد است. بیشترین میانگین شاخص UV-B مربوط به فصل تابسان (29/11) و کمترین میانگین آن مربوط به فصل زمستان (53/3) است. به لحاظ توزیع فضایی نیز تفاوت­های چشم­گیری در میان فصول مشهود است. توزیع فضایی شاخص تابش فرابنفش ماهانه اطلاعات بیش­تری را درباره­ی جزئیات تغییرات تابش فرابنفش خورشیدی رسیده به سطح زمین در طول سال نشان می‌دهد؛ به طوری که می­توان ماه­های کمینه، بیشینه و همچنین ماه­های با شرایط تابش فرابنفش ورودی متعادل را مشخص نمود. مقایسه­ی مقدار تابش UV-B در ماه‌های مختلف، به طور آشکاری ماه ژانویه را به عنوان کم­خطرترین و ماه ژوئن را به عنوان پرخطرترین ماه سال نشان می­دهد. از آن جایی که مقدار شاخص تابش فرابنفش خورشیدی تابعی از مقدار کل تابش ورودی خورشید می­باشد. بنابراین عواملی از قبیل زاویه­ی تابش، مدت تابش و میزان UV، کنترل کننده­ی شاخص تابش فرابنفش خورشیدی UV-B است. نتیجه‌­گیری نتایج حاصل از واکاوی و مقایسه­ی نقشه‌های فصلی و ماهانه شاخص تابش فرابنفش خورشیدی در گستره‌ی ایران، بیان­گر این است که در تمامی ماه­ها و فصول سال از شمال به جنوب بر شدت تابش فرابنفش خورشیدی افزوده می­شود. در ناحیه­ی شمالی ایران، به دلیل عرض جغرافیایی بالاتر و برخورداری کمتر از میزان تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین، شاخص UV-B کمتر از سایر نواحی ایران است. از سوی دیگر، در عرض­های جنوبی­تر چون هم زاویه­ی تابش عمودی­تر و هم آسمان صاف­تر است، شرایط را برای دریافت بیشترین میزان انرژی خورشیدی و به تبع آن تابش فرابنفش UV-B خورشیدی فراهم می­آورد. حاکمیت چنین شرایطی در تمامی ماه­ها و فصول سال برقرار است، به طوری که نواحی تابشی (فرابنفش UV-B) با شرایط یاد شده کاملاً انطباق دارد. بنابراین می­توان گفت، در دوره­ی گرم سال (فصل بهار و تابستان)، نواحی مرتفع و همچنین عرض­های پایین­تر میزان پرتو فرابنفش خورشیدی بیشتر بوده و بر همین اساس خطر آسیب­پذیری چشم و پوست افزایش می­یابد. لذا پیشنهاد می­شود در صورت ضرورت به حضور در فضاهای در معرض تابش مستقیم نور خورشید، اقدامات حفاظتی در برابر تابش فرابنفش را به کارگیرند.