مطالعه و بررسی تأثیر کمیت‌های هواشناسی بر پتانسیل آلودگی شهر اراک

نویسندگان

1 اداره کل هواشناسی استان مرکزی، اراک، ایران

2 پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

3 پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران.

4 اداره کل هواشناسی استان مرکزی، اراک، ایران

5 پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

6 پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران.

7 اداره کل هواشناسی استان مرکزی، اراک، ایران

doi
10.48308/envs.2024.1340
چکیده

سابقه و هدف: توسعه شهرنشینی و آلودگی هوای شهری بویژه در کلان‌شهرها بعنوان یکی از معضلات جامعه بشری مطرح می‌شود و تلاش برای شناخت عوامل تأثیرگذار در مطالعات علمی اهمیت دوچندانی یافته و کاهش مخاطرات آن در دستور کار ویژه مسئولان و سیاست‌گذاران شهری و کشوری قرار دارد. شهر اراک یکی از هشت کلان‌شهر آلوده ایران به‌حساب می‌آید که آلودگی آن بطور عمده تحت تأثیر فعالیت صنایع است. هدف این مقاله مطالعه و بررسی کمیت­ های هواشناسی اثرگذار بر پتانسیل آلودگی شهر اراک شامل سرعت باد، دما، فشار، بارش، ارتفاع لایه­ مرزی، سرعت قائم جو در ترازهای 825، 700 و 500 میلی­باری و ضریب تهویه هوا بعنوان یکی از آلوده­ترین شهرهای کشور تعیین شده است. مواد و روش‌ها: در این مقاله از آمار 20 ساله ایستگاه همدیدی شهر اراک (1380-1399) برای کمیت ­های سطح زمین شامل سرعت باد، دما، فشار و بارش و همچنین از داده­ های 20 ساله (2001 تا 2020) باز تحلیل‌شده Era5 از پایگاه داده‌های ECMWF برای کمیت­ های سطوح فوقانی استفاده شده است. برای بررسی سایر کمیت‌های جوی شامل ارتفاع لایه‌مرزی، تندی باد در ترازهای بالای جو و باد قائم در ترازهای 825، 700 و 500 میلی باری نیز از داده‌های باز تحلیل ­شده Era5 با تفکیک 25/0 درجه بصورت روزانه استفاده شد. هدف اصلی این مقاله شناسایی کمیت­ های هواشناسی تأثیرگذار بر پتانسیل آلودگی، بررسی کمیت­ های جوی و پتانسیل آلودگی ازنظر پراکنش زمانی و تحلیل صحیح وضعیت آلودگی و عوامل آن با هدف یاری به مدیریت منابع آلاینده بود. به‌این منظور نخست به بررسی روند تغییرات میانگین شبانه‌روزی، ماهانه و فصلی کمیت‌های هواشناسی مذکور پرداخته شد. سپس با استفاده از ارتفاع لایه‌مرزی و متوسط باد در لایه مرزی کمیت ضریب تهویه محاسبه شد و تغییرات آن بصورت شبانه‌روزی، ماهانه و فصلی ارزیابی شد. همچنین برای بررسی انتقال آلودگی از شازند به سمت شهر اراک گلباد برای این منطقه تهیه و امکان انتقال آلودگی بررسی شد. نتایج و بحث: نتایج بررسی تأثیر کمیت‌های هواشناسی بر پتانسیل آلودگی هوای شهر اراک نشان داد که کمیت دما می‌تواند به‌طورمستقیم در کیفیت هوای این شهر اثرگذار باشد. به‌طوری‌که دماهای پایین و کاهش دمای شبانه بویژه در فصول سرد سال می‌تواند سبب شکل‌گیری وارونگی و افزایش پایداری در نزدیکی سطح زمین شود. این وضعیت سبب کاهش ارتفاع لایه‌مرزی و کاهش ضریب تهویه شده و درنتیجه بالا‌رفتن پتانسیل نگهداشت آلاینده‌های جوی را به‌همراه دارد. سرعت قائم جو نیز در فصل‌های سرد سال سبب فرونشینی شده که باعث افزایش میزان آلاینده‌ها می‌شود. بااین‌حال نتایج تحلیل سرعت باد و سرانه بارشی نشان داد که این دو کمیت تأثیر کم و ناچیزی در کاهش آلاینده‌ها در سطح شهر اراک دارند. همچنین با توجه به موقعیت مکانی شهر اراک و شازند و بررسی گل‌باد این دو شهر، احتمال انتقال آلاینده‌های جوی از شازند به اراک بویژه در فصول بهار، پاییز و زمستان وجود دارد. نتیجه‌گیری: به ­طور­کلی بررسی کمیت­ های هواشناسی سطح زمین و سطوح فوقانی جو حاکی از پتانسیل بالای نگهداشت آلودگی و کم بودن ضریب تهویه شهر اراک است که بویژه در ماه ­های سرد سال و در ساعت­ های شبانه و صبحگاهی قابل­ توجه­ تر است. بنابراین، سیاست­ ها می ­بایست بر استقرار صنایع با آلایندگی کم باشد و مدیریت منابع آلاینده به‌طورخاص در ایام سرد سال و ساعات شبانه و صبحگاهی می­بایست موردتوجه قرار گیرد.