مدیریت مخاطرات محیطی
سال:1394 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

توفان گردوغبار 10 تا 12 مرداد 1392 به سبب حرکت نامعمول خود عملیات پیش بینی را با مشکل مواجه کرد و در پاره ای از مناطق سبب لغو پروازها شد؛ از این رو در این پژوهش برای شناسایی ایستگاه های تحت تأثیر توفان از داده های سینوپتیکی مربوط به کد پدیده ی مورد نظر (06) و دید افقی استفاده شد و برای تعیین و ترسیم نقشه های سینوپتیکی در نرم افزار GrADS از داده های میانگین روزانه ی فشار، باد مداری و نصف النهاری، امگا، داده های مربوط به رطوبت سطحی خاک تا عمق 10 سانتی متری و متوسط بارش جوی مرکز ملی پیش بینی های محیط زیستی بهره برده شد. در نهایت به منظور بازسازی مسیر طی شده توسط توفان با هدف پیش بینی و هشدار به موقع این مخاطره از رویکرد لاگرانژی مدل HYSPLIT و روش پسگرد ذرات و تصاویر غیرواقعی ماهوارة METEOSAT-9 استفاده شد. بررسی های سینوپتیکی نشان داد که حاکمیت شرایط کم فشار و پرفشار دینامیکی و حرکات عمودی هوا از دلایل اصلی ایجاد هستة اولیة توفان گردوخاک در ایران به شمار می روند. در زمان ایجاد توفان، گسترش سلول کم فشار در نیمة جنوبی ایران، بیابان های عربستان و کشورهای عراق و سوریه به همراه قرارگیری محور کم ارتفاع تراز 500 در شرق دریای مدیترانه، سبب ایجاد سیکلون های جوّی در نواحی شرقی سوریه و عراق شد که به تقویت حرکت صعودی در جو کمک کرد و عامل اصلی ایجاد هستة اولیه توفان بود. افزایش سرعت بادها به سبب وجود شیب تغییرات فشار به همراه وجود خاک خشک، شرایط را برای حمل ذرات خاک فراهم آورد و همزمان با جابه جایی شرق سوی محور ناوه (تراف)، از پایداری جو کاسته و هستة اولیة توفان در روز سی ویکم جولای تشکیل شد. از طرفی موقعیت پشتة (ریج) حاکم بر ایران به سبب تقویت حرکت آنتی سیکلونی سبب تغییر مسیر ذرات خاک شد، به طوری که نیمة شمالی ایران را دور زد و از سمت شمال شرق وارد مرزهای کشور شد.

توفان حاره ای از مهم ترین مخاطرات جوی است که سواحل مناطق جنوبی ایران را تهدید می کند. شناخت این مخاطرات و آگاهی از زمان حدوث آن می تواند در مدیریت مخاطرات ناشی از آن مهم باشد. هدف این پژوهش واکاوی سازوکار و مخاطرات توفان حاره ای نیلوفر است که در دریای عرب شکل گرفت. داده های جوی شامل فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، مؤلفه های مداری و نصف النهاری باد، سرعت قائم، نم ویژه، انرژی پتانسیل در دسترس همرفت، فرارفت تاوایی و دمای سطح دریا برای روزهای فعالیت توفان حاره ای نیلوفر اخذ و بررسی شد. نتایج نشان داد که عمیق شدن ناوة تراز 500 میلی بار با محور جنوب غربی – شمال شرقی، یک کم ارتفاع بریده را در روز های بیست وپنجم و بیست وششم اکتبر بر روی دریای عرب پدید آورد که در پی آن، ضلع شرقی کم ارتفاع مذکور با ایجاد واگرایی در تراز 500 میلی بار، یک منطقة همگرایی قوی را در ترازهای زیرین جو و بر روی سطح دریا شکل داد. حرکت شرق سوی ناوه در روز سوم شکل گیری توفان و خروج از منطقة فعالیت توفان، همچنین تغییر سازوکار حرکتی آن در پی دسترسی به انرژی دریافتی از سطح اقیانوس (تبدیل انرژی گرمایی به مکانیکی) به تقویت جریان های فرازهنج و فروهنجی در دیوارة چشم و چشم توفان کمک کرد. در این روز و روزهای بعدی فعالیت توفان، افزایش سرعت رودباد تراز پایینی جو نسبت به ترازهای بالایی، سبب تغییر منبع انرژی حرکتی توفان از ترازهای فوقانی به ترازهای زیرین جو شد؛ همچنین اندرکنش زبانه ها و مراکز واچرخندی مستقر بر روی دریای عرب، مسیر حرکت و جابه جایی توفان را تا از بین رفتن آن در سی ویکم اکتبر شکل داد.

آلودگی هوا از مهم ترین مخاطرات زیست محیطی کلانشهرهاست که شناخت عوامل مؤثر بر آن کمک شایانی به کاهش آثار آن خواهد کرد. حل این مشکل نیازمند مطالعات دقیق در زمینه ی شناسایی متغیرهای مؤثر بر آلاینده هاست. هدف این پژوهش بررسی تغییرات شاخص کیفیت هوا در ارتباط با شرایط جوی و ترافیک در شهر تهران طی 60 روز (15 آبان تا 15 دی، معادل 6 نوامبر تا 5 ژانویه) برای هر یک از سال های 1389 تا 1391 بوده است. به منظور محاسبه ی همبستگی و تحلیل رگرسیون بین شاخص های کیفیت هوا (میانگین و بیشینه) با متغیرهای ترافیک و هواشناسی از ضریب همبستگی پیرسون و تحلیل رگرسیون استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که شاخص ناپایداری جو (شاخص– ki ) بیشترین تأثیر را بر تغییرات آلودگی هوا داشته است. در خصوص تخمین شاخص کیفیت هوا، مدل های رگرسیون ساده و چندگانه ی خطی در سال 1390، دقیق ترین مدل در تخمین بیشینة شاخص کیفیت هوا و دارای کمترین انحراف نسبی بوده است (انحراف نسبی 05/0-در مدل اول و 1/0-در مدل دوم). دستاورد شایان توجه در این تحقیق همبستگی غیرمستقیم بین تعداد خودرو و شاخص کیفیت هواست که بر خلاف انتظار است. به نظر می رسد تولید آلاینده ها در دو حالت حرکت و توقف خودروها، دو مقوله ی کاملاً متفاوت است که باید با دیگر روش های علمی بررسی شود.

خشکسالی پدیده ای پیچیده و مخاطره آمیز در کل جهان به ویژه ایران به شمار می آید. تعیین و پیش بینی شدت خشکسالی می تواند در مدیریت مخاطرات ناشی از آن مؤثر باشد. برای تعیین شدت خشکسالی از شاخص هایی استفاده شده که به دو دسته ی کلی شاخص های هواشناسی و سنجش از دور تقسیم می شوند. مهم ترین شاخص هواشناسی، شاخص بارش استانداردشده (SPI) و در شاخص های سنجش از دور نیز، شاخص های مستخرج از پوشش گیاهی (NDVI) و شاخص دمای سطح زمین (LST) بوده است. برای مدلسازی رفتار سری زمانی این شاخص ها و همچنین پیش بینی مقادیر آینده ی آنها، روش های یادگیری ماشین توانسته اند کارایی زیادی از خود نشان دهند. این مقاله نیز قصد دارد کارایی چهار روش مهم یادگیری ماشین یعنی شبکه ی عصبی (NN)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، ماشین بردار پشتیبان کمترین مربعات (LSSVM) و همچنین یک سیستم فازی بر پایه ی شبکه ی عصبی تطبیقی (ANFIS) را برای مدلسازی شاخص های هواشناسی و سنجش از دور منطقه ی شرقی اصفهان از سال 2000 تا 2014 و پیش بینی مقادیر آنها در 2015 و 2016 بررسی کند. داده های به کاررفته، سری زمانی NDVI و LST ماهواره ی مادیس و سری زمانی داده ی میزان بارش ماهواره TRMM منطقه ی مطالعاتی است. در ابتدا، سری زمانی شاخص های وضعیت گیاهی (VCI) و شاخص پوشش گیاهی دمایی (TVX) از داده-های NDVI و LST و سری زمانی SPI-دوازده ماهه از داده های مقدار بارش ساخته شده است. در ادامه رفتار این سه سری زمانی، توسط هر چهار روش یادشده مدلسازی شده که مطابق با نتایج، SVR بیشترین کارایی و NN کمترین کارایی را در بین این روش ها داشته است. سرعت عملکرد LSSVM و سپس ANFIS نیز بیشتر از سایر روش ها بوده است. در پایان، با طراحی یک سیستم استنتاج فازی (FIS)، وضعیت خشکسالی در دو فصل بهار و تابستان 2000 تا 2016 بررسی شده که نتایج نشان از نرمال بودن وضعیت بهار در همه ی سال ها به جز دو سال 2000 و 2011 و خشکسالی شدید تابستان در همه ی سال ها به جز چهار سال 2000، 2010، 2011 و 2014 داشته است. در واقع این پژوهش قصد داشت به کمک روش-های یادگیری ماشین و استفاده از سری زمانی داده های سنجش از دور و هواشناسی و تلفیق آنها در یک سیستم FIS، راهکاری را برای مدلسازی رفتار خشکسالی و پیش بینی و پایش آن در آینده ارائه دهد.

دما از عناصر اساسی اقلیم است. بررسی تغییرات ناگهانی یا کوتاه مدت و درازمدت و تأثیر آن بر ساختار آب وهوای کشور اهمیت بسزایی دارد. از طرفی فراوانی، شدت و دوام دماهای افراطی، در پی تغییرات اقلیمی دهه های اخیر، می تواند بحران های مهمی را در شرایط اکوسیستم ها پدید آورد. این مخاطرات مواردی مانند ذوب سریع برف، سیلاب، آتش سوزی، بهمن و. . . تا شیوع امراض و کاهش محصولات کشاورزی را در بر می گیرد. دماهای افراطی در اثر پایداری هوا و نزول و فرونشینی هوا در کلانشهرها اغلب به تشدید آلودگی هوا منجر می شود. از عواقب افزایش آلودگی هوا در درجة اول بروز بیماری های تنفسی، تشدید بیماری های قلبی و ریوی و همچنین افزایش مرگ و میر در شهرهاست. در ایران هشت کلانشهر به عنوان شهرهای آلوده معرفی شده اند که اولین و مهم ترین آنها شهر تهران است؛ به طوری که از هر سه روز در سال، یک روز توسط یک یا چند آلاینده آلوده است. شرایط توپوگرافی و محصور شدن در بین سد کوهستانی البرز نیز به تشدید این وضعیت می انجامد. تهران در تابستان 1392 (تیر و مرداد) در پی استیلای امواج گرما و رسیدن دما به بیش از 40 درجة سانتی گراد، براساس گزارش سازمان هواشناسی به رکورد گرم ترین روزهای سال در 60 سال گذشته رسید ]1[؛ به طوری که بنابر گزارش ادارة کل حفاظت محیط زیست تهران پایداری هوا و کاهش کیفیت هوا سبب بروز شرایط ناسالم به مدت سه هفتة پیاپی در تهران شد. در پژوهش پیش رو، به منظور شناسایی منشأ و الگوی سینوپتیکی امواج گرمای رخ داده، از داده های دمای سطح زمین سازمان هواشناسی و همچنین نقشه های فشار، ارتفاع و دما در ترازهای سطح زمین، 700 و 500 هکتوپاسکال از پایگاه NCEP/NCAR[1] و نمودار اسکیوتی پایگاه دانشگاه وایومینگ آمریکا و همچنین آمار فوت شدگان بیماری های قلبی-عروقی، بیماری های تنفسی و سرطانی در زمان مذکور از بخش انفورماتیک سازمان بهشت زهرا استفاده شد. نتایج نشان داد که استقرار زبانه های کم فشار گنگ در سطح زمین و پرفشار آزور و لایة وارونگی در تراز میانی و بالای جو، سبب پایداری و افزایش دما و در پی آن حبس شدن آلاینده ها در سطح زمین و کاهش کیفیت هوا در تهران شد که در نهایت افزایش دوبرابری مرگ و میر بیماران تنفسی را در پی داشت.

مطالعة کیفیت آب های زیرزمینی مناطق کارستی اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، آلودگی شیمیایی آب های کارستی غار قوری قلعه ارزیابی و سعی شد از طریق آزمایش و نمونه برداری های اصولی، نتایج آلودگی ها مشخص و تحلیل شده و از طریق بازدیدهای میدانی و مصاحبه با کارشناسان مرتبط، نقش عوامل دخیل در آلودگی آب غار شناسایی شود. نمونه برداری از آب مدخل غار و بخش انتهایی آن طی دوره ی شش ماهه صورت گرفت و غلظت فلزات سنگین و کاتیون های اصلی در آزمایشگاه اندازه گیری شد. هدایت الکتریکی (EC)، اسیدیته یا قلیایی بودن (Ph)، نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب توسط ارگانیسم ها (BOD) و نیترات (No3) نیز سنجیده شد. آرسنیک و سرب به روش جذب اتمی؛ آهن، منیزیم و منگنز به روش شعله ای؛ و لیتیوم، سدیم، کلسیم و پتاسیم به روش فتومتری اندازه گیری شد. Ph با Phمتر، EC با ECمتر، BOD با BODمتر و نیترات به روش یون کروماتوگرافی IC سنجیده شده و نتایج آزمایشگاهی غلظت ها با معیارهای استاندارد آب آشامیدنی مقایسه شد. براساس نتایج، غلظت برخی عناصر آب غار مانند آرسنیک و سرب از حد مجاز آب آشامیدنی بیشتر است و مخاطره ای جدی برای سلامت انسان محسوب می شود. براساس ارزیابی ها، منشأ این نوع آلودگی ها عامل زمین شناسی و وجود رگه های معدنی در منطقه، سوخت ناشی از کوره های آهک پزی و فاضلاب ها تشخیص داده شد. دلیل غلظت زیاد عناصر آهن، منگنز و منیزیم، عبور آب از خاک ها و سنگ های سطح زمین و نفوذ آن به درون غار است. عناصر اخیر سبب تغییر رنگ، کدورت و طعم آب غار شده اند. میزان BOD زیاد است که دلیل آن عملکرد فاضلاب ها و ریختن مواد زاید بازدیدکنندگان غار در داخل آب غار تشخیص داده شد. براساس داده های به دست آمده از نتایج آزمایشگاهی، رابطه ای با تأخیر یک ماهه بین حداکثر زمان بارندگی ماهیانه و بیشترین مقدار عناصر پتاسیم، منگنز، نیترات و سدیم وجود دارد. یک ماه پس از نزول حداکثر بارش یعنی در فروردین، عناصر مذکور به بیشترین مقدار خود می رسند. این زمان تأخیری برای بروز حداکثر مقدار سرب دو ماه، و برای حداکثر مقدار لیتیوم و کلسیم سه ماه نسبت به حداکثر بارش است. بر پایة حداقل بارش دوره، تنها مقدار حداقل سرب تابع رواناب حاصل از بارندگی است و رابطه ای بین حداقل های ثبت شدة عناصر دیگر با حداقل بارندگی دوره ی زمانی دیده نمی شود. با توجه به موارد بالا، نظارت مستمر و دقیق بر غار، استفاده از استانداردها و تجارب بین المللی در مدیریت آن، ارتقای سطح آگاهی عمومی بازدیدکنندگان و محدود کردن تعداد آنها، خارج کردن مواد زاید و تأسیسات آلوده کنندة محیط غار و رفع مخاطرات طبیعی و انسانی سطح بیرونی حوضه ی آبگیر غار جزو اقدامات الزامی به منظور رفع مخاطرات تهدیدکننده ی آب کارستی غار قوری قلعه است.

زمین لغزش ها از مهم ترین مخاطرات ژئومورفولوژیک به شمار می روند. شناسایی مناطق حساس به خطر زمین لغزش از اقدامات اساسی در مدیریت منابع طبیعی و کاهش این مخاطرات است. منطقه ی کاشتر با مساحت 26 کیلومتر مربع در جنوب غربی استان کردستان در حاشیه ی شرقی کوه های شاهو واقع شده است. به منظور پهنه بندی، ابتدا پهنه های لغزشی با بازدیدهای میدانی بررسی شد که حدود 28 پهنه ی لغزشی شناسایی شد و پس از پردازش در محیط برنامه یGIS به صورت یک لایه درآمد. با مبنا قرار دادن نقشه ی پراکنش زمین لغزش ها وزن دهی به پارامترهای مؤثر در زمین لغزش از جمله زمین شناسی، شیب جهت شیب، ارتفاع، بافت خاک، کاربری اراضی، فرسایش پذیری خاک، فاصله از گسل، تراکم آبراهه ها، و فاصله از جاده صورت گرفت. مدل رگرسیون لجستیک در محیط SPSS اجرا شد و نتایج نشان داد که عوامل تأثیرگذار بر وقوع زمین لغزش در منطقه به ترتیب فاصله از گسل، زمین شناسی، فرسایش پذیری خاک، جهت شیب و. . . است. در نهایت منطقه ی تحقیق از نظر حساسیت به خطر وقوع زمین لغزش به پنج کلاس طبقه بندی شد که براساس آن 2/6 کیلومتر مربع دارای خطر بسیار زیاد، 6/4 کیلومتر مربع دارای خطر زیاد، 3/19 کیلومتر مربع دارای خطر متوسط، 9/7 کیلومتر مربع دارای خطر کم و در نهایت 5/6 کیلومتر مربع دارای خطر بسیار کم است.

پس از رخداد زلزله، اغلب، نقشه ی به هنگام و قابل اعتمادی از محیط در دسترس نیست، زیرساخت های زمینی مجهز نیستند یا ویران شده اند و زمان به عاملی حیاتی برای مدیریت مخاطرات، جست وجو و اکتشاف مجروحان زیر آوار تبدیل می شود. ازاین رو، مدیریت مخاطرات و پایش مناطق زلزله زده یکی از باارزش ترین زمینه هایی است که به کارگیری سیستم های خودکار موجب کیفیت بخشی مأموریت های امدادرسانی و بهبود بازدهی عملیات جست وجو می شود. به کارگیری پرنده های بدون سرنشین به عنوان سکوهای حامل سنجنده های چندمنظوره در پایش ویرانی های برآمده از زلزله به رویکردی نوین و اقتصادی با هدف ارتقای خودکاری، بهره وری و کارایی مدیریت مخاطرات طبیعی تبدیل شده است. روند تکامل پرنده های بدون سرنشین از سیستم های کنترل شونده ی از راه دور به سمت ناوبری خودکار یا ترکیبی است. در این زمینه، توسعه ی الگوریتم های جامع، کارامد و پایدار برای مسیریابی، کنترل، ناوبری و پردازش اطلاعات سنجنده های پرنده های بدون سرنشین، به عنوان یکی از بنیادی ترین گام ها در توسعه ی سیستم های خودکار مورد توجه پژوهشگران است. در این پژوهش، یک الگوریتم فرا اکتشافی جدید براساس مفاهیم گرانی سنجی در ژئودزی فیزیکی پیشنهاد شده است. هدف از طراحی این الگوریتم جدید دستیابی به روشی کاراتر در حل مسائل پیچیده با قیود مختلف نظیر مسائل مطرح در زمینه ی پایش مخاطرات است. ارزیابی دقت و کیفیت نتایج، نرخ موفقیت و همچنین زمان اجرای الگوریتم های پیاده شده، مبین کسب نتایج برتر الگوریتم پیشنهادی نسبت به روش های پیشین در شبیه سازی پایش مناطق زلزله زده است.