واکاوی و مدل‎سازی فضایی PM 2.‎5 فصل بهار بر گسترة ایران‎زمین با بهره‎‎گیری از الگوریتم جنگل تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

2 گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.‎

چکیده

ذرات معلّق PM2.5 تأثیرات گسترده‌ای بر سلامت انسان، کیفیت زندگی و عملکرد سامانه‌های اکولوژی دارد. ازاین‌رو در این مطالعه باهدف تحلیل رفتار بلندمدت و الگوهای فضایی - زمانی PM2.5، از مجموعه‌داده MERRA-2 با پوشش زمانی ۲۰۲۳-۱۹۸۳ برای ماه‌های آوریل، می و ژوئن استفاده شد. در گام نخست عملیات پیش‌پردازش، بازسازی و تجزیه‌وتحلیل‌های مقدمّاتی صورت گرفت، در گام دوم پراکنش فضایی و روند آلاینده PM2.5 و ارتباط آن با متغیرهای اقلیمی و محیطی موردبررسی قرار گرفت و در گام آخر آلاینده PM2.5 با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی مدل‌سازی گردید. بررسی توزیع فضایی میانگین نشان داد که بیشینه‌ی ذرات معلّق (PM 2.5) در مناطق جنوب غربی کشور و کمینه‌ی آن در مناطق شمال غربی کشور بوده است. توزیع فضایی معنی‌داری روند نیز بیانگر آن بود که جنوب غرب کشور (بخش‌هایی از استان خوزستان) در ماه آوریل و می با بیش از Mg/m2 4 و ژوئن با بیش از Mg/m2 5 روند معنی‌دار مثبت داشته است. بر اساس یافته‌های حاصل از همبستگی فضایی، PM2.5 دارای همبستگی مثبت با دمای حداکثر و حداقل، دمای خاک، ارتفاع لایه‌مرزی (در ماه آوریل و می)، فشار و سرعت باد و همبستگی منفی با ارتفاع، بارش ارتفاع لایه‌مرزی (در ماه ژوئن) و رطوبت خاک است. ارزیابی عملکرد الگوریتم جنگل تصادفی در مدل‌سازی مکانی PM2.5 باتوجه‌به مقادیر ضریب تبیین با پارامترهای محیطی به ترتیب در ماه‌های آوریل، می و ژوئن، ۸۷/۰، ۸۸/۰، ۹۸/۰ و پارامترهای اقلیمی، ۸۶/۰، ۹۸/۰ و ۹۷/۰ گواهی بر مناسب‌بودن مدل این الگوریتم در بازنمایی الگوهای فضایی و زمانی غلظت ذرات معلّق است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

آذری، لطفعلی؛ ناجی میدانی، علی‎اکبر؛ صالح‎نیا، نرگس (1403).‎ پیش‎بینی تاثیر شرایط آب‎‎و‎‎هوایی بر تولید اقتصادی استان‎های ایران با رویکرد الگوریتم جنگل تصادفی.‎ نظریه‎های کاربردی اقتصا،11(2)، 1-34.‎ doi: ‎ 10.‎22034/ecoj.‎2024.‎ 60935.‎3292
ابراهیمی خوسفی، زهره (1399).‎ تحلیل تغییرات زمانی رویدادهای گردوغبار و تعیین سهم عوامل اقلیمی مؤثر بر آن در مناطق خشک بر اساس تحلیل رگرسیون ریج (مطالعه موردی: شهر یزد).‎ نشریه علوم آب‎وخاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، 1(24)، 145-158.‎ doi: ‎10.‎47176/jwss.‎24.‎1.‎41171
اسعدی‎‎اسکویی، ابراهیم؛ گودرزی، لیلا؛ هلالی، جلیل (1401).‎ بررسی تغییرات مکانی و زمانی رطوبت خاک سطحی در ایران با استفاده از محصول .‎SMAPL4 نیوار، 46( 116)، 14-27.‎ doi: 10.‎30467/nivar.‎2022.‎315991.‎120.‎
 امیدوار، کمال؛ نارنگی‎‎فرد، مهدی؛ حاتمی بهمن‎‎بیگلو، خداکرم (1393).‎ شناسایی الگوهای همدید روزهای آلوده به ذرات معلّق به روش واکاوی خوشه‎ای شهر شیراز.‎ مخاطرات محیط طبیعی،3 (4)،81-93.‎ doi: ‎10.‎22111/jneh.‎2014.‎2470
انصاری، مریم؛ احمدی، محمود؛ گودرزی، غلامرضا (1400).‎ بررسی تغییرات زمانی-‎‎مکانی ذرات معلّق (PM10 و PM2.‎ ) شهر تهران با استفاده از (99-92) GIS.‎ علوم و تکنولوژی محیط زیست، 26 (2) ،127-140.‎ doi: ‎10.‎30495/jest.‎2022.‎ 61846.‎5441
برزو، فرزانه؛ ذوالفقاری، حسن؛ معصوم‎‎پور سماکوش، جعفر؛ صحرایی، جلیل (1400).‎ تحلیل فضایی طوفان‎های گردوغباری در ایران بر اساس ویژگی‎های آب‎و‎هوایی و پوشش گیاهی.‎ جغرافیا و پایداری محیط، 11 (38)، 1-23، doi: 10.‎22126/ges.‎ 2021.‎6478.‎2395
بشردوست، عابد؛ مسگری، محمد سعدی (1403).‎ مدل‎سازی مکانی ذرات معلّق هوا PM10 و PM2.‎5 در شهر تهران با استفاده از شبکه عصبی کانولوشن.‎ نیوار، 48(124)، 31-49. ‎ doi:‎ 10.‎30467/nivar.‎2024.‎430255.‎1276
بیات، علی (1392).‎ دسته‎بندی هواویزهای جوی با استفاده از داده‎های قطبیده شیدسنج خورشیده.‎ پایان‎‎نامه دکتری فیزیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان.‎
جوادی، پدیده؛ اسدی، حسین؛ وظیفه‎‎دوست، مجید (1400).‎ برآورد تغییرات مکانی رطوبت خاک با بهره‎‎گیری از روش جنگل تصادفی و ویژگی‎‎های محیطی حاصل از تصاویر ماهواره‎‎ای در حوضه مرغاب خوزستان.‎ مجله تحقیقات آب و خاک ایران، 52(11)، 2859-2875. ‎ doi: ‎ 10.‎22059/ijswr.‎2021.‎331962.‎669094
حقیقی، اسماعیل؛ قلی‎‎زاده، محمدحسین؛ دوستکامیان، مهدی؛ قادری، فاطمه (1396).‎ بررسی ماهیت و ساختار وردش‎های جوی به هنگام بارش‎های بهاری فراگیر ایران.‎ پژوهش‎‎های جغرافیای طبیعی،49(3)، 539-523.‎ doi: 10.‎22059/jphgr.‎2017.‎ 218909.‎1006955
خوش‎‎اخلاق، فرامرز؛ عزیزی، قاسم؛ رحیمی، مجتبی (1391).‎ الگوهای همدید خشکسالی و ترسالی زمستانه در جنوب غرب ایران.‎ تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی (علوم جغرافیایی)، 12(25)، 57-77.‎ http://jps.‎khu.‎ac.‎ir/article-1-652-fa.‎html
 داداشی رودباری، عباسعلی (1399).‎ واکاوی وردایی زمانی – مکانی الگوهای قائم و افقی ریزگردها و ارزیابی بازخوردهای آب‎‎هوایی آن در ایران.‎ رساله دکتری آب‎‎و‎‎هواشناسی، دانشگاه شهید بهشتی.‎
ذوالفقاری، حسن؛ صحرایی، جلیل؛ معصوم پورسماکوش، جعفر؛ برزو، فرزانه (1395).‎ بررسی شار گرمای محسوس و ارتباط آن با تغییرات دما و باد طی دورة گرم سال در ایران.‎ پژوهش‎‎های جغرافیای طبیعی، 48(3)، 431-450.‎ doi: ‎ 10.‎22059/jphgr.‎2016.‎60100
رحیمیان، حسن؛ پورمحمدی، سمانه؛ هاشمی‎‎نژاد، یوسف؛ مشکوه، محمد‎‎علی (1392).‎ تأثیر تغییر اقلیم بر شوری‎زایی در پهنه‎های مرکزی و شرق ایران.‎ پژوهش‎‎های خاک، 27(1)،1-11.‎ doi: ‎ 10.‎22092/ijsr.‎2013.‎126216
رنگزن، کاظم؛ زراسوندی، علیرضا؛ کابلی‎زاده، مصطفی؛ محمدی، شاهین؛ میاحی، جاسم (1401).‎ ارزیابی مکانی و زمانی غلظتPM2.‎5 در استان خوزستان و بررسی عوامل موثر بر آن.‎ فصلنامه علوم محیطی، 20(2)، 199-222.‎ doi: 10.‎52547/envs.‎2022.‎33613
رئیس‎پور، کوهزاد (1400).‎ ارزیابی زمانی - ‎مکانی غلظت ستونی ذرات معلّق (PM2.‎5)ناشی از رویدادهای گردوغباری در ایران با استفاده از داده‎های بازتحلیل NASA/MERRA-2.‎ فیزیک زمین و فضا،47(2).‎ 333-354.‎ doi: 10.‎22059/jesphys.‎2021.‎ 316499.‎1007273
زارع شحنه، مریم؛ ارحامی، محمد (1400).‎ بررسی میزان مشارکت منابع تولید آلاینده‎ی ذرات معلّق ریز به کمک ترکیبی از مدل‎های پذیرنده در شهر تهران.‎ مجله‎ی مهندسی عمران شریف،2 (4)، 51-58. ‎ doi: 10.‎24200/j30.‎2021.‎57146.‎ 2889
سلگی، عیسی؛ پارسی‎‎مهر، محمد (1401).‎ پیش‎بینی و مدل‎‎سازی غلظت روزانه ذرات معلّق (PM2.‎5 & PM10) زمستانه شهر همدان با شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه.‎ پژوهش‎های محیط‎زیست، 26(13)، 99-114.‎ doi: ‎ 10.‎22034/eiap.‎2023.‎ 169982
شمس‎‎الدینی، علی؛ احمدی، وانکو (1399).‎ تخمین مکانی‎‎–‎‎زمانی آلاینده‎های منو اکسید کربن و دی‎اکسید نیتروژن شهر تهران مبتنی بر داده‎های حاصل از سنجش‎ازدور و داده‎های کمکی.‎ جغرافیا و پایداری محیط،10(3)، 107-124.‎ doi: 10.‎22126/ges.‎ 2020.‎4227.‎2057
علیزاده چوبری، امید؛ نجفی، محمد سعید (1396).‎ روند تغییرات دمای هوا و بارش در مناطق مختلف ایران.‎ مجله فیزیک زمین و فضا،  43 (3)، 569-584.‎ doi:‎ 10.‎22126/ges.‎2020.‎4227.‎2057
فرزانه پی، فاطمه؛ رنجبر فردوئی، ابوالفضل؛ خسروی، حسن؛ موسوی، سید حجت (1403).‎ ارزیابی روند تغییرات گردوغبار و ارتباط آن با دما (مطالعه موردی: استان خوزستان).‎ مدیریت جامع حوزه‎‎های آبخیز، 4(1)، 16-29.‎ doi: ‎10.‎22034/ iwm.‎2024.‎2014553.‎1112
فیض‎نیا، سادات؛ روغنی، ربانه؛ سلطانی، سعید (1399).‎ تغییرات فصلی و مکانی ذرات PM2.‎ 5, PM10 و TSP در حومه شهر اصفهان و ارتباط آن با پارامترهای هواشناسی.‎ مرتع و آبخیزداری (منابع طبیعی ایران)، 73(2 )، 393-404.‎ doi: 10.‎22059/jrwm.‎2018.‎250800.‎1220
قانقرمه، عبدالعظیم؛ شکرالهی، دلارام (1401).‎ بررسی نقش کنترلی ارتفاع لایه‎مرزی اتمسفر در ارتباط با متغیرهای آلودگی در موقعیت‎های شهری استان اصفهان.‎ پژوهش‎های تغییرات آب‎وهوایی 3(12)، 69-90.‎ doi: ‎10.‎30488/ccr.‎2023.386658.‎ 1117
کاتورانی، شلیر؛ احمدی، محمود؛ داداشی رودباری، عباسعلی (1403).‎ بررسی پراکنش فضایی و روند غلظت گردوخاک در غرب آسیا و ارتباط آن با متغیرهای اقلیمی.‎ آب‎وخاک، 38(3)، 411-427.‎ doi: 10.‎22067/jsw.‎2024.‎86233.‎1367
کهراری، پریسا؛ خالدی، شهریار؛ کیخسروی، قاسم؛ علوی، سید جلیل (1404).‎ بررسی اثرات آلاینده‎‎های جوی معیار و پارامترهای هواشناسی بر تغییر غلظت کربن سیاه در تهران و تبریز.‎ مخاطرات محیط طبیعی،14(43)، 35-58.‎ doi: ‎10.‎22111/ jneh.‎2024.‎47935.‎2028
موحدی، سعید؛ سلطانیان، محمود؛ حلبیان، امیرحسین؛ پورشهبازی، جواد (1392).‎ تحلیل روند بارش کویر مرکزی ایران طی دوره ۲۰۰۷-۱۹۵۱.‎ مهندسی اکوسیستم بیابان، 2(2)، 47-56، https://deej.‎kashanu.‎ac.‎ir/article_112496.‎html

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار