نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• علیرضا یوسفی کبریا ¹
• علی خلیلی ²
• حسن رضائی ³

¹ دکتری هواشناسی کشاورزی، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، ساری، ایران. رایانامه: alirezau3fikrbriya@gmail.com،

² استادیار، گروه رایانه و سایبری، دانشکده مهندسی و پرواز، دانشگاه افسری امام علی (ع)، تهران، ایران. رایانامه: Khalili@IAMU.ac.ir، تلفن : 09129473550

³ دکتری، گروه جغرافیا، اقلیم شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه افسری امام علی (ع)، تهران، ایران، ایران. رایانامه: rezaei_hasan63@yahoo.com، تلفن

چکیده

پدیده گردوغبار به‌عنوان یکی از چالش‌های جدی زیست‌محیطی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، طی سال‌های اخیر در استان ایلام شدت یافته و اثرات گسترده‌ای بر سلامت انسان، زیرساخت‌ها، کشاورزی و منابع طبیعی بر جای گذاشته است. موقعیت جغرافیایی این استان در مرز با کشورهای عراق و سوریه، آن را در معرض مستقیم طوفان‌های گردوغبار با منشأ خارجی قرار داده است. این پژوهش با هدف پایش روند مکانی–زمانی گردوغبار و شناسایی کانون‌های مؤثر در وقوع آن طی بازه زمانی 2020 تا 2025 انجام شده است. داده‌های ذرات معلق (PM) از ایستگاه‌های سنجش کیفیت هوای مهران و دهلران به‌عنوان داده‌های زمینی گردآوری شد. همچنین، شاخص‌های ماهواره‌ای شامل عمق نوری آئروسل (AOD) از MODIS، شاخص جذب آئروسل (AAI) از Sentinel-5P، شاخص گردوغبار (NDDI) و نقشه‌های شمارش رخدادهای گردوغبار (DECM) با استفاده از Google Earth Engine پردازش و تحلیل شدند. برای ردیابی مسیر انتقال ذرات گردوغبار نیز از مدل عددی HYSPLIT به‌صورت رهگیری معکوس ۲۴ ساعته استفاده شد.
نتایج نشان داد که بیشترین فراوانی رخدادهای گردوغبار در سال 2022 با بیش از 200 مورد در نواحی مرزی رخ داده است. اگرچه در سال‌های 2023 و 2024 اندکی کاهش مشاهده شد، تمرکز مکانی رخدادها همچنان در مناطق مرزی باقی مانده است. مقدار AAI در سال 2022 به بیش از 1.3 و مقدار AOD در نواحی جنوبی ایلام به بیش از 1.85 رسید که نشان‌دهنده شرایط بسیار ناسالم است. شاخص NDDI نیز در سال 2021 به بیشترین مقدار خود رسید و سپس کاهش یافت. شبیه‌سازی مدل HYSPLIT برای دو رخداد بحرانی در سال 2025، منشأ گردوغبار را در بیابان‌های غرب عراق و شرق سوریه نشان داد. در هر دو رخداد، ذرات گردوغبار با عبور از مرزها وارد استان ایلام شدند و شاخص AQI در ایستگاه‌ها به 500 رسید.
در مجموع، یافته‌ها نشان می‌دهند که استان ایلام با روند افزایشی گردوغبار مواجه است و کانون‌های فرامرزی، به‌ویژه در عراق و سوریه، نقش تعیین‌کننده‌ای در آلودگی دارند. استفاده همزمان از داده‌های ماهواره‌ای و مدل HYSPLIT در شناسایی منشأ، مسیر و شدت گردوغبار بسیار مؤثر بوده و لزوم اجرای راهکارهایی نظیر تثبیت خاک، احیای پوشش گیاهی، همکاری‌های منطقه‌ای و توسعه سامانه‌های هشدار سریع را برجسته می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

• سنجش‌ازدور
• شاخص AOD
• شاخص AAI
• شاخص NDDI
• شاخص DECM

عنوان مقاله [English]

Spatiotemporal Analysis of Dust Phenomena from 2020 to 2025 Using Remote Sensing and Source Tracking with the HYSPLIT Model: A Case Study of Ilam Province, Iran

نویسندگان [English]

• Alireza Yousefi Kebriya ¹
• Ali Khalili ²
• hasan rezaei ³

¹ Ph.D., Department of Water Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, sari, Iran. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7941-4948 , Email: alirezau3fikrbriya@gmail.com

² Assistant Professor, Department of Computer and Cybernetics, Faculty of Engineering and Aviation, Imam Ali (AS) Military University, Tehran, Iran. Email: Khalili@IAMU.ac.ir, Tel: +98 912 947 3550

³ - Ph.D., Department of Geography and Climatology, Faculty of Basic Sciences, Imam Ali (AS) Military University, Tehran, Iran. Email: rezaei_hasan63@yahoo.com, Tel: +98 915 472 2495

چکیده [English]

Dust storms have intensified in Ilam Province, western Iran, in recent years, posing serious environmental, health, agricultural, and infrastructural challenges. The province’s geographical location adjacent to Iraq and Syria exposes it to frequent transboundary dust events originating from arid zones in neighboring countries. This study aimed to monitor the spatial and temporal patterns of dust activity and identify major source regions from 2020 to 2025. Ground-based particulate matter (PM) data were collected from air quality monitoring stations in Mehran and Dehloran. Additionally, satellite-derived indices including Aerosol Optical Depth (AOD) from MODIS, Absorbing Aerosol Index (AAI) from Sentinel-5P, the Normalized Difference Dust Index (NDDI), and Dust Event Count Maps (DECM) were analyzed using the Google Earth Engine platform. Dust transport pathways were investigated using 24-hour backward trajectory simulations from the HYSPLIT model.
Results indicated a significant rise in dust frequency, with the highest number of events recorded in 2022 (over 200 events in border regions). Despite a slight decline in 2023 and 2024, dust activity remained concentrated near the border. AAI values exceeded 1.3 in 2022, and AOD reached critical levels above 1.85 in southern Ilam. NDDI peaked in 2021, indicating high dust deposition, then declined in subsequent years. HYSPLIT simulations for two critical dust events in 2025 traced the origins to western Iraq and eastern Syria. Dust plumes entered Ilam Province and led to maximum AQI values of 500 at Mehran and Dehloran stations.
Overall, the findings confirm the intensification of dust events in Ilam and the dominant role of external sources in Iraq and Syria. The integration of satellite-based indices and trajectory modeling proved effective in determining dust origin, movement, and intensity. These results highlight the urgent need for soil stabilization, vegetation restoration, regional cooperation, and the development of satellite-based early warning systems to mitigate future risks.

کلیدواژه‌ها [English]

• Remote sensing
• AOD index
• AAI index
• NDDI index
• DECM index