بررسی الگوهای همدیدی آلودگی‌های شدید هوا، در لایه وردسپهر زیرین کلان‌شهر تهران

آلودگی هوا امروزه یک مشکل اساسی در کلان‌شهر تهران محسوب می­شود. هدف این تحقیق معرفی الگوهای همدیدی پر تکرار و شایع در بروز آلودگی‌های شدید و بحرانی شهر تهران است. برای این منظور ابتدا داده­های مربوط به آلودگی هوا در بازه زمانی (2017-2007) دریافت و سپس براساس شاخص aqi روزهای خطرناک در هر یک از ایستگاه‌های سنجش آلودگی شناسایی گردید. در ادامه از داده‌های بازتحلیل پایگاه ncep/ncar با قدرت تفکیک افقی 2.5 در 2.5 درجه برای ترازهای 1000،925،850 و 700 هکتوپاسکال دریافت شد. پس از ترسیم نقشه‌های همدیدی ترازهای فوق، الگوهای همدیدی غالب و پرتکرار شناسایی شد. در طول دوره آماری 157 روز همراه با آلودگی شدید و خطرناک شناسایی گردید. از میان آلاینده‌ها تاثیرگذار بر روی شهر تهران بیش‌ترین میزان تاثیرگذاری آلاینده‌ها مربوط به آلاینده‌های pm10،pm5.2 و no2 می‌باشد. در مجموع 5 الگوهای همدیدی آلودگی شدید شناسایی گردید. الگوی پرفشارهای مهاجر، پرفشار سیبری، الگوی ترکیبی پرفشار سیبری و پرفشار عربستان و کم فشار پاکستان. سه الگو از پنج الگوی فوق بیش‌ترین تکرار را داشتند. در یک الگو که عموماً در دوره گرم سال رخ می‌دهد، کم فشار پاکستان مهم‌ترین نقش را در ایجاد بادهای شدید در بیابان‌های اطراف تهران داشته و بیش‌ترین آلاینده‌ها در این‌گونه آلودگی‌ها ذرات ریزگرد pm 10 و pm 2.5 می‌باشد. الگوی دوم مرتبط با آلودگی‌های دوره سرد سال می‌باشد. در این الگو پرفشار سیبری در لایه زیرین وردسپهر با فرارفت سرد عامل اصلی پایداری و انباشت آلاینده‌ها و در ترازهای بالاتر پشته‌ای از پرفشار عربستان باعث تشدید پایداری و ماندگاری شرایط جوی است. در الگوی غالب سوم پرفشار عربستان و زبانه آن در تمام لایه‌های جوی سبب پایداری خیلی شدید و ماندگاری آلودگی و پایداری هوا می‌شود. در این الگو به دلیل ماهیت دینامیکی سامانه علیرغم پایداری، دمای هوا به تدریج افزایش یافته و شرایطی کاملاً متفاوت از شرایط فصلی حاکم می‌شود.

Investigating Patterns of Severe Air Pollution in the Lower Tropospheric Layer of Tehran Metropolish

Air pollution is now a major problem in Tehran’s metropolis, which threatens the health of its citizens more than anything else. The purpose of this study was to introduce frequent and common synoptic patterns in the incidence of severe and critical pollution in Tehran. For this purpose, air pollution data were first obtained from Tehran Air Quality Control Bureau (20072017) and then hazardous days were identified based on AQI index at each of the stations. The rest of the NCEP / NCAR database reassessment data was obtained with a spatial resolution of 2.5 at 2.5 ° for sea level, 1000, 925,850 and 700 hp. After delineating a synoptic map of the above alignments, multiple dominant and repetitive synoptic patterns have been identified and analyzed by repeated eye examinations. During the statistical period, 157 days of severe and dangerous contamination were identified. Among the pollutants affecting Tehran, the most pollutants are PM10, PM2/5 and NO2. An indepth examination of 5 synoptic patterns revealed severe contamination: Patterns of European immigrant highpressure, Siberian highpressure, mixture of Siberia and Saudi high pressure, and Pakistani low pressure. In a pattern commonly occurring during warmweather pollutions, lowpressure Pakistan played the most important role in producing severe winds in the deserts surrounding Tehran, with the most pollutants being PM10 and PM2.5. The second pattern is caused by the cold season pollutions. In the model, the Siberian high pressure in the lower tropospheric layer (below 850 hPa) with cold advection was the main cause of stability and accumulation of pollutants and at higher levels of the Arabian high pressure stack, while intensifying stability and persistence of atmospheric conditions. In this model, coldweather stability dominates the city of Tehran. In the third dominant pattern of high pressure Saudi Arabia and its tablets in all atmospheric layers cause very strong stability and persistence of pollution and air stability. In this model, due to the dynamic nature of the system, despite the stability, the air temperature gradually increases and conditions are quite different from the seasonal conditions.