تحلیل آماری- همدیدی غلظت آلایندۀ مونواکسیدکربن بر‌اساس سمت و سرعت باد و مخاطرۀ آن در شهر تهران

آلودگی هوا از مهم‌ترین مخاطرات محیطی کلانشهرهای ایران است که طی چهار دهۀ اخیر، زندگی این شهرها را پرهزینه و خطرناک کرده است. هدف این پژوهش بررسی ارتباط باد با آلودگی هوا و شناسایی سیستم‌های حرارتی و دینامیکی در شهر تهران است که به تکوین و تشدید شرایط پایدار جوی در دورۀ سرد منجر می‌شوند.در این پژوهش از سه روش آماری، همدیدی و ترمودینامیکی برای رسیدن به اهداف یادشده استفاده شده است. در قسمت آماری، ویژگی باد در 16 جهت جغرافیایی با آلودگی هوا در یک دورۀ ده‌ساله در شهر تهران بررسی شد. به‌منظور محاسبۀ همبستگی و تحلیل وایازی بین مونواکسیدکربن با سرعت باد از ضریب همبستگی پیرسون و تحلیل وایازی استفاده شده است. نتایج نشان داد که همبستگی معناداری در سطح 99 درصد بین آلایندۀ مونواکسید کربن با سرعت باد در کل جهات وجود دارد، اما با تفکیک جهات به 16 جهت اصلی، بیشترین همبستگی (معناداری در سطح 99 درصد) بین سرعت باد در سمت nw ، sse و w است. جهت عکس تغییرات سرعت باد در این سمت‌ها با مونواکسید کربن، نشان می‌دهد که با افزایش سرعت باد از مقدار آلایندۀ مونواکسید کربن کاسته می‌شود و برعکس. نتیجۀ دیگر این بررسی، جهت تغییرات سمت‌های باد ne و ene است که مستقیم‌اند و با افزایش سرعت باد، آلایندۀ مونواکسیدکربن هم افزایش یافته است. همچنین میانگین سرعت باد در روزهای آلوده 3/1 متر بر ثانیه است که از میانگین سرعت دورۀ سرد مطالعاتی که 5/2 متر بر ثانیه است، کمتر است.در قسمت همدیدی پژوهش، 14 نمونه روز با آلودگی فراگیر در دورۀ سرد سال در طول دورۀ آماری 2002 تا 2012 انتخاب شد. نقشه‌های مورد نیاز مرتبط در تراز‌های مختلف جو (تراز 500، سطح زمین و نقشۀ تاوایی) با استفاده از داده‌های دوباره پردازش‌شدۀ ecmwf و در محیط grads ترسیم شدند. نتایج بررسی نشان داد که در بیشتر روزهای مطالعاتی، آلودگی هوا از الگوی پرفشاری تبعیت کرده و در لایه‌های میانی جو، منطقۀ تهران یا روی محور پشته یا در پایین‌دست محور قرار گرفته که با همگرایی جریانات سطوح فوقانی جو، فرونشینی هوا در سطح زمین رخ داده است. در قسمت ترمودینامیکی، با ترسیم نمودار skew-tدر نرم‌افزار raob و مشخص کردن نوع و ارتفاع لایۀ وارونگی مشخص شد که غلظت آلودگی هوا در زمانی که وارونگی تابشی زیر ارتفاع 100 متر از سطح زمین اتفاق می‌افتد، شدید و مخاطره‌زا می‌شود. همچنین در حالت جو پایدار، از سطح زمین تا تروپوسفر میانی و جو بالاتر، باد، سرعت چندانی ندارد.