تحلیل الگوهای مکانی - زمانی آلودگی هوا و بارش به منظور استخراج ارتباط آنها در کلان‌شهر تهران

بارش یکی از فرآیندهای پنج‌گانه چرخه آب و لازمه ادامه حیات بر روی کره خاکی است. با گرم‌تر شدن کره زمین و کاهش منابع آبی، اهمیت بارش دو چندان می‌شود. در مقابل، آلودگی هوا پدیده‌ای است که حیات بشر امروز را به شدت تحت تاثیر قرار داده است. رشد جمعیت، توسعه کارخانه‌ها و تعدد خودروهای سوخت فسیلی از مهم‌ترین عوامل افزایش آلودگی هوا هستند. افزون بر شناخت ماهیت دو پدیده آلودگی و بارش، استخراج ارتباط بین این دو پدیده نیز برای مدیریت سنجیده سیاست‌گذاری‌ها و تصمیم‌گیری‌هایی که افزایش آلودگی و یا کاهش بارندگی را در پی دارند، دارای اهمیت می‌باشد. همچنین آگاهی از فرآیند آلودگی و بارش در فصول مختلف سال‌های اخیر، به پیش‌بینی بهتر وضعیت آنها در مناطق مختلف کمک می‌کند و می‌توان راه‌کارهایی جهت مدیریت منابع آبی و یا کاهش آلودگی هوا در هر منطقه ارائه داد. در این مطالعه سعی شده است که با بررسی داده‌های دو پارامتر بارش و آلودگی هوا در مناطق 22گانه کلان‌شهر تهران، همبستگی و رابطه بین این دو پارامتر از نظر مکانی و زمانی استخراج و مدلسازی شود. میزان بارش و کربن‌مونوکسید (co) هوا به عنوان شاخص آلودگی در سه مقطع زمانی سال‌های 1388، 1392 و 1396 بررسی شده‌اند. نتایج این مطالعه نشان می‌دهند که این دو پارامتر، رابطه معناداری با یکدیگر دارند. به عنوان مثال، در بیشتر مناطق تهران، ماه‌هایی از سال که دارای بارش کمتر بوده‌اند، به طور معمول از کربن‌مونوکسید بیشتری در هوا نیز برخوردار بوده‌اند. همچنین با استفاده از رابطه همبستگی پیرسون و آزمون واریانس یک طرفه (anova)، ارتباط این دو پارامتر برای هر ماه و برای هر منطقه از تهران به صورت جداگانه مورد مطالعه قرار گرفت که نتایج آن نشان می‌دهد این دو پارامتر با یکدیگر همبستگی داشته که با گذشت زمان و افزایش آلودگی شهر، همبستگی بین کربن‌مونوکسید و بارش در مناطق، کمتر شده است. علاوه بر آن در ماه‌های سرد سال به علت پدیده وارونگی هوا، بارندگی نمی‌تواند به تنهایی عامل کاهش آلودگی هوا باشد. در پایان، مدل رگرسیون چندجمله‌ای کربن‌مونوکسید بر حسب بارش برای هر یک از سه سال استخراج گردید که نشان‌دهنده وجود رابطه درجه سه بین دو پارامتر بوده است. ضرایب به دست آمده برای مدل رگرسیون نشان می‌دهد در سال‌هایی که بارندگی بیشتر بوده، این رابطه قوی‌تر و معنادارتر بوده است. این امر می‌تواند به علت افزایش تاثیر عوامل دیگر نظیر تراکم جمعیت، جهت باد، خودروها و ساختمان‌ها بر میزان کربن‌مونوکسید هوا در مناطق یا در مواقعی باشد که بارندگی کاهش می‌یابد. بنابراین ضرورت دارد که این عوامل در سیاست‌گذاری‌هایی که برای مناطق کم بارش یا زمان‌های کاهش بارندگی اتخاذ می‌گردند، منظور گردد.