مدلسازی مکانی-زمانی انتشار محلی مونوکسیدکربن ناشی از ترافیک با استفاده از مدل GRAL در محیط‌ شهری (مطالعۀ موردی: خیابان کارگرشمالی، تهران)

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.

2 استادیار گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات مکانی، دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی

3 گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

10.22059/jes.2025.395717.1008608

چکیده

هدف: این پژوهش با رویکردی مکانی-زمانی، به بررسی الگوی حرکت و رسوب‌گذاری ذرات آلایندۀ مونوکسیدکربن ناشی از ترافیک وسایل‌نقلیه در ترازهای ارتفاعی نزدیک به سطح زمین، در مقیاسی محلی و در بخشی از شهر تهران می پردازد؛ محیطی که با ساختار شهری پیچیده و ناهمگن خود تأثیر بسزایی بر روند پراکندگی آلاینده‌ها دارد.
روش: پس از شناسایی پارامترهای مؤثر بر حرکت ذرات آلاینده، این عوامل در سه دستۀ معیارهای اقلیمی، مکانی و ترافیکی طبقه‌بندی شدند. در ادامه، با بهره‌گیری از مدل ریاضیاتی ترکیبی اولرین-لاگرانژین موسوم به GRAL و برقراری ارتباط بهینه میان پارامترها، دینامیک حرکت و غلظت ذرات در بازۀ زمانی یک ‌ساعت پس از انتشار، در پنج سطح ارتفاعی و در بخشی از خیابان کارگرشمالی شهر تهران شبیه‌سازی و تحلیل شد. به‌منظور ارزیابی عملکرد مدل، از شاخص‌های آماری ضریب همبستگی پیرسون و میانگین خطای سوگیری بهره گرفته شد.
یافته‌ها: بیشترین همبستگی بین مقادیر پیش‌بینی ‌شده و اندازه‌گیری ‌شده در تراز ارتفاعی 10/5 متر و کمترین مقدار آن در ارتفاع 26 متر به‌دست آمد. در این زمینه، دیواره‌های ساختمانی و ارتفاع ایستگاه نمونه‌برداری نقش مؤثری ایفا می‌کنند. در ارتفاعات پایین‌تر (2 و 4/5 متر)، به‌دلیل وجود موانع ساختمانی و جریان‌های ضعیف باد، تمرکز ذرات بیشتر و سوگیری مدل، مثبت مشاهده شد. با این‌حال، نتایج به‌دست آمده از معناداری آماری برخوردار بوده و نشان ‌دهندۀ عملکرد مناسب مدل در بازنمایی شرایط واقعی هستند. همچنین، بیشترین غلظت ذرات آلاینده در سطح خیابان و در نزدیکی ورودی کوچه‌ها ثبت شد. چنانچه جهت باد همسو با محور خیابان باشد، خیابان به ‌منزلۀ دالانی برای تخلیۀ ذرات آلاینده عمل می‌کند. اما در صورت وزش باد عمود بر جهت عبورومرور، ورودی کوچه‌ها به کانون تمرکز و تخلیۀ آلاینده‌ها تبدیل می‌شود.
نتیجه‌گیری: تحلیل نقشه‌های غلظت، میدان باد و پروفیل‌های عمودی نشان داد که متغیرهایی چون هندسۀ شهری (شامل جهت‌گیری و ابعاد معابر و ارتفاع ساختمان‌ها)، جهت باد و میزان پایداری جو، سناریوهای متنوعی از پراکندگی یا رسوب‌گذاری ذرات آلاینده را در محیط شهری رقم می‌زنند. شواهد به‌دست ‌آمده نشان می‌دهند که بیشترین تراکم ذرات آلاینده هم از نظر مدت ‌زمان ماندگاری و هم از نظر حجم تجمع، در ارتفاعی کمتر از 30 متر نسبت به سطح زمین که با محدودۀ تنفسی ساکنان شهر منطبق است، رخ می‌دهد. این یافته‌ها بر ضرورت مدلسازی آلودگی هوا در مقیاس محلی، با لحاظ کردن ویژگی‌های هندسی و جریان‌پذیری محیط‌های شهری تأکید می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

محیط شناسی

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ
انتشار آنلاین از تاریخ 30 فروردین 1405

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار