1

بینی غلظت ذرات معلق در سطح زمین با استفاده از ارائه مدل آماری جهت پیص

های سنجص از دور و هواضناسی داده

4یان ، سعید ستد3ترات مجردی ،2علی اسماعیلی ،*1احمد پلان

جش از دير، داوشگا تحصیالت تکمیلی صىعتی ي فىايری پیشرفتىس مىدسی داوشجی کارشىاسی ارشد -1

ادیار گري مىدسی سىجش از دير، داوشگا تحصیالت تکمیلی صىعتی ي فىايری پیشرفتاست -2

گري مىدسی وقش ترداری، داوشگا علم ي صىعت ایراناستادیار -3

داوشگا صىعتی شریف-محیط زیست-گري آب -دکتراداوشجی -4

Email: A.Pahlavan@live.com

دهیچکالهیي .ؿهد هحؼهة ههی پشروؼیه ؿهشب ؿهش صذگی ـىالته هوتشیي اص یىی اهشص ا آلدگی

ش ایىسي، جت ا .ثبؿذ هی دس مبط هختلف ب آالیذغلظ هیضاىدلیك ثشآسد هـىل، ایي ثب همبثل وبؾ هوتشیي گبم ر

دگی صتزت تای ستىجش ت ای بسیازی دز شمیى وصب ي وگدازی ایستگگا سىجش غلظت ذزات معلق سسمای گرازی

باشتد اش ا ومایىد شعاع محديدی اش اطساف ایسگگا متزد وظتس متی شد دز ایه ایسگگا گیسی اوداشگسفگ است اما غلظت

-ای سىجش، پشش مکاوی کامل اش مىطق مزد وظس قابتل دستت طسفی با تج ب صیى باالی وصب ي وگدازی ایسگگا

تای ز شمیىت ستىجش اش ديز، زا زا جتت ستىجش غلظتت ايیصتا اش طسیتق داد ای اخیتس د پیشسفت باشد یابی ومی

بدستت متد اش AODديزسىجی فسام يزد است با تج ب امیت ایه مضع دز ایه تحقیق بت بسزستی زابطت بتیه

PM10میصان غلظت مازی دل شد است تا بگان با ازائ مشمیىی پسداخگ ای شد دز ایسگگا گیسی اوداش PM10مااز ي

استگااد PM10غلظتت بیىتی پتیش بسای ایه مىظز اش مدل زگسسین خطی چىتد مگییتس جتت دز سطح زا بس يزد ومد

تسط زطبت وستیی اصت ی تسا ي ک ا باشیابی شد اش سىجىد مدیس مااز AODابگدا مقادیس زاسگا گسدید دز ایه

بت عىتان ی اشىاسی مچن دما، ازتاتاع الیت متسشی ي دیتد افتق ا دادس مسگقل دز کىاز ن مگییسپس ب عىا ،شدود

دز وایت اش مدل زگسسین خطی چىد مگییس ضسیب میسگگی يزيدی مدل خطی چىد مگییس مزد اسگااد قساز گسفگىد

ضتسایب ااصتل بیتان کىىتد زابطت دست مد ب بسای ديز مد ساشی بسای مااز کا 77/8بسای مااز تسا ي 88/8 ،باال

باشد ای ي غلظت ذزات معلق دز سطح میای ماازوسیگا قی بیه داد

، مدل رگرسین خطی چىد متغیرAOD ،PM10سىجش از دير، سىجىد مدیس، کلیدی: کلمات

2

مقدمه -1

دس ها آلهدگی اخیهش هب ػهب دس داسد. استجبط یؼ عج اؼبى ػالهتی ثب هؼتمیوب و اػ ا هؼئل ا آلدگی اػ . ؿذ تجذیل هیش هشي اكلی ػاهل اص یىی ث یبفت تػؼ تػؼ حب دس وـسب ثه هغبلؼهبت عجهك عسیىه هؼتمین استجبط و اػ للجی تفؼی هـىالت اص بؿی ؿشب ایشاى دس هیشب هشي دسكذ 70 صیؼ هحیظ ػبصهبى

اكهلی و رسات هؼلك هوتشیي ػبهل ازبم ؿذ، هـخق گشدیذثب تر ث تحمیمبت .[1] داسد ا آلدگی ثبغیشهؼتمین یب، ثبػج تأحیش ثش س همذاس تهبثؾ ب رسات هؼلك ػال ثش تذیذ ػاله اؼبى .[2] ؿد هی هحؼةگی ا دس ؿشب آالیذ

صهیي، تأحیش س الگب رشیبى ر ، تغییش دهب ػغحی صهیي ثهبسؽ خسؿیذ ث صهیي، تغییش ػیؼتن صیؼ هحیغی دلیهك، گیهش اهذاص ها، وبؾ آلهدگی ر هفیذ بس وسا اسائ ثشا اص ایي س الیي لذم .[4]ؿذ هیوبؾ دیذ یض

زؾ آلدگی ا ثه كهست ػب تػظ ایؼتگبهمبدیش غلظ رسات هؼلك ثبؿذ. هی غلظ رسات هؼلك ون ضی ػشیغ ؿد. گیش هی اذاصػبػت 24 هب هیهضاى آالیهذ اگشچ ایي ایؼهتگب وبیهذ اههب گیهش ههی هب سا ثهب دله ثهبالیی اهذاص ثبؿهذ وچهه اعهشاا ایؼهتگب ههسد ظهش ههی ا ثشا یه هغم ؼهجتب ب كست گشفت ث كست مغ گیش اذاصهرت ػذم تری التلبد ثهشا ثبؿذ و ویي اهش ب ثؼیبس صیبد هی احذاث، گذاس تؼویش ایؼتگب ب یي ضیوچ

ر تحمیهك ث كست پیػت ب دادث ویي دلیل ثبؿذ. دس یه هغم هیػزؾ آلدگی ب گاحذاث تؼذاد صیبد ایؼتیي اهش ههبغ اص ازهبم هغبلؼهبت دلیهك دس ثحهج او . گیشد لشاس وییي هحممبى هؼئلدس دػتشع ب والى گیش تلوین

گیهش ر اذاص پیـشفت ب اسائ هذ . ثبثشایي یبص ث گشدد ب هحیظ صیؼ هی آلدگی ا تبحیش آى ثش ػاله اؼبى پیـشف ثب اهشص ؿد. واس احؼبع هی ثلست پیػت شیؼتش ػ ،تش ب ثشا هبعك ثب ػؼ ثیـتش ثب ضی پبییي آالیذ ایي دسغیشهؼتمین ث كست ا آلدگی پبیؾ دس تابیی ؿبذا هباس ب آس في دس اص ػزؾ ػلن ػلوهی حهص

MODISتػظ ػؼسب هتؼذد هبذ و (AOD) 1ب ایضس ػوكدس ایي ساػتب اػتفبد اص پبساهتش و [5]ؼتین 2

،

POLDER3

،MISR4

،TOMS5

،6

AVHRR، 7SeaWiFS حل هـىل پهیؾ آههذ هفیهذ الهغ تاذ ر ؿد، هی هی ثبصیبثی اصیىی دس وـسب هختلف هغبلؼبت صیبد دس ایي صهی ازبم ؿذ اػ . اهب دس ایشاى و .[6]گشدد وـسبیی اػه وه صیبد تػظ هحممیي ثشا ب ، هغبلؼبت ثؼیبس ووی ازبم ؿذ اػ . ثب تر ث ایى هذ سا داسد تشیي ؿشب دیبآلد

ثب تر .[7] هتفبتی داسد ب وبسثشد ربی ذاسد ثشا ش هغم دل ب ثشآسد غلظ رسات هؼلك اسائ ؿذ، اهب ایي هذ ؿد. هی احؼبعا ثب دس ظش گشفتي ؿشایظ هغم یيب هذ ئاسا ث اوی ایي هضع یبص ث

هب ػهزؾ اص دس ثه اص دادرسات هؼلك دس ػغح ثب اػتفبد غلظ ر ثشآسد یاسائ هذلس اص همبل پیؾذا یي ثب تر ث ایي هضع و غلظ رسات هؼلك دس ػغح صههیي چ. وثبؿذ هی ػاى یه داد پیػت، اسصاى دس دػتشعى خهثی تاذ تب هیهضا بػی هیپبساهتشب اؿثبثشایي اسد وشدى ا یض لشاس داسذ، تح تبحیش ؿشایظ آة ایی هغم

گشدد. ػجت ثجد ػولىشد هذ

1 Aerosols Optical Depth 2 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer 3 Polarisation and Directionality of Earth's Reflectances 4 Multi angle Imaging Spectro-Radiometer 5 Total Ozone Mapping Spectrometer 6 Advanced Very High Resolution Radiometer 7 Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor

3

منطقه مورد مطالعه -2دسره 51رغشافیبیی حذ فبكل ع دس رغشافیبیی ظش اصثبؿذ هی ویلهتش هشثغ 730دس حذد تشاى ؿش هؼبح

دلیم ؿوبلی 34دسر 35ویلهتش ػشم رغشافیبیی 50دلیم ؿشلی، ث ع تمشیجی 36دسر 51دلیم ؿشلی تب 2 استفهبع ؿهش دس رهة، دس .[16] (1)ؿهىل ویلهتش گؼتشد ؿذ اػ 30دلیم ؿوبلی ث ػشم تمشیجی 50دسر 35تب

هحذد ثی ثی ؿش ثب ب استفبػبت الجشص دیاس ؿوبلی و .سػذ هی هتش 2000هتش دس ؿوب ث 1200شآثبد فشدگب هثب تر ث ایى ثبدهب غبلهت .ؼتذاهب احی رثی غشثی تشاى چذاى هشتفغ ی .دذ هی دیاس ؿشلی ؿش سا تـىیل

تهاى اتظهبس داؿه وه ػهذب ب كؼتی یض دس غشة آى هؼتمش ؼتذ، ههی تشاى ر غشثی داؿت ثیـتش وبسخبؿذ ایي ث ثه وؼتبی ؿوب ؿشق هبغ خشد هاد صایذ ؿذ و تػظ ایي ثبدب ث داخل فضب ؿش آسد هی

.[3]ؿد و ا ؿش ث یظ دس احی هشوض ؿشق دس اغلت البت آلد ثبؿذ هیخد هرت

(Google) . وقش محديد شر تران1شکل

مواد و روش تحقیق -3ؿهد. دس ب ثىبس سفت دس ایي تحمیك پشداخته ههی ب هسد اػتفبد سؽ ایي ثخؾ ث هؼشفی ثشسػی داد دس

ػهبص هحبػهج ب هسد اػتفبد ر آههبد ب فشه ؿد. ػپغ سؽ هی ؿشح دادب یظگی آىب دااع دااثتذا ؿد. هی ح هذلؼبص ؿشح داد یض ؿد. دسبی ب تضیح داد هی ب ثشا اػتفبد دس هذ ثشخی پبساهتش

4

ها داده -3-1

ماهواره ایی ها داده -3-1-1

ب تشا آوا لهت ؿهذ اػه ایهي د دس ههذاسبیی وه وهذیگش سا تىویهل اسػزذ هدیغ ثش س هبثهشا هغمه ػهزذ ههدیغ MOD04-L2 MYD04-L2هحل هسد اػتفبد اصا داد هباس ذ.وذ، دس حشوت هی

MO MYذب یـه تهشا آوها ثه تشتیهت ثهب پ ب هباس ثشا هدیغ هحلالت و اػتخشاد ؿذ اػ هسد ظشپیىؼل و لذست تفىیه هىبی ش پیىؼهل 203×135هسد ظش ث كست هبتشیؼی ثب اثؼبد ب دادؿذ. بهگزاس هی

ػذد فبیل 3وىي اػ تب هثد ثشا ش هغم دس ش سص HDFب فشه ایي داد. ؿد ثبؿذ، تی هی هتش هیویل 10×10 لجهل اص ههش 11:30الهی 10:30ػزذ هدیغ هباس تشا اص ایهشاى ثهیي ػهبػبت ثشداس وػبػ . یض هرد ثبؿذ

ثبؿذ. یه ث ل هحلیثؼذ اص هش 13:30الی 12:30ػزذ هدیغ هباس آوا 2011هب هدیغ ثشا هغم هسد هغبلؼ هشثط ث ػب MOD04 MYD04ب دس ایي تحمیك توبهی داد

وذ یؼی ازبم ؿهذ. 2دس شم افضاس هتلت AODب دالد ؿذ. ث هظس اػتخشاد داد 1اص ثؼبی بػب 2012یوی اص ػب ع ػشم رغشافیبیی هبتشیغ ب اػتفبد اص هبتشیغ ػزؾ آلدگی ب ایؼتگب هلؼی ثب تر ث هـخق ثدى

.گشدیذاػتخشاد ایؼتگبا هتبهش ثب ب هباسداد( AOD) هحل هسد ظش.

ایستگاه سنجص آلودگی هوای ها داده -3-1-2

ا غلظه دس ایي تحمیك ر تؼییي ساثغ هرد ثیي ػوك س ایضب ث دػ آهذ اص ػهزذ ههباسایؼتگب ػزؾ آلدگی طئفیضیه و دس هشوض ؿش تهشاى هشثط ث PM10ب ػبػتی غلظ درسات هؼلك دس ػغح اص دا

دس عه ؿهجب سص ثه كهست ػهبػتی هختلهف سا هب ، اػتفبد گشدیذ. ایي ایؼتگب هیضاى غلظ آالیذػالغ ؿذ اب اوؼل اص س ایؼتگب هسد ظش اص فبیل هباسثب تر ث صهبى ػجس PM10ب ػبػتی غلظ ذ. دادو گیش هی اذاص

اػتخشاد ؿذ اػ . دس كستی و ػهزذ دس ثهیي ػهبػبت )ثه ػهاى هخهب 3تی ؿذ تػظ ؿشو وتش ویفی اهشثهط PM10ب غلظ اص دسیبثی خغی داد PM10شا هحبػج غلظ ث ثبؿذ،ثشداس سا ازبم داد ( و10:30ػبػ

. اػ اػتفبد ؿذ 11 10ث ػبػبت

هواضناسیی ها داده -3-1-3

داؿت ثبؿهذ. دس الهغ ایهي خلكهیبت ثه AOD-PM10تاذ تبحیش صیبد ثش س ساثغ خلكیبت رسات هؼلك هیی ب اپتیىهحش ؼتذ. اص عشفی یض یظگی AODثبؿذ دس هحبػج همذاس ب اپتیىی رسات هیػی ـبى دذ یظگی

ثبؿهذ. لهزا ره لحهبػ رسات هؼلك دس ؿشایظ هختلف تح تبحیش پبساهتشب اؿبػی هبذ سعث ، ػشػ ثبد غیش هیؿد تب ثب اػتفبد اص ایي پبساهتشب ث ػهاى هتغیشهب وشدى تبحیش پبساهتشب اؿبػی ثش س ساثغ هسد ظش، تالؽ هی

اؿبػی هسد اػتفبد دس ایي تحمیك دس ریل ثلهست هزهضا ؿهشح داد ب داد یذ.هؼتمل ساثغ هسد ظش سا ثجد ثخـ .ؿد هی

1 http://modis-atmos.gsfc.nasa.gov 2 MATLAB 3 Air Quality Control Company

5

ثبؿهذ، ب هرد دس ػغح هی ا ثش همذاس خلكیبت آالیذ اص آزبییى پبساهتش دهب داسا تبحیش لبثل هالحظ دما:هب فتؿهیویبیی شد. افضایؾ دهب اص عشیك افضایؾ اوؾگی ث ػاى یىی اص هتغیشب اكلی دس هذ هسد اػتفبد لشاس هی

. [8]گشدد ؿذ تػظ هباس هی بصیبثیث AODب حبی دس ر ؿذ ایي اهش ػجت تغییش دس همذاس ػجت تلیذ آالیذذ. ثبؿه پبساهتش دیگش و دس تحمیمبت ثؼیبس هسد تر لشاس گشفت اػ ، هتغیش سعثه ؼهجی ههی رطوبت نسبی:

ب سعث دػ ثخلف رسات هؼلك ؿهد. اص تاذ ثبػج تغییش خلكیبت فیضیىی آالیذ چشاو تغییشات ایي پبساهتش هیب ػزؾ غلظ رسات هؼلك سا دس ؿشایظ اػتفبد ؿذ اػ . اص آزبییى ایؼتگب AODسعث ؼجی ثشا اكالح همبدیش

ثیـهتش رسات هؼلك یضاى غلظ هؼجی یض ثش اذاص رسات هحش اػ ، لزا دس ر وذ اص عشفی سعث گیش هی خـه اذاصثذػه آههذ دس حبله ػهبد AODثهبثشایي همهبدیش . ثبؿهذ ب ػزؾ آلدگی هی گیش ؿذ دس دػتگب اص ؿشایظ اذاص

اساهتهش تػهظ ثبیؼه یهه ثبؿهذ وه ب ػزؾ هیگیش ؿذ دس ایؼتگب اذاص PM10هتبػت ثب همذاس ثیـتش اص غلظ سا ثهب فهشم ایىه سؿهذ اهذاص f(RH)( تهبثغ سعثه ؼهجی 1976) 1ثشا ساحتی وبس بل. [9]سعث ؼجی اكالح ؿد

( ـبى داد اػ :1وذ تغییشات بگبی ذاسد، ث كست هؼبدل ) ایضب ثب سعث ؼجی ث كست حبث تغییش هی

)100

1()(RH

RHf

ثبؿذ. ضشیت سؿذ پشاوذگی بل هیɣ ثبالو دس فشه

دس ظش گشفتي ایي هضع و تبثغ سعث ؼجی ثذػ آهذ اثؼت ث صهبى هىبى اػه یظگهی ایضهب ثهب ( 2عجهك فشهه ) یضاػتفبد ؿذ و دس ایي تحمیك 2009دس ػب 2وذ، ساثغ صیش تػظ گ همذاس سعث هختلف تغییش هی

.[10]اػتخشاد ؿذ اص ػزذ هدیغ اكالح گشدیذ ب AODتوبهی

)(RHf

AODAODRH

هذلؼبص هسد اػتفبد لشاس دسب دهب سعث ؼجی هشثط ث ایؼتگب ػیپتیه طئفیضیه دادهغبلؼ حبضش دس هب ػه هب دس ثهبص هتشاگیش پبس ب ث كست رذا اوؼل اص ػبصهبى اؿبػی وـس تی ؿذ و اذاص گشف . ایي داد

هش ثه له هحلهی ثهشا 12:30ب هباس تشا ػبػ كجح ثشا داد 9:30ب ػبػ اص دادػبػت ازبم ؿذ ثد. گیهش ثه صههبى ػجهس ههباس هباس آوا اػتفبد ؿذ. دلیل اتخبة ایي ثبص صهبی ث ػل ضدیه ثدى ثبص صهبی اذاص

ثبؿذ. هیداسهذ ثه AODدیذ افمی ثب تر ث استجبط هؼتمیوی و ثب همبدیش غلظ رسات هؼلهك وچهیي بساهتشپ فق:دید ا

ث ل هحلی وه ثه 13 11ب ثشا د ثبص صهبی كست یه هتغیش هؼتمل دس هذ سگشػیی اسد ؿذ اػ . ایي داددسیبفه 4هشثط ث ػهبصهبى اؿبػهی آتالتهب 3گبثبؿذ اص تبس ا هیهدیغ تشا آوثشداس ػزذ تشتیت وضهبى ثب و

ؿذ اػ . دس ایي هحهذد ههسد ثشسػهی لهشاس ب الی هشص استفبػی اص ػغح صهیي اػ و اتمب آالیذ ارتفاع الیه مرزی:

ت هؼتمین تحه تهبحیش تغییهشات ویلهتش پبییي تش اص اتوؼفش اػ و ث كس 2الی 1گیشد. ثش اػبع تؼشیف ایي هحذد هییظگی اكلی استفبع الی هشص ، هیضاى استفبع آى اص ػغح صهیي اػ .[11]ههتم، گشهب تغییشات ثخبس آة هرد لشاس داسد

1 Hanel 2 Guo 3 www.wunderground.com 4 Atlanta

(1)

(2)

6

ب وشفتی ؿىل گیهش اثهش هه دس آى ؿهىل ب تشپػفش هبذ تصیغ ایضب، فؼبلی ذاد صیبد اص فشآیذو تؼحه ب ویفی ا اللین ث هظهس تؼیهیي ثبثشایي استفبع الی هشص ث ػاى یه ػبهل اكلی دس هذ .[12]گیشد هی

هب ب صهیی هیضاى آالیهذ گیش گیشد. اذاص توؼفش هسد تر لشاس هی، ایضب، اثش ػبختبس آلدگی ا1تالعن اختالطدذ و ثخؾ اػظوی اص ثبس رشهی رسات دس الی پبییی تشپػفش ػبوي ؼتذ تصیغ رشههی رسات دس صیهش ر ـبى هی

هب استفهبع الیه ههشص یهل داد الی هشص صهیي ث دلیل اختالط فؼب ، توبیل ثبالیی ث وگي ؿذى داسذ. ثه وهیي دل . [9]گشدد ب هسد ظش لحبػ هی ب دس هذ هحبػج ؿذ ث ػاى هتغیش پیػت ر ـبى دادى تصیغ ػود آالیذ

ر هحبػج استفبع Bulk Richardson numberثب اػتفبد اص سؽ سادیػذ هشثط ث ایؼتگب هشآثبد ب اص دادایي سؽ اص هـبذات ث دػ آهذ اص ر ثبال ر هحبػج استفبع الی هشص ثهشا . (3 )هؼبدل ش گشفت ؿذثالی هشص

ؿهد استفهبع ب استفبع ویـ هخج هحبػج ههی گیشد. دس ایي سؽ دس توبم حبل بپبیذاس، خخی پبیذاس ثش هی بل رح هفی )خغب( خاذ داؿ .

2

*

22)(

bUVVUU

ZZg

zRi

SZSZ

SVs

VZ

Vs

گیش ب اذاص هشثط ث داد Sگیش ؿذ ثبال ػغح صهیي اذیغ ب اذاص هشثط ث داد Zو دس آى اذیغ ثشاثش ثب ؿتبة گشاؾ gثبؿذ. ؿذ دس ػغح صهیي هی

28.9S

m، V ي،دهب پتبؼیل هزبص ثشرؼهت دسره ولهی Z استفهبع

ػهذد حبثه bب ػهشػ ثهبد ثهش حؼهت هتهش ثهش حبیه، هلف U V سادیػذ ثش حؼت هتش، ثشداس و*U ػهشػ

ثبؿذ. اكغحىبن ػغح ثشحؼت هتش ثش حبی هیدس Ri(z)=0.25 الهیي گیش ؿذ دس پشفیل ػود ، د ػغحی و ثشا توبم همبعغ اذاص Ri(z) پغ اص هحبػج

ؿد تؼیهیي هی 25/0ثشاثش Ri(z)ؿذ. ثب دسیبثی خغی ثیي د ػغح، استفبػی و دس آى گیشد اتخبة هی ب لشاس هی ثیي آى ثبؿذ. گشدد. استفبع ثذػ آهذ وبى استفبع الی هشص ثب سؽ ػذد سیچبسدػى هیهی

های رگرسیونی مدل -3-2

ته خغی ، اؿبػی غلظ هرد دس ػغح اص هذ سگشػیى ب هباس ر ثشسػی ساثظ هرد ثیي داد ؿد. ب اؿبس هی ؿد و دس صیش ث آى چذ هتغیش اػتفبد هیهتغیش

مدل رگرسیون خطی تک متغیره -3-2-1

غلظ AODتحلیل ساثغ خغی ثیي هذ سگشػیى خغی ته هتغیش ث ػاى الیي هشحل دس ایي تحمیك ر PM10 اسصیبثی احتوب اػتفبد اص AOD گیهشد. ههذ سگشػهیى تش هسد ثشسػی لهشاس ههی ث هظس تػؼ یه هذ پیچیذ

ؿد. ( تؼشیف هی4خغی ته هتغیش ث كست فشه )

AODPM AOD 010

ؿهیت αAODػشم اص هجهذا α0صهیی، ب ؿذ دس ایؼتگبگیش غلظ رسات هؼلك اذاص PM10و دس فشه ثبال ثبؿذ. هذ خغی ته هتغیش هی

1 Turbulence Mixing

(3)

(4)

7

مدل رگرسیون خطی چند متغیره -3-2-2

و دس هغبلؼبت ثؼهیبس AOD-PM10خغی ته هتغیش سگشػیى هغبلؼبت ازبم ؿذ ـبى داد اػ و اسائ هذ ثیی غلظ دس ػغح اسائ وبیذ. چشاوه غلظه رسات ثهشا ؿهش پیؾتاذ هذ لبثل اػتوبد ر ازبم ؿذ اػ وی

تشاى ثب تر ث هبثغ هختلف آلدگی وچیي ػببت ثؼیبس ثبال هـبذ ؿذ دس غلظ هشثهط ثه یهه ػهب ، ثه ثیی غلظ ثپشداصذ. پیؾا ثتاذ ثب دلتی ثبال ث ب هباس تاى اتظبس داؿ و داد ػاهل هختلفی ثؼتگی داسد وی

تاهذ ثبؿهذ، ههی هب ههی دس تیز ثب اضبف وشدى پبساهتشب هؼتمل تبحیش گزاس دیگش و ث ػی ثیبگش خلكیبت آالیهذ هرت ثجد هذ ته هتغیش گشدد. ش ساثغه ته ب خغی ته هتغیش، ر ثشسػی ثتش دلیك دس هذ PM10 غلظ AODپغ اص ثشسػی ساثغ ثیي

ثیهی ب دس پیؾ ب سگشػیى خغی چذ هتغیش اػتفبد ؿذ تابیی ایي هذ هرد ثیي پبساهتشب هسد ظش، اص هذ هب داد AODدس ػغح هسد ثشسػی لشاس گشفت اػ . هذ سگشػیی چذ هتغیش هسد ظهش ثهب هـهبسو PM10غلظ

( آهذ اػ .5فشه )خغی چذ هتغیش هسد اػتفبد دس ایي هغبلؼ دس ؿد. هذ سگشػیى اؿبػی تؼشیف هی

ثبؿذ. دس ایي سؽ تشویت ػشم اص هجذا ول هؼبدل هی α0دیذ افمی، Visاستفبع الی هشص ، PBLHدهب، Tو دس آى ا هشص ، سعث ث وشا داد ههباس هتغیشب هؼتمل هختلفی اص رول ػشػ ثبد، ر ثبد، دیذ افمی، دهب، استفبع الی

پبساهتشب هؼتمل دیذ افمی، دهب، استفبع الی هشص هـخق گشدیذ و ب، دس هذلؼبص چه ؿذذ و پغ اص ثشسػی هذ AOD وبیذ. اسائ هی ثتشیي تیز سادس وبس ن

نتایج و بحث -4

رگرسیون خطی تک متغیره -4-1

ا رغشافیبیی، تبیذ هتفبتی دس ب هغم عك هختلف دیب ازبم ؿذ اػ ، ثب تر ث یظگیتحمیمبتی و دس هبؿیت ػشم اص هجذاء هتفبتی سا ثشا هغم هسد هغبلؼه خهد شوذام اذوشداسائ AOD PM10خلف ساثغ ثیي

.[15-14-13]ثذػ آسدذ گیش ؿذ دس ػغح ثهشا اذاص PM10ب اػتخشاد ؿذ اص هباس داد خبم AODدس ایي تحمیك اثتذا ساثغ ثیي

ثهشا ایؼهتگب طئفیضیهه ثهشا PM10دس همبثل غلظه AOD هذلؼبص هسد ثشسػی لشاس گشف . وداس پشاوذگی ثبص ( ـبى داد ؿذ اػ .2) ؿىلتشا آوا( دس ب هباسػزذ هدیغ )

PBLHTVisAODPM PBLHTVisAOD 010(5)

8

ماار آکا (B)ماار ترا ي PM10 (A)ي غلظت سىجىد مدیس AODراتط تیه -2شکل

ثشا ػزذ هدیغ هباس تهشا 36/0ؿد ساثغ خغی ثب ضشیت وجؼتگی هی ( هـبذ2و دس ؿىل )وبغس

ؿذ رد داسد. ثب تر ثه گیش اذاص PM10 غلظ AODخبم ب ثیي دادثشا ػزذ هدیغ هباس آوا، 32/0 AODایى یچگ ؿشایظ هحیغی ثش س داد اػوب ـذ اػ ضشیت وجؼتگی الی ـبى دذ رد ساثغ ثیي

PM10 ثبؿذ و ثب اػوب تبحیش ؿشایظ هحیغی ثش س هیAOD هتش وجؼتگی ثهیي ایهي د پهبسا اتظبس داؿ تب تاى خبم هی .ثجد یبثذ

AODها تصحیح رطوبت نسبی بر روی داده -4-2

ؿد، دس كستی وه گیش هی دس ضؼی خـه اذاص PM10ؿبػی یض روش ؿذ غلظ وبغس و دس ثخؾ سؽ AODهحبػج ؿذ، ؿشایظ هحیظ تبحیش گزاس ثد اػ همذاس AODدس ثهش اػهبع ؿهشایظ الؼهی رسات دس ره هحبػهجهتفبتی سا ؼهج ثه حبله AODػجت تغییش دس خلكیبت اپتیىی رسات ؿذ ؿد. دس الغ، سعث هرد دس ا هی

لجل ثهشا ثخؾپیؾ اص اػتفبد دس هذلؼبص عجك فشه تلحیح سعث ؼجی و دس AODهمبدیش . دذخـه تیز هیسا لجل پغ اص تلهحیح PM10 غلظ AOD( ساثغ ته هتغیش ثیي 1پیـبد ؿذ، اكالح گشدیذ. رذ ) AODتلحیح

دذ. ب هذلؼبص ـبى هی سعث ؼجی ثشا داد

پس از تصحیح رطتت وسثی PM10ي غلظت AODتغییرات ضریة مثستگی تیه . 1جديل

ماهواره (R)بل از تصحیح رطوبت نسبی ق (R)پس از تصحیح رطوبت نسبی ترا 36/0 39/0

آکوا 32/0 34/0

، ثجد ؼجی دس وجؼتگی AOD ب ؿد پغ اص اػوب تلحیح سعث ؼجی ثش س داد هی وبغس و هـبذ

تلحیح سعث ؼجی ازبم ؿذ ب و ثش س آى AOD ب پغ اص ایي اص دادایزبد ؿذ اػ . PM10 غلظ AODثیي ثبؿذ. هی ؿذتلحیح AODدس هذ خغی چذ هتغیش، AODگشدد هظس اص هی اػ دس هذلؼبص اػتفبد

9

مدل رگرسیون خطی چند متغیره -4-3

. پغ اص ثشاصؽتش تضیح داد ؿذ ثبؿذ و پیؾ هی (5) فشه ؿىل ولی هذ سگشػیى خغی چذ هتغیش ث كست ، ضهشایت هشثهط ثه ههذ هحبػهج 2012 ثخـی اص 2011 ػب ب هسد اػتفبد ثشا ثبص صهبیهذ هسد ظش ثش داد

( اسائ ؿذ اػ . 2ؿد. ایي ضشایت دس رذ ) هی

. ضرایة مدل رگرسین خطی چىد متغیر2جديل

PBLHα Tα Visα AODα 0α ماهواره

ترا 49/169 69/13 -16/10 -30/0 -007/0

آکوا 71/142 49/42 -02/12 28/0 -008/0

AOD دذ همذاس ػذد ثیـتش هیضاى هیشایی س تػظ آالیذ سا ـبى هیAOD ثیبى وذ آالیذ ثیـتش دس ره

ه ساثغ هؼتمین اػ ی AOD PM10تاى اػتجبط ود، ساثغ ثیي ثبؿذ. ثش اػبع ایي تؼشیف تحمیمبت گزؿت هی هی وذ. ب ایي هضع سا تبییذ هی دس توبم هذ AODαیبثذ و ػاله هخج افضایؾ هی AODهیضاى PM10ثب افضایؾ

تبحیش صیبد ثش س پهبساهتش دیهذ ب ثؼبد ثضسگتش ؼج ث دیگش آالیذثؼل ا PM10ب ثخلف غلظ آالیذهمذاس اهتش وبؾ همذاس پهبس هرت آى دس تیزو ،ؿد ا هیذس و بػجث PM10ػجبست دیگش افضایؾ غلظ ث گزاسد. افمی هیساثغ هؼىع و ثیبى وذ ثبؿذ هیهفی اسائ ؿذ هذ د ثشا ش Visα ػاله ( 2)رذ ثب تر ث .گشدد هیدیذ افمی

.ثبؿذ هی دیذ افك PM10د پبساهتش غلظ ثیي ساثغ ثیي ؿد، پبساهتش استفهبع الیه ههشص گیش هی دس ػتى ػود اص ػغح صهیي تب ثبال ر اذاص AODیى ثب تر ث ا

اى آالیذ دس ػتى ػود ر اص ػهغح اگش فشم وین هیضب دس ػتى ر ثبؿذ. تاذ ثیبگش ح پخؾ غلظ آالیذهیب ث ػل فـشدگی افضایؾ یبفت صهیي تب استمبع الی هشص حبث وگي اػ ، ثب وبؾ استفبع الی هشص غلظ آالیذ

تى ؿد ثب افضایؾ استفبع الی هشص وهیي همهذاس آالیهذ دس ػه گیش هی دس ایؼتگب صهیی همذاس آالیذ ثیـتش اذاصوهذ. گیش ههی ؿد دس تیز ایؼتگب ػزؾ آلدگی ػغح صهیي همبدیش آالیذ ووتش سا اذاص استفبػی ثیـتش پخؾ هی

اسائ ؿذ هذ دؿد، دس هـبذ هی PBLHαوبغس و دس رذ ضشایت هشثط ث هذ سگشػیى خغی چذ هتغیش ثشا ثبؿذ. ثغ هؼىع ثیي استفبع الی هشص ثب هتغیش اثؼت هیػاله هفی داسد و ثیبگش سا

ثبؿذ. اغلت البت ثب افهضایؾ دههب هیهضاى غلظه ب هی پبساهتش دهب ن یىی اص پبساهتشب هؼتمل تبحیش گزاس دس هذ هب حبیه دس احهش فؼبلیه یبثذ، چشاو افضایؾ دهب ػجت افضایؾ تلیذ آالیهذ رسات افضایؾ هی ؿهیویبیی دس ره هب فت

ب دس ػغح گشدد. ثشا هخهب دس غلظ آالیذ افضایؾتاذ ػجت دهب دس ثؼضی هالغ هی وبؾگشدد. اهب اص عشا دیگش، هیتهاى ب دس ػغح گشدد. ثبثشایي وهی تاذ ػجت افضایؾ غلظ آالیذ فل ػشد )صهؼتبى( اهىبى لع پذیذ اسگی هی

ؿ تب ضشیت هشثط ث پبساهتش دهب واس هخج یب هفی ثبؿذ ث ػجبست دیگش ساثغ لغؼی هؼتمین یهب هؼىهع اتظبس داهخجه ضشیتپبساهتش دهب ن داسا ؿد، هـبذ هی (2). وبغس و دس رذ ثشا ایي پبساهتش رد داؿت ثبؿذ ب دس هذ .هفیضشیت ن اػ

اعالػبت آهبس هذ سگشػیى خغی چهذ ؼبص یي صد ؿذ تػظ هذ دس دس هذلهمبدیش تخو وداس پشاوذگی( 3و دس رذ )وبغس ( آسد ؿذ اػ .3رذ )( 3)ؿىل دسث تشتیت ب هسد ظش هتغیش ثشاصؽ داد ؿذ ثش داد

ؼهج ثه ههباس آوها ثهبالتش ایؼتگب ثبص صهبی ههسد ظهش ثشا ضشیت وجؼتگی ثشا هباس تشا ؿد هـبذ هی

18

هذ P-Value ػ آهذ اػ .یض ثشا هباس تشا ثتش اص هباس آوا ثذب هحبػج ؿذ ثشا هذ RMSEثبؿذ. همبدیش هیداس ثدى هذ خغی سد فشضی كفش ثدى ضشایت پبساهتشب ثبؿذ و ـبى دذ هؼی هی 0001/0ووتش اص حبل ش ددس

بیذ. وثبؿذ ث ػی اػتفبد هؼبداس اص پبساهتشب دس هؼبدل سا تبییذ هی دس هؼبدل هی

. ضرایة مدل رگرسین خطی چىد متغیر3جديل

P-Value RMSE R (Adj) R ماهواره

ترا 80/0 79/0 57/16 >0001

آکوا 77/0 75/0 09/25 >0001

ماار آکا (B)ي ماار ترا (A)تسط مدل رگرسین خطی چىد متغیر PM10تیىی غلظت . پیش3شکل

یجه گیرینت -4 AODا ب ههباس دس هغبلؼ حبضش ػؼی ؿذ اػ تب ساثغ هرد ثیي غلظ رسات هؼلك دس ػغح صهیي داد

ثیی غلظ رسات دس ػغح پیـبد گهشدد. هسد ثشسػی لشاس گیشد تب اص عشیك تػؼ یه هذ آهبس ، سؿی هفیذ ر پیؾو ثشا ػهزذ ههدیغ ههباس تهشا هسد ثشسػی لشاس گشف PM10خبم AOD ب ساثغ ثیي داداثتذا ، ایي ساػتبدس

تلحیح سعث ؼجی ثش س سؽ . دس اداه ثب اػوب ثذػ آهذ 32/0 ضشیت ثشا هباس آوا 36/0ضشیت وجؼتگی ثغسیى ضهشیت وجؼهتگی ثهشا ػهزذ ههدیغ همذاس ثجد دس ضشیت وجؼتگی هـبذ گشدیذ. ،AOD ب داد

ػهبیش پبساهتشهب وهبس تلحیح ؿذ دس AOD اص ثب اػتفبددس بی یض ثذػ آهذ. 34/0 هباس آوا 39/0هباس تشا تهبیذ حبكهل .هسد ثشسػی لشاس گشفه AOD PM10هزذدا ساثغ ثیي هحیغی وچى دهب، دیذ افك استفبع الی هشص

)ضهشیت AOD-PM10دس ساثغه ثهیي گیهش هحیغهی دس ههذ اسد ؿهذ ثجهد چـهن ب دس كستی و دادـبى داد ؿد. هی حبكل (77/0 هباس آوا 80/0اس تشا وجؼتگی ثشا ػزذ هدیغ هب

11

پیطنهادات -5خطی، شیک عصیی، فاشی ي ک ی زگسسیوی چىد مگییس غیسا یگس ماوىد مدلای مد ساشی د اسگااد اش تکىیک

ا شد ي عمق وزی الیىد PM10تاود باعث بید زابط مجد بیه غلظت می

ا بس اساس شسایط مگاتايت بىدی داد ي دسگ ای مد ساشی ي اعگیازسىجی بسای باش شماوی طالوی اسگااد اش داد

دادای گسد ي غیاز ي زخ ،فصلماوىد

منابع استجبط آلدگی ا ثب هشي هیهش روؼیه ؿهش تهشاى، هزله ؛، هحوذداسذ هچش فشرضاد، حؼیي هحوذللیضاد، -1

1388، پظـی حىین، دس داصدن، ؿوبس دمات هؼلهك ثهب اػهتفبد اص ، سؿی ػشیغ دس ثهشآسد غلظه رس ؛هزیذسحین صادگبى، هحوذسضب هجبؿش ، ضاى لشثبی، س -2

1391 ،177-166كفحبت ،ػزذ هدیغ، یه هغبلؼ هسد دس تشاى، هزل پظـی حىین، دس پبضدن، ؿوبس دمهب رغشافیهبیی، ، پهظؾ تهشاى ها آلدگی دس رغشافیبیی ػاهل ثشسػی ؛ثل ػلیزبی، یذ یحیی ػكف ، -3

1385، 112-99كفحبت 4- Gupta, P. and C. A. Sundar, An evaluation of Terra-MODIS sampling for monthly and annual particulate

matter air quality assessment over the South eastern United State. Atmospheric Environment 42, 2008, pp.

6465-6471

5. Liu, G.R., Chen, A.J., Lin, T.H., Kuo, T.H., Applying SPOT data to estimate the aerosol optical depth and air

quality, Environmental Modeling & Software Journal, Vol. 17, 2002

6- Sohrabinia, M. and A. M. Khorshiddoust, Application of satellite data and GIS in studying air pollutants in

Tehran. Habitat International 31, 2007, pp. 268-275

7- Martin, R., Review satellite remote sensing of surface air quality. Atmospheric Environment 42, 2008,

7823–7843

8. Wang, J., Christopher, S.A., Intercomparison between satellite-derived aerosol optical thickness and PM2.5

mass: Implications for air quality studies, Geophysical Research Letters, Vol. 30, 2003.

9. Tsai, T.C., Jeng, Y.J., Chu, D.A., Chen, J.P., Chang, S.C., Analysis of the relationship between MODIS

aerosol optical depth and particulate matter from 2006 to 2008, Atmospheric Environment Journal, 2009.

10. Guo, J.P., Zhang, X.Y., Che, H.Z., Gong, S.L., An, X., Cao, C.X., Guang, J., Zhang, H., Wang, Y.Q., Zhang

X.C., Xue, M., Li, X.W., Correlation between PM concentrations and aerosol optical depth in eastern China,

Atmospheric Environment Journal, Vol. 43, 2009

11. Sotoudeheian, S., Arhami, M., Estimating ground-level PM10 using satellite remote sensing and ground-

based meteorological measurements over Tehran., Journal of Environmental Health Science & Enginearing,

Vol. 12, 2014

12. LIU, S., LIANG, X.Z., Observed Diurnal Cycle Climatology of Planetary Boundary Layer Height, Journal

of Climate, Vol 23, 2010

13. Chitranshi, S., Sharma, S.P., Dey, S., Satellite-based estimates of outdoor particulate pollution (PM10) for

Agra City in northern India, Air Quality Atmosphere & Health An International Journal, Vol. 7, 2014

14. Khoshsima, M., Ahmadi, F., Bidokhti, A.A., Sabetghadam, S., Impact of meteorological parameters on

relation between aerosol optical indices and air pollution in a sub-urban area, Journal of Aerosol Science,

Vol. 68, 2014

12

15. Wang, Z., Chen, L., Tao, J., Zhang, Y., Su., Satellite-based estimation of regional particulate matter (PM)

in Beijing using vertical-and-RH correcting method, Remote Sensing of Environment, Vol. 114, 2010

16. www.en.wikipedia.org