نقش جریانات باد بر منشأ غلظت گاز گلخانه‌ای دی‌اکسید‌کربن در مقیاس استانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران

2 استادیار گروه محیط زیست دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران*(مسئول مکاتبات)

3 استاد گروه سنجش از دور دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

10.22034/jest.2019.24708.3387

چکیده

زمینه و هدف: امروزه یکی از مهم­ترین مشکلاتی که جهان با آن روبه­رو شده افزایش تغییر آب و هوای جهانی به علت انتشار بیش از حد گازهای گلخانه­ای می­باشد. گاز دی­اکسیدکربن به عنوان مهم­ترین گاز گلخانه­ای و اولین عامل در تغییر اقلیم شناخته شده است. عوامل مختلفی از جمله توپوگرافی، بارندگی، جریانات هوا و وجود باد از عوامل مهم در پخش، رقیق کردن و جابه­جای گازهای گلخانه­ای موجود در اتمسفر محسوب می­شوند.
روش بررسی: در مطالعه حاضر با استفاده از داده­های سرعت باد ECMWF و داده­های دی­اکسید­کربن ماهواره GOSAT به صورت تخصصی به بررسی نقش باد در پی­بردن به منابع محلی یا منطقه­ای انتشار گاز دی­اکسید­کربن و هم­چنین پی­بردن به منابع احتمالی انتشار این گاز در مقیاس استانی پرداخته شد.
یافته­ها: . بیش­ترین تجمع گاز گلخانه­ای دی اکسید کربن در هر دو فصل سرد و گرم در منطقه جنوب و جنوب شرق ایران قرار دارد. البته گستره پراکندگی و غلظت بالاتر این گاز در فصل زمستان بیش­تر از فصل تابستان است. نتایج نشان داد که به طور عمده در اکثر استان­های ایران منابع محلی عامل افزایش انتشار غلظت گاز دی­اکسید­کربن موجود در جو در فصل زمستان می­باشد.
بحث و نتیجه­گیری: بالا بودن غلظت گاز دی­اکسید­کربن در فصل زمستان می­تواند نشان­دهنده مصرف بیش­تر سوخت­های فسیلی برای گرمایش نسبت به فصل تابستان و عدم انجام فرایند فتوسنتز توسط گیاهان در فصل سرد باشد. در صورتی­که در فصل تابستان مطابق با موقعیت جغرافیایی استان­های مورد مطالعه نقش منابع منطقه­ای در انتشار دی­اکسید­کربن بیش­تر از منابع محلی می­باشد.

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره شش، شهریور  ماه 99

نقش جریانات باد بر منشأ غلظت گاز گلخانه­ای دی­اکسید­کربن در مقیاس استانی

 

سید محسن موسوی[1]

سامره فلاحتکار[2]*

samereh.falahatkar@modares.ac.ir

منوچهر فرج زاده[3]

تاریخ دریافت: 24/11/95

تاریخ پذیرش:03/03/96

چکیده

زمینه و هدف: امروزه یکی از مهم­ترین مشکلاتی که جهان با آن روبه­رو شده افزایش تغییر آب و هوای جهانی به علت انتشار بیش از حد گازهای گلخانه­ای می­باشد. گاز دی­اکسیدکربن به عنوان مهم­ترین گاز گلخانه­ای و اولین عامل در تغییر اقلیم شناخته شده است. عوامل مختلفی از جمله توپوگرافی، بارندگی، جریانات هوا و وجود باد از عوامل مهم در پخش، رقیق کردن و جابه­جای گازهای گلخانه­ای موجود در اتمسفر محسوب می­شوند.

روش بررسی: در مطالعه حاضر با استفاده از داده­های سرعت باد ECMWF و داده­های دی­اکسید­کربن ماهواره GOSAT به صورت تخصصی به بررسی نقش باد در پی­بردن به منابع محلی یا منطقه­ای انتشار گاز دی­اکسید­کربن و هم­چنین پی­بردن به منابع احتمالی انتشار این گاز در مقیاس استانی پرداخته شد.

یافته­ها: . بیش­ترین تجمع گاز گلخانه­ای دی اکسید کربن در هر دو فصل سرد و گرم در منطقه جنوب و جنوب شرق ایران قرار دارد. البته گستره پراکندگی و غلظت بالاتر این گاز در فصل زمستان بیش­تر از فصل تابستان است. نتایج نشان داد که به طور عمده در اکثر استان­های ایران منابع محلی عامل افزایش انتشار غلظت گاز دی­اکسید­کربن موجود در جو در فصل زمستان می­باشد.

بحث و نتیجه­گیری: بالا بودن غلظت گاز دی­اکسید­کربن در فصل زمستان می­تواند نشان­دهنده مصرف بیش­تر سوخت­های فسیلی برای گرمایش نسبت به فصل تابستان و عدم انجام فرایند فتوسنتز توسط گیاهان در فصل سرد باشد. در صورتی­که در فصل تابستان مطابق با موقعیت جغرافیایی استان­های مورد مطالعه نقش منابع منطقه­ای در انتشار دی­اکسید­کربن بیش­تر از منابع محلی می­باشد.

واژه­های کلیدی: دی­اکسید­کربن، توزیع مکانی، تغییر اقلیم، سرعت باد، GOSAT

 
 

 

J. Env. Sci. Tech., Vol 22, No.6,August, 2020

 

 

 

 


The Role of Wind Flow on Sources of Carbon Dioxide Concentration in the Provincial Scale

 

Seyed Mohsen Mousavi[4]

Samereh Falahatkar1*

samereh.falahatkar@modares.ac.ir

Manuchehr Farajzadeh[5]

Accepted: 2017.05.24

Received: 2017.02.12

Abstract:

Background and Purpose: One of the most important problems in the world is the increase of global climate change due to excessive greenhouse gas emissions. Carbon dioxide gas is known as the most important greenhouse gas and the first factor in climate change. Various factors such as topography, rainfall, air currents and the presence of wind are important factors in the diffusion, dilution and displacement of greenhouse gases in the atmosphere.

Method: In the present study, using ECMWF wind speed data and GOSAT satellite carbon dioxide data, the role of wind in detecting local sources or areas of carbon dioxide emissions and such an investigation was made into the possible sources of emissions of this gas on a provincial scale.

Findings: The largest aggregate of carbon dioxide gas in both southern and southeastern Iran is located in both cold and hot seasons. However, the dispersion and concentration of this gas in winter is higher than in the summer. The results showed that in most of Iran's provinces, local resources are responsible for increasing the concentration of carbon dioxide gas in the atmosphere in winter.

Discussion and Conclusion: High concentration of carbon dioxide gas in winter is due to the more consumption of fossil fuels for heating and lack of photosynthesis process in cold season. While in summer, according to the geographical location of the studied provinces, the role of regional sources of carbon dioxide emissions is more than local sources.

Key words: Carbon Dioxide, Spatial Distribution, GOSAT, Climate Change, Wind Speed

 

 

مقدمه

 

کربن یکی از مهم­ترین اجزای تشکیل دهنده جهان هستی است. به­طوری که این عنصر در اتمسفر زمین، خاک­ها، اقیانوس­ها و پوسته زمین موجود می­باشد. اگر زمین به عنوان یک سیستم درنظر گرفته شود دارای منابع ورودی و خروجی کربن می­باشد. منابع ورودی سبب اضافه کردن کربن به اتمسفر و منابع خروجی موجب خارج شدن کربن از اتمسفر می­شوند (1). منابع ورودی کربن شامل تنفس گیاهان، تنفس خاک، مصرف سوخت­های فسیلی و تغییرکاربری اراضی بوده و از منابع خروجی کربن می­توان به جذب کربن توسط اقیانوس­­ها و فتوسنتز گیاهان در اکوسیستم­های خشکی اشاره کرد. تبادل کربن بین این منابع ورودی و خروجی سبب به­وجود آمدن چرخه کربن می­شود (2). اگر منابع ورودی و خروجی کربن دارای تعادل باشند این مقدار پایدار   دی­اکسید­کربن (CO2) سبب ثبات دمایی سطح زمین شده و از نوسانات بیش از حد آن جلوگیری می­کند (3). اما افزایش مصرف سوخت­های فسیلی و تغییر کاربری اراضی سبب افزایش مقدار دی­اکسید­کربن و برهم­زدن این تعادل طبیعی شده که این امر موجب افزایش دمای زمین و گرمایش جهانی شده است (4). امروزه یکی از مهم­ترین مشکلاتی که جهان با آن روبه­رو شده افزایش بی­ثباتی آب و هوای جهان به علت انتشار بیش از حد گازهای گلخانه­ای می­باشد (5). تغییر اقلیم، به­ویژه گرمایش جهانی به­دلیل افزایش غلظت دی­اکسید­کربن (CO2) در اتمسفر سبب جلب توجه به این موضوع شده است (6). گازهای گلخانه­ای شامل دی­اکسیدکربن (CO2)، متان (CH4)، اکسید نیتروز (N2O)، هیدروفلئوروکربن (HFCc) و سولفور هگزا فلوراید (SF6) هستند (7). از بین گازهای مذکور، دی­اکسیدکربن به تنهایی با دارا بودن نقش 50 تا 60 درصدی در اثر گلخانه­ای به عنوان مهم­ترین گاز گلخانه­ای و اولین عامل در تغییر اقلیم شناخته می­شود (8). مطالعات نشان می‌دهد که میانگین دمای سطح زمین و اتمسفر طی قرن گذشته افزایش ‌یافته به‌طوری‌که دهه­ی 2000 میلادی گرم­ترین دهه‌ی کره زمین از سال 1880 تا به‌حال بوده است (9). مناطق خشک و نیمه خشک تقریباً 30 درصد از سطح خشکی­های سطح زمین را به خود اختصاص داده است (10). اکثر اکوسیستم­های ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار گرفته است (11). تغییر اقلیم و گرمایش جهانی بیش­ترین تأثیر را بر مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران دارد (12). عوامل مختلفی در پراکنش و جابه­جایی دی­اکسید­کربن موجود در اتمسفر نقش دارند. به­عنوان مثال توپوگرافی (در اثر انتقالات گازهای گلخانه­ای و برخورد با عوارض سطح زمین)، بارندگی (در اثر شستن گازها و انتقال آن به قسمت­های زیر زمین)، جریانات هوا و وجود باد از عوامل مهم در پخش، رقیق کردن و پراکندگی این گازها در اتمسفر محسوب می­شوند (13، 14). به­طوری­که افزایش سرعت باد و رسیدن آن به سرعت 2 متر بر ثانیه سبب جاروب کردن و رقیق کردن گاز دی­اکسید­کربن سطح می شود (15). مطالعات مختلفی در خصوص بررسی گازهای گلخانه­ای در داخل و خارج از کشور صورت گرفته که از مطالعات خارجی می­توان به موارد ذیل اشاره کرد: مطالعات گو[6] و همکاران (2013) که با استفاده از داده­های ماهواره­یGOSAT به بررسی ارتباط شاخص NDVI  و گازهای گلخانه­ای دی­اکسید­کربن و متان در شمال چین و مغولستان پرداختند. شیم[7] و همکاران (2013) که در شرق آسیا (شرق چین، کره و ژاپن) با استفاده از داده­های ماهانه ماهواره GOSAT به میزان انتشار گاز گلخانه­ای دی­اکسید­کربن و ارتباط آن با متغیرهای محیطی را مورد بررسی قرار دادند.  پراساد[8]و همکارن (2014) با استفاده از داده­های ماهواره GOSAT و ENVISAT تنوع زمانی و مکانی میانگین غلظت ستون­های دی­اکسید­کربن و متان را در سراسر هندوستان اندازه­گیری کرده و گزارش دادند. گو و همکاران (2015) به مدل­سازی نقشه­های توزیع مکانی گاز گل­خانه­ای دی­اکسید­کربن کشور چین در طول فصل رشد سال 2011 با استفاده از داده­های دی­اکسید­کربن ماهواره  GOSATو محصولات مختلف ماهوارهMODIS  پرداختند. در خصوص مطالعات داخلی می­توان به مطالعه موسوی و همکاران (2017) که تغییرات ماهانه و فصلی گاز دی­اکسید­کربن را با استفاده از داده­های ماهواره  GOSAT بررسی کرده و ارتباط این گاز را با پارامترهای محیطی در ایران مورد بررسی قرار داده­اند اشاره کرد. همچنین، موسوی و همکاران (1396) با استفاده از داده­های ماهواره GOSAT و داده­های ماهواره مودیس به بررسی تغییرات ماهانه و فصلی گاز گلخانه­ای متان در ایران پرداخته  است. تمامی مطالعات مذکور میزان انتشار گازهای گلخانه­ای دی­اکسید­کربن و متان مورد بررسی قرار داده و سپس برای بررسی علل این انتشار به ارتباط بین این گازها با مولفه­های محیطی پرداختند. قابل ذکر است که ماهش[9]و همکاران (2014) به منشایابی محل انتشار گاز دی­اکسید­کربن از طریق ارتباط بین این گاز و سرعت باد منطقه پرداخته­اند. سایر مطالعات از داده­های پایش زمینی برای این امر استفاده کرده­اند و استفاده هم­زمان از داده های ماهواره­ای برای پایش توزیع مکانی گازهای گلخانه­ای و متغیر سرعت باد برای اولین بار انجام پذیرفته است.

با توجه به مشکلات و نگرانی­های فراوان مربوط انتشار گازهای­ گلخانه­ای که سبب تغییر اقلیم و گرمایش جهانی در جوامع ملی و بین­المللی می­شود (16) و همچنین با توجه به این­که ایران در بین 10 کشور پیش­رو انتشار دهنده­ی گاز دی­اکسید­کربن قرار دارد (17)، تهیه نقشه توزیع مکانی غلظت گازهای گل­خانه­ای دی‌اکسید­کربن و پی­بردن به منابع احتمالی انتشار و جذب کربن به منظور برنامه­ریزی­های کلان­اقلیمی و اقدامات محیط زیستی برای مدیران و برنامه­ریزان از ضرورت­های تحقیق حاضر می­باشد. در این مطالعه برای اولین بار در ایران به منظور پی بردن به منابع محلی یا منطقه­ای انتشار گاز دی­اکسیدکربن در مقیاس استانی، با استفاده  از داده هایECMWF[10] و GOSAT[11] به  محاسبه
 همبستگی بین سرعت باد و میزان غلظت گاز دی­اکسیدکربن استان های مختلف ایران پرداخته شد.

 

مواد و روش­ها

منطقه مورد مطالعه

 ایران بین عرض­های 25 تا 40 درجه­ی شمالی و طول­های 44 تا 64 درجه­ی شرقی در غرب آسیا قرار گرفته که از غرب با کشورهای عراق و ترکیه، از شرق با افغانستان و پاکستان، از شمال غربی با آذربایجان و ارمنستان و از شمال شرقی با ترکمنستان همسایه است (شکل1). همچنین از شمال به دریای خزر و از جنوب به خلیج فارس و دریای عمان منتهی می­شود. ایران با دارا بودن مساحت تقریبی 165 میلیون هکتاری دارای اقلیم­ها و کاربری­های مختلفی می­باشد. به­طوری­که دارای 90 میلیون هکتار (6/54 درصد) مرتع، 34 میلیون هکتار (6/20 درصد) بیابان، 4/12 میلیون هکتار (5/7 درصد) جنگل، 5/18 میلیون هکتار (2/11 درصد) اراضی کشاورزی، 1/10 میلیون هکتار (4/6 درصد) مناطق مسکونی، ساختارهای زیر بنایی و توده­های آبی می­باشد. ارتفاع متوسط ایران 1200 متر و دارای متوسط دمای سالانه 18 درجه سانتی­گراد بوده و میانگین بارندگی آن نیز 250 میلی­متر است. علاوه بر باد­های اصلی شمال غربی و جنوب شرقی که به­ترتیب از اقیانوس اطلس و اقیانوس هند منشأ گرفته، بادهای 120 روزه سیستان نیز جز مهم­ترین بادهای اصلی ایران می­باشند (18). بر اساس آمار منتشر شده وزارت نیرو، میزان انتشار گاز گلخانه­ای دی­اکسیدکربن ناشی از مصرف انواع سوخت­ها در قسمت­های مختلف ایران شامل بخش­کشاورزی 6/12 میلیون تن، صنعت 94 میلیون تن، حمل و نقل 79/130میلیون تن، مصارف خانگی، تجاری و عمومی 62/127 میلیون تن، پالایشگاه­ها 57/16میلیون تن و نیروگاه­ها 66/174 میلیون تن بوده است (19).

 

 

 

 

 

شکل1- موقعیت منطقه مورد مطالعه

Figure 1- Position of study area

 


داده­های مورد استفاده  

داده­های سطح 2 ماهواره GOSAT

در 23 ژانویه­ی 2009 ماهواره GOSAT در جزیره تانگاشیما ژاپن به فضا پرتاب شد (20،21). ماهواره مشاهده کننده­ی گازهای گلخانه­ای در ارتفاع 666 کیلومتری سطح زمین قرار داشته، در هر 100 دقیقه یک بار گردش خود را کامل کرده و زمان محلی اندازه­گیری آن ساعت 13 می­باشد (22 و 23). این ماهواره پروژه مشترک وزارت محیط‌زیست (MOE)[12]، آژانس اکتشافات فضایی ژاپن (JAXA)[13] و انجمن ملی مطالعات محیط‌زیست (NIES)[14] می­باشد (23). تخمین دقیق منابع انتشار و جذب گازهای گل­خانه­ای در مقیاس زیر قاره‌ای و قاره­ای به منظور کمک به مدیران و سیاست­مداران محیط­زیستی در ارزیابی چرخه کربن از اهداف اولیه پرتاب این ماهواره به فضا می­باشد (24 ،25) .ماهواره GOSAT اولین ماهواره دنیا بوده که به طور تخصصی به اندازه­گیری گازهای گل­خانه­ای دی­اکسید­کربن و متان در نواحی  [15]SWIR می­پردازد (26). تفکیک مکانی آن دایره­ایی به شعاع 5/10 کیلومتر و دارای قدرت تفکیک طیفی cm-1 2/0 است (27) . ماهواره GOSAT با استفاده از دو سنجنده  [16]TANSO-FTS و  [17]TANSO-CAI  به اندازه­گیری­های خود می­پردازد. اندازه­گیری گازهای گلخانه­ای دی­اکسید­کربن به­صورتی خواهد بود که مولکول­های این گاز در اتمسفر اشعه­هایی را با طول موج خاصی جذب کرده و مقادیر این گاز به صورت ستون­های از سطح زمین تا بالای جو اندازه­گیری می­شود (21). دقت اندازه­گیری گازهای دی­اکسید­کربن توسط ماهواره GOSAT در بیش­تر موارد کم­تر از یک درصد می­باشد (22). داده­های ماهواره GOSAT دارای سطوح مختلفی هستند که در این مطالعه با توجه به هدف تحقیق از داده­های سطح 2 ماهواره GOSAT استفاده گردید (23). با توجه به نقطه­ای بودن این داده­ها از روش درون­یابی کریجینگ معمولی[18] به منظور تهیه نقشه توزیع مکانی این گاز در دو فصل گرم (تابستان) و سرد (زمستان) برای سال 2013 پرداخته شد.

داده­های سرعت باد

به­منظور تهیه­ی نقشه ­باد­های سطحی، ابتدا داده­های میانگین ماهانه­ی باد 10 متری جهت­های غربی و جنوبی سطح زمین که     به صورت سیستم­های شبکه­بندی شده می­باشند از سایت ECMWF دانلود گردید. داده­های این سایت دارای بزرگ­نمایی مکانی 15 کیلومتر و بزرگ­نمای زمانی 3 ساعت می­باشد (28) این دادها شامل دو مولفهu  و v می باشند که به­ترتیب نشان­دهنده­ی باد­های غربی و جنوبی می­باشند. با استفاده از این دو مولفه و فرمول­های زیر می­توان به محاسبه سرعت و جهت باد پرداخت (29 و 30).

(1)

سرعت باد

بعد از دانلود داده­های باد سپس با میانگین­گیری این داده­ها و با استفاده از نرم افزاز Matlab داده­های ماهانه باد به داده­های فصلی تبدیل شده و در ادامه با اعمال فرمول­های فوق و با استفاده از نرم­افزار  ArcGIS [19] نسخه 3/10، به تهیه نقشه میانگین سرعت باد برای فصل­های گرم (تابستان) و سرد (زمستان) سال 2013 پرداخته شد.

ضریب همبستگی

ضریب همبستگی (R) که ضریب همبستگی پیرسون نامیده می­شود، شاخصی است که درجه­ی ارتباط بین دو مجموعه داده      را فراهم می­کند (31). در مواردی که ضرایب همبستگی صفر یا نزدیک به صفر باشد به این معنی بوده که هیچ همبستگی بین آن­ها وجود ندارد و مقادیر بین 1- و 1+ نشان­دهنده­ی درجه ارتباط بین متغیرها است (32). در تحقیق حاضر با استفاده           از  نرم­افزار ArcGIS و با کمک ابزار band collection برای تشخیص رابطه­ی بین گاز گلخانه­ای دی­اکسید­کربن و میانگین سرعت باد از ضریب همبستگی استفاده گردید. در این تحقیق با توجه به متفاوت بودن اندازه پیکسل­های داده­های مورد استفاده، یکسان­سازی اندازه پیکسل­ها با استفاده از روش باز نمونه­گیری مجدد[20] و به روش bilinear در این نرم­افزار انجام گرفت.

 

 نتایج و بحث

نقشه توزیع مکانی دی­اکسید­کربن

پس از دریافت داده­های سطح 2 دی­اکسید­کربن ماهواره GOSAT، با توجه به نقطه­ای بودن این داده­ها با استفاده از نرم­افزار GS+ به تهیه­ی نقشه­ توزیع مکانی این گاز در دو فصل سرد (زمستان) و گرم (تابستان) سال 2013 پرداخته شد که نتایج آن در اشکال 2 و 3 نشان داده شده است. بیش­ترین تجمع گاز گلخانه­ای دی اکسید کربن در هر دو فصل سرد و گرم در منطقه جنوب و جنوب شرق ایران قرار دارد. البته گستره پراکندگی و غلظت بالاتر این گاز در فصل زمستان بیش­تر از فصل تابستان است.

مدل مناسب به منظور تهیه نقشه توزیع مکانی گاز دی اکسید کربن این دو فصل با توجه به بالا بودن R2 و پایین بودن  [21]RSS برازش داده شد. نسبت اثر قطعه­ای به آستانه را می­توان برای ارزیابی ساختار مکانی داده­ها مورد بررسی قرار داد. زمانی­که این نسبت کم­تر از 25/0 باشد متغیر مورد نظر دارای ساختار مکانی قوی می­باشد، بین 25/0 تا 75/0 ساختار مکانی متوسط بوده و هنگامی­که بزرگ­تر از 75/0 باشد ساختار مکانی ضعیف می­باشد (33). متغیر دی­اکسید­کربن برای هر دو فصل تابستان و زمستان با مدل گوسین برازش داده شده است. همچنین با توجه به این­که نسبت اثر قطعه­ای بر آستانه (Co /Co+C) در هر دو فصل تابستان و زمستان در این مطالعه کم­تر از 25/0 بدست آمد، لذا می­توان بیان داشت که متغیر مورد بررسی در این تحقیق دارای خود همبستگی مکانی[22] قوی می­باشد (33). پاره­ای از اطلاعات زمین­آماری این گاز در دو فصل تابستان و زمستان از جمله بهترین مدل برازش داده شده و نیم­تغییرنمای دی­اکسید­کربن و پارامترهای مربوط به آن در جدول 1 نشان داده شده است.

در فصل زمستان بیش­ترین غلظت گاز دی­اکسید­کربن در جنوب و جنوب شرق ایران و در استان­های سیستان و بلوچستان، خراسان جنوبی، یزد، کرمان، هرمزگان و شیراز و کم­ترین غلظت این گاز در نواحی مرکزی و شمال غرب ایران ملاحظه گردید. در فصل تابستان، بیش­ترین غلظت گاز دی­اکسید­کربن در جنوب شرق ایران و در استان­های کرمان، هرمزگان، فارس، خراسان جنوبی و سیستان و بلوچستان و کم­ترین غلظت این گاز در قسمت­های شمالی و غربی ایران ملاحظه گردید.

 

 

جدول1- بهترین مدل برازش داده شده نیم­تغییرنمای دی­اکسید­کربن

Table 1-Best-fitted semivariogram model of XCO2

R2

RSS

کلاس وابستگی

مکانی

نسبت

(Co /Co+C)

دامنه تاثیر

آستانه

(Co+C)

اثرقطعه­ای

(Co)

 

مدل

فصل

متغیر

99/0

0/09

قوی

0/21

12/35

5/12

1/06

گوسین

تابستان

CO2

99/0

10-6×7/6

قوی

15/0

9/31

3/32

0/48

گوسین

زمستان

 

 

 

شکل2. نقشه توزیع مکانی دی­اکسید­کربن زمستان سال 2013

Figure 2- Spatial distribution of carbon dioxide in winter 2013

 

 

شکل3- نقشه توزیع مکانی دی­اکسید­کربن تابستان سال 2013

Figure 3- Spatial distribution of carbon dioxide in summer 2013


نقشه توزیع مکانی سرعت باد

بعد از دانلود داده­های میانگین سرعت ماهانه باد و تبدیل این داده­های ماهانه به داده­های فصلی به تهیه نقشه­ توزیع مکانی میانگین سرعت باد فصل­های سرد (زمستان) و گرم (تابستان) سال 2013 پرداخته شد. که این نقشه­ها در اشکال 4 و 5 نشان داده شده است.

 

 

 

شکل4- نقشه سرعت باد فصل زمستان سال 2013

Figure 4- Map of Wind speed in winter 2013.

 

 

 

شکل5- نقشه سرعت باد فصل تابستان سال 2013

Figure 5- Map of wind speed in summer 2013

 

 

همان طوری­که در اشکال بالا مشاهده می­شود در فصل زمستان بیش­ترین میانگین سرعت باد در نواحی رشته کوه زاگرس و در استان­های آذربایجان شرقی، اردبیل، کردستان، زنجان، قزوین، همدان، اراک و غرب اصفهان و کم­ترین میانگین سرعت باد در نواحی جنوبی و شرقی ایران ملاحظه گردید. در فصل تابستان بیش­ترین میانگین سرعت باد در نواحی شرقی، مرکزی ایران و در استان­های خراسان مرکزی، خراسان جنوبی، سمنان، جنوب تهران، قم، شمال اصفهان، غرب ایلام و جنوب خوزستان و کم­ترین سرعت باد نیز در نواحی رشته کوه زاگرس و شمال ایران ملاحظه گردید.

ارتباط بین گاز دی­اکسید­کربن و سرعت باد

 مطابق با مطالعه انجام شده توسط ماهش و همکاران (2014)، همبستگی منفی بین دی­اکسید­کربن و سرعت باد نشان دهنده اثر منابع محلی بر انتشار و پراکندگی گازهای گلخانه­ای است، درصورتی­که همبستگی بالاتر از 5/0 تاثیر انتقالات منطقه­­ای جو را در غلظت گازهای گلخانه­ای نشان می­دهد. با توجه به متفاوت بودن سرعت باد در فصول مختلف سال در استان­های مختلف ایران، این امکان وجود دارد که مقدار غلظت گاز دی­اکسید­کربن تحت تاثیر انتقالات جوی قرار داشته باشد. بر مبنای اطلاعات موجود در جدول 2 برای سه استان شمالی کشور (گیلان، مازندران و گلستان) در فصل زمستان منابع محلی موجود در این سه استان عامل اصلی انتشار گاز دی­اکسید­کربن می­باشد. رابطه منفی بین سرعت باد و غلظت گاز دی­اکسید­کربن در استان­های شمالی کشور باز گو کننده این امر است. در فصل زمستان تمامی درختان مناطق جنگلی خزان نموده و جذب دی­اکسید­کربن توسط پوشش گیاهی کاهش می­یابد و بخش عمده ای از تنفس خاک منجر به انتشار دی­اکسیدکربن بالاتر نسبت به فصل تابستان می­شود. به بیان دیگر، علاوه بر وجود منابع انسانی انتشار گازهای گلخانه­ای ، توقف فرایند فتوسنتز و وجود تنفس خاک منجر به انتشار بیش­تر این گاز می­گردد. در صورتی که در تابستان در استان­های گلستان و گیلان منابع منطقه­ای و در استان مازندران منابع محلی از عوامل اصلی انتشار این گاز به شمار می­رود. در مورد استان­های جنوبی مانند خوزستان، بوشهر، هرمزگان و فارس در هر دو فصل زمستان و تابستان، وجود رابطه منفی بین گاز دی­اکسید­کربن و میانگین سرعت باد می­تواند نشان­دهنده­ی این واقعیت باشد که منابع محلی انتشار گاز دی­اکسید­کربن نسبت به منابع منطقه­ای غالب می­باشند. در تمام استان­های غربی ایران مانند کرمانشاه، لرستان، کردستان، همدان، اردبیل، آذربایجان­های غربی و شرقی و ایلام در فصل زمستان منابع انتشار محلی در افزایش غلظت این گاز نقش عمده را ایفا می­کند و در فصل تابستان به استثنای استان­های کردستان، همدان و آذربایجان شرقی که علاوه بر منابع محلی، منابع منطقه­ای نیز در انتشار این گاز دخیل می­باشند، منابع انتشار محلی عامل اصلی انتشار این گاز در سایر  استان­های غربی کشور در این فصل می­باشد. این امر می­تواند به سبب تراکم بیش­تر مناطق شهری در این قسمت از منطقه مورد مطالعه باشد. در استان­های مرکزی ایران به استثنای استان قم که در دو فصل تابستان و زمستان منابع منطقه­ای مهم­ترین منبع انتشار گاز دی­اکسید­کربن است و این امر می­تواند به سبب هم­جواری
 این استان با استان­های صنعتی باشد. در سایر استان­های مرکزی، در فصل زمستان منابع محلی نقش عمده­تری را نسبت به منابع منطقه­ای نشان می­دهند. اما در فصل تابستان در این استان­ها نقش منابع محلی در انتشار گاز دی­اکسید­کربن کم­تر شده است.

 نتایج نشان می­دهد که به طور عمده در اکثر استان­های کشور در فصل زمستان منابع محلی از منابع اصلی انتشار دی­اکسیدکربن در منطقه می­باشد که مصرف بیش­تر سوخت­های فسیلی در فصل زمستان در بخش­های خانگی، اداری در کنار فعالیت­های صنعتی منجر به این امر گردیده است.

 


 

جدول2- نتایج همبستگی دی­اکسید­کربن و متغیرسرعت باد در فصول تابستان و زمستان سال 2013

Table 2- The results of correlation between XCO2 and wind spead in summer and winter 2013

ردیف

استان

زمستان

تابستان

ردیف

استان

زمستان

تابستان

1

ایلام

74/0-

18/0-

16

یزد

18/0-

59/0-

2

بوشهر

02/0-

76/0-

17

آذربایجان- شرقی

01/0-

27/0

3

چهارمحال و بختیاری

91/0-

68/0-

18

آذربایجان- غربی

83/0-

39/0-

4

خراسان جنوبی

52/0-

77/0-

19

اردبیل

35/0-

26/0-

5

خراسان شمالی

06/0-

69/0

20

اصفهان

64/0-

24/0-

6

خراسان رضوی

28/0-

52/0

21

تهران

17/0

51/0

7

زنجان

01/0-

34/0

22

خوزستان

44/0-

05/0-

8

سمنان

54/0-

61/0

23

فارس

21/0-

45/0-

9

سیستان و بلوچستان

33/0-

11/0-

24

قم

83/0

85/0

10

قزوین

82/0-

07/0

25

کردستان

04/0-

12/0

11

کرمان

58/0

2/0

26

کهکیلویه و بویراحمد

51/0

18/0-

12

کرمانشاه

06/0-

29/0-

27

گیلان

43/0-

56/0

13

گلستان

18/0

52/0

28

لرستان

54/0-

28/0-

14

مازندران

36/0-

59/0-

29

مرکزی

21/0

76/0

15

همدان

38/0-

41/0

30

هرمزگان

01/0-

06/0-

 


نتیجه­گیری کلی

در این تحقیق ارتباط بین گاز دی­اکسید­کربن و میانگین سرعت باد استان­های مختلف ایران در دو فصل سرد (زمستان) و گرم (تابستان) سال 2013 به منظور پی­بردن به منابع احتمالی انتشار گاز دی­اکسید­کربن از جنبه محلی و منطقه­ای بودن مورد بررسی قرار گرفت. گاز دی­اکسید­کربن دارای نوسانات فصلی و تغییرات ناشی از مدارهای جغرافیایی می­باشد. عوامل انسانی و طبیعی مختلفی از جمله مصرف سوخت­های فسیلی، تغییر کاربری و پوشش اراضی، آتشفشان­ها، فتوسنتز و تنفس از جمله ورودی­ها و خروجی­های گاز دی­اکسید­کربن می­باشند. عوامل اقلیمی مانند بارش و جریانات بادی نقش مهمی در پراکندگی این گاز گلخانه­ای در اتمسفر دارند. بنابراین پی­بردن به منابع احتمالی انتشار این گاز از جنبه محلی یا منطقه­ای می­تواند در برنامه ریزی­های اقلیمی در مقیاس ملی تاثیرگذار باشد. نتایج تحقیق حاضر نشان می­دهد که تغییرات عمده­ای در توزیع مکانی گاز گلخانه­ای دی­اکسید­کربن با استفاده از داده­های ماهواره GOSAT در ایران مشاهده نمی­شود. بخش غربی و شمالی ایران به علت دارا بودن اکوسیستم­های طبیعی که خروجی کربن می­باشد دارای غلظت کم­تری از گاز دی­اکسید­کربن می­باشد. در صورتی­که در مناطق جنوب شرقی که خروجی برای جذب گاز دی­اکسید­کربن وجود ندارد، غلظت بالاتر این گاز مشاهده می­شود. در اکثر استان­های ایران در فصل زمستان بیش­تر منابع محلی عامل افزایش انتشار غلظت گاز دی­اکسید­کربن می­باشد. این امر می­تواند نشان­دهنده مصرف بیش­تر سوخت­های فسیلی برای گرمایش نسبت به فصل تابستان و عدم انجام فرایند فتوسنتز توسط گیاهان در فصل سرد باشد. در صورتی­که در فصل تابستان مطابق با موقعیت جغرافیایی استان­های مورد مطالعه نقش منابع منطقه­ای در انتشار دی­اکسید­کربن بیش­تر از منابع محلی می­باشد. بنابراین با توسعه استفاده از فناوری های سازگار با محیط زیست، مصرف کم­تر سوخت­های فسیلی در استان­هایی که دارای منبع انتشار منطقه ای هستند می­توان غلظت انتشار این گاز را به طور چشم­گیری کاهش داد.

 

منابع

  1. Mackenzie, F. T., )1981 (“Global carbon cycle: Some minor sinks for CO2, Flux of Organic Carbon by Rivers to the Oceans”, GE Likens, FT MacKenzie, JE Richey, JR Sedell, KK Turekian, 360-384.
  2. World Meteorological Organization) 2015 (“WMO WDCGG Data Summary No. 39; Japan Meteorological Agency/WMO: Tokyo, Japan, 2015; pp. 17–22.
  3. Hannah, L., )2014(“Carbon Sinks and Sources in: L, Hannah”, Climate change biology Second Edition, Elsevier: Academic Press, pp. 403-422.
  4. IPCC., )2007 (“Summary for Policymakers. In Climate Change 2007: The Physical Science Basis”, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Solomon, S., QIN, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyte, K.B., Tignor, M., Miller, H.L. (Ed.). pp.18 (Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press).
  5. Bajracharya, S. (2008) “Community carbon forestry: remote sensing of forest carbon and forest degradation in Nepal”, Netherlands International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation, 14-26.
  6. Fu, L., Zhao, Y., Xu, Zh., and Wu, B., )2015 (“Spatial and temporal dynamics of forest aboveground carbon stocks in response to climate and environmental changes”, Soils Sediments. 15(2): 249-259.
  7. Nayak, R. K., Deepthi, E. N., Dadhwal, V. K., Rao, K. H., & Dutt, C. B. S. (2014). Evaluation of NOAAcarbon tracker global carbon dioxide products. The International Archives of Photogrammetry,Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 40(8), 287–290.
  8. Yue, T. X., Zhao, M. W., and Zhang, X. Y. (2015) “A high-accuracy method for filling voids on remotely sensed XCO2 surfaces and its verification”, Journal of Cleaner Production, 103, 819-827.
  9. Brewer, W., Hoffman, G., Silver, E., DiLeonardo, C., Henderson, J. R., and Vigil, S., )2012 (“Evaluating Use of Satellite Observations for Detecting Large CO2 Leaks and Carbon Sequestration Monitoring United States”, Lawrence Livermore National Laboratory1(1):1-35.   
  10. Bell, T. W., Menzer, O., Troyo‐Diéquez, E., and Oechel, W. C. (2012) “Carbon dioxide exchange over multiple temporal scales in an arid shrub ecosystem near La Paz, Baja California Sur, Mexico”, Global Change Biology, 18(8), 2570-2582.
  11. Mousavi, S. M., & Falahatkar, S. (2019). Spatiotemporal distribution patterns of atmospheric methane using GOSAT data in Iran. Environment, Development and Sustainability, 1-17.
  12. Huang, J., Yu, H., Guan, X., Wang, G., and Guo, R. (2015) “Accelerated dryland expansion under climate change”, Nature Climate Change.
  13. Britter, R. E. (1989). Atmospheric dispersion of dense gases. Annual review of fluid mechanics, 21(1), 317-344.
  14. Oldenburg, C. M., and Unger, A. J., (2004) “Coupled vadose zone and atmospheric surface-layer transport of carbon dioxide from geologic carbon sequestration sites”, Vadose Zone Journal, 3(3), 848-857.
  15. 15.Chow, F. K., Granvold, P. W., and Oldenburg, C. M., (2009) “Modeling the effects of topography and wind on atmospheric dispersion of CO2 surface leakage at geologic carbon sequestration sites”, Energy Procedia, 1(1): 1925-1932.
  16. Deng, S., Shi, Y., Jin, Y., and Wang, L., (2011) “A GIS-based approach for quantifying and mapping carbon sink and stock values of forest ecosystem: A case study”, Energy Procedia, 5:1535-1545.
  17. World research institute, (2015). http://www.wri.org. last visited at 15/8/2015.
  18. ENI. (2016). Encyclopaedia Iranica. http://www.iranicaonline.org. Accessed December 6, 2017.
  19. Emissions database for global atmospheric research. http://edgar.jrc.ec.europa.eu/.
    Accessed February 8, 2017.
  20. Yokota, T., Yoshida, Y., Eguchi, N., Ota, Y., Tanaka, T., Watanabe, H., and Maksyutov, S., (2009) “Global concentrations of CO2 and CH4 retrieved from GOSAT: First preliminary results”, Sola, 5: 160-163.
  21. Parker, R., Boesch, H., Cogan, A., Fraser, A., Feng, L., Palmer, P. I., ... and Wennberg, P. O. (2011) “Methane observations from the Greenhouse Gases Observing SATellite: Comparison to ground-based TCCON data and model calculations”, Geophysical Research Letters, 38(15).
  22. Yoshida, Y., Ota, Y., Eguchi, N., Kikuchi, N., Nobuta, K., Tran, H., ... and Yokota, T., (2011) “Retrieval algorithm for CO2 and CH4 column abundances from short-wavelength infrared spectral observations by the Greenhouse gases observing satellite”, Atmospheric Measurement Techniques, 4(4): 717-734.
  23. Miao, R., Lu, N., Yao, L., Zhu, Y., Wang, J., and Sun, J., (2013) “Multi-year comparison of carbon dioxide from satellite data with ground-based FTS measurements (2003–2011). Remote Sensing, 5(7): 3431-3456.
  24. Morino, I., Uchino, O., Inoue, M., Yoshida, Y., Yokota, T., Wennberg, P., ... and Rettinger, M., (2010) “Preliminary validation of column-averaged volume mixing ratios of carbon dioxide and methane retrieved from GOSAT short-wavelength infrared spectra”, Atmospheric Measurement Techniques, 4(2):1061-1076.
  25. Kuze, A., Suto, H., Nakajima, M., and Hamazaki, T., (2009) “Thermal and near infrared sensor for carbon observation Fourier-transform spectrometer on the Greenhouse Gases Observing Satellite for greenhouse gases monitoring”, Applied Optics, 48(35): 6716-6733.
  26. Guo, M., Wang, X. F., Li, J., Yi, K. P., Zhong, G. S., Wang, H. M., and Tani, H., (2013) “Spatial distribution of greenhouse gas concentrations in arid and semi-arid regions: A case study in East Asia”, Journal of Arid Environments, 91: 119-128.
  27. Wang, T., Shi, J., Jing, Y., Zhao, T., Ji, D., and Xiong, C., (2014) “Combining XCO2 measurements derived from SCIAMACHY and GOSAT for potentially generating global CO2 maps with high spatiotemporal resolution”, PLoS ONE 9(8): 1-9.
  28. Boon, A., Broquet, G., Clifford, D. J., Chevallier, F., Butterfield, D. M., Pison, I., ... and Ciais, P. (2016) “Analysis of the potential of near-ground measurements of CO2 and CH4 in London, UK, for the monitoring of city-scale emissions using an atmospheric transport model”, Atmospheric Chemistry and Physics, 16(11), 6735-6756.
  29. Raible, C. C., Yoshimori, M., Stocker, T. F., and Casty, C., (2007) “Extreme mid latitude cyclones and their implications for precipitation and wind speed extremes in simulations of the Maunder Minimum versus present day conditions”, Climate Dynamics, 28(4), 409-423.
  30. Ruti, P. M., Marullo, S., D'Ortenzio, F., and Tremant, M., (2008) “Comparison of analyzed and measured wind speeds in the perspective of oceanic simulations over the Mediterranean basin: Analyses, QuikSCAT and buoy data”, Journal of Marine Systems, 70(1), 33-48.
  31. Cantrell, C. A., (2008) “Technical Note: Review of methods for linear least-squares fitting of data and application to atmospheric chemistry problems”, Atmospheric Chemistry and Physics, 8(17): 5477-5487.
  32. Francis, D. P., Coats, A. J., and Gibson, D. G., (1999) “How high can a correlation coefficient be Effects of limited reproducibility of common cardiological measures”, International Journal of Cardiology, 69(2): 185-189. 
  33. Sun, B., Zhou, S., & Zhao, Q., (2003) “Evaluation of spatial and temporal changes of soil quality based on geostatistical analysis in the hill region of subtropical China”, Geoderma, 115(1): 85-99.
  34. Mahesh, P., Sharma, N., Dadhwal, V. K., Rao, P. V. N., Apparao, B. V., Ghosh, A. K., ... and Ali, M. M. (2014) “Impact of Land-Sea Breeze and Rainfall on CO2 Variations at a Coastal Station”, Journal of Earth Science & Climatic Change, 5(6), 1.
  35. Guo, M., Wang, X. F., Li, J., Yi, K. P., Zhong, G. S., Wang, H. M., and Tani, H., (2013). Spatial distribution of greenhouse gas concentrations in arid and semi-arid regions: A case study in East Asia. Journal of Arid Environments, 91: 119-128.
  36. Shim, C., Lee, J., and Wang, Y., (2013). Effect of continental sources and sinks on the seasonal and latitudinal gradient of atmospheric carbon dioxide over East Asia. Atmospheric Environment, 79(85): 853-860.
  37. Prasad, P., Rastogi, S., and Singh, R. P., (2014). Study of satellite retrieved CO2 and CH4 concentration over India. Advances in Space Research, 54(9): 1933-1940.
  38. Guo, M., Xu, J., Wang, X., He, H., Li, J., & Wu, L., 2015. Estimating CO2 concentration during the growing season from MODIS and GOSAT in East Asia. International Journal of Remote Sensing, 36(17): 4363-4383.
  39. Mousavi, S.M, Falahatkar, S., & Farajzadeh, M. (2017). Assessment of seasonal variations of carbon dioxide concentration in Iran using GOSAT data. Natural Resources Forum, doi: 10.1111/1477-8947.12121.
  40. Mousavi, S. M., Falahatkar, S., & Farajzadeh, M. (2017). Monitoring of Monthly and Seasonal Methane Amplitude in Iran using GOSAT Data. Physical Geography 49 (2), 327-340 [In persian].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



1- کارشناس ارشد محیط­زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران

[2] - استادیار گروه محیط زیست دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران*(مسئول مکاتبات)

[3] - استاد گروه سنجش از دور دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

1- M.Sc., Environment, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Mazandaran, Iran

2- Assistant Professor, Department of Environment, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Mazandaran, Iran *(Correspondence Author)

3 - Professor, Department of Remote Sensing, Faculty of Humanities, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

 

1- Guo

2- Shim

3- Prasad

1- Mahesh

2- European Center for Medium-Range Weather Forecasts

3- Greenhouse Gas Observatory Sattelite

1- Ministry of the Environment

2- Japanese Aerospace Exploration Agency.

.3- National Institute for Environmental Studies

4- Short Wave Infra-Red

5- Thermal and Near Infrared Sensor for Carbon Observations-Fourier Transform Spectrometer

6- Thermal and Near Infrared Sensor for Carbon Observations-Cloud and Aerosol Imager

1- Ordinary Kriging

2- Geographic Information System

3- Resampling

4- Residual Sums of Squares

1- Spatial Atoucorrelation

  1. Mackenzie, F. T., )1981 (“Global carbon cycle: Some minor sinks for CO2, Flux of Organic Carbon by Rivers to the Oceans”, GE Likens, FT MacKenzie, JE Richey, JR Sedell, KK Turekian, 360-384.
  2. World Meteorological Organization) 2015 (“WMO WDCGG Data Summary No. 39; Japan Meteorological Agency/WMO: Tokyo, Japan, 2015; pp. 17–22.
  3. Hannah, L., )2014(“Carbon Sinks and Sources in: L, Hannah”, Climate change biology Second Edition, Elsevier: Academic Press, pp. 403-422.
  4. IPCC., )2007 (“Summary for Policymakers. In Climate Change 2007: The Physical Science Basis”, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Solomon, S., QIN, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyte, K.B., Tignor, M., Miller, H.L. (Ed.). pp.18 (Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press).
  5. Bajracharya, S. (2008) “Community carbon forestry: remote sensing of forest carbon and forest degradation in Nepal”, Netherlands International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation, 14-26.
  6. Fu, L., Zhao, Y., Xu, Zh., and Wu, B., )2015 (“Spatial and temporal dynamics of forest aboveground carbon stocks in response to climate and environmental changes”, Soils Sediments. 15(2): 249-259.
  7. Nayak, R. K., Deepthi, E. N., Dadhwal, V. K., Rao, K. H., & Dutt, C. B. S. (2014). Evaluation of NOAAcarbon tracker global carbon dioxide products. The International Archives of Photogrammetry,Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 40(8), 287–290.
  8. Yue, T. X., Zhao, M. W., and Zhang, X. Y. (2015) “A high-accuracy method for filling voids on remotely sensed XCO2 surfaces and its verification”, Journal of Cleaner Production, 103, 819-827.
  9. Brewer, W., Hoffman, G., Silver, E., DiLeonardo, C., Henderson, J. R., and Vigil, S., )2012 (“Evaluating Use of Satellite Observations for Detecting Large CO2 Leaks and Carbon Sequestration Monitoring United States”, Lawrence Livermore National Laboratory1(1):1-35.   
  10. Bell, T. W., Menzer, O., Troyo‐Diéquez, E., and Oechel, W. C. (2012) “Carbon dioxide exchange over multiple temporal scales in an arid shrub ecosystem near La Paz, Baja California Sur, Mexico”, Global Change Biology, 18(8), 2570-2582.
  11. Mousavi, S. M., & Falahatkar, S. (2019). Spatiotemporal distribution patterns of atmospheric methane using GOSAT data in Iran. Environment, Development and Sustainability, 1-17.
  12. Huang, J., Yu, H., Guan, X., Wang, G., and Guo, R. (2015) “Accelerated dryland expansion under climate change”, Nature Climate Change.
  13. Britter, R. E. (1989). Atmospheric dispersion of dense gases. Annual review of fluid mechanics, 21(1), 317-344.
  14. Oldenburg, C. M., and Unger, A. J., (2004) “Coupled vadose zone and atmospheric surface-layer transport of carbon dioxide from geologic carbon sequestration sites”, Vadose Zone Journal, 3(3), 848-857.
  15. 15.Chow, F. K., Granvold, P. W., and Oldenburg, C. M., (2009) “Modeling the effects of topography and wind on atmospheric dispersion of CO2 surface leakage at geologic carbon sequestration sites”, Energy Procedia, 1(1): 1925-1932.
  16. Deng, S., Shi, Y., Jin, Y., and Wang, L., (2011) “A GIS-based approach for quantifying and mapping carbon sink and stock values of forest ecosystem: A case study”, Energy Procedia, 5:1535-1545.
  17. World research institute, (2015). http://www.wri.org. last visited at 15/8/2015.
  18. ENI. (2016). Encyclopaedia Iranica. http://www.iranicaonline.org. Accessed December 6, 2017.
  19. Emissions database for global atmospheric research. http://edgar.jrc.ec.europa.eu/.
    Accessed February 8, 2017.
  20. Yokota, T., Yoshida, Y., Eguchi, N., Ota, Y., Tanaka, T., Watanabe, H., and Maksyutov, S., (2009) “Global concentrations of CO2 and CH4 retrieved from GOSAT: First preliminary results”, Sola, 5: 160-163.
  21. Parker, R., Boesch, H., Cogan, A., Fraser, A., Feng, L., Palmer, P. I., ... and Wennberg, P. O. (2011) “Methane observations from the Greenhouse Gases Observing SATellite: Comparison to ground-based TCCON data and model calculations”, Geophysical Research Letters, 38(15).
  22. Yoshida, Y., Ota, Y., Eguchi, N., Kikuchi, N., Nobuta, K., Tran, H., ... and Yokota, T., (2011) “Retrieval algorithm for CO2 and CH4 column abundances from short-wavelength infrared spectral observations by the Greenhouse gases observing satellite”, Atmospheric Measurement Techniques, 4(4): 717-734.
  23. Miao, R., Lu, N., Yao, L., Zhu, Y., Wang, J., and Sun, J., (2013) “Multi-year comparison of carbon dioxide from satellite data with ground-based FTS measurements (2003–2011). Remote Sensing, 5(7): 3431-3456.
  24. Morino, I., Uchino, O., Inoue, M., Yoshida, Y., Yokota, T., Wennberg, P., ... and Rettinger, M., (2010) “Preliminary validation of column-averaged volume mixing ratios of carbon dioxide and methane retrieved from GOSAT short-wavelength infrared spectra”, Atmospheric Measurement Techniques, 4(2):1061-1076.
  25. Kuze, A., Suto, H., Nakajima, M., and Hamazaki, T., (2009) “Thermal and near infrared sensor for carbon observation Fourier-transform spectrometer on the Greenhouse Gases Observing Satellite for greenhouse gases monitoring”, Applied Optics, 48(35): 6716-6733.
  26. Guo, M., Wang, X. F., Li, J., Yi, K. P., Zhong, G. S., Wang, H. M., and Tani, H., (2013) “Spatial distribution of greenhouse gas concentrations in arid and semi-arid regions: A case study in East Asia”, Journal of Arid Environments, 91: 119-128.
  27. Wang, T., Shi, J., Jing, Y., Zhao, T., Ji, D., and Xiong, C., (2014) “Combining XCO2 measurements derived from SCIAMACHY and GOSAT for potentially generating global CO2 maps with high spatiotemporal resolution”, PLoS ONE 9(8): 1-9.
  28. Boon, A., Broquet, G., Clifford, D. J., Chevallier, F., Butterfield, D. M., Pison, I., ... and Ciais, P. (2016) “Analysis of the potential of near-ground measurements of CO2 and CH4 in London, UK, for the monitoring of city-scale emissions using an atmospheric transport model”, Atmospheric Chemistry and Physics, 16(11), 6735-6756.
  29. Raible, C. C., Yoshimori, M., Stocker, T. F., and Casty, C., (2007) “Extreme mid latitude cyclones and their implications for precipitation and wind speed extremes in simulations of the Maunder Minimum versus present day conditions”, Climate Dynamics, 28(4), 409-423.
  30. Ruti, P. M., Marullo, S., D'Ortenzio, F., and Tremant, M., (2008) “Comparison of analyzed and measured wind speeds in the perspective of oceanic simulations over the Mediterranean basin: Analyses, QuikSCAT and buoy data”, Journal of Marine Systems, 70(1), 33-48.
  31. Cantrell, C. A., (2008) “Technical Note: Review of methods for linear least-squares fitting of data and application to atmospheric chemistry problems”, Atmospheric Chemistry and Physics, 8(17): 5477-5487.
  32. Francis, D. P., Coats, A. J., and Gibson, D. G., (1999) “How high can a correlation coefficient be Effects of limited reproducibility of common cardiological measures”, International Journal of Cardiology, 69(2): 185-189. 
  33. Sun, B., Zhou, S., & Zhao, Q., (2003) “Evaluation of spatial and temporal changes of soil quality based on geostatistical analysis in the hill region of subtropical China”, Geoderma, 115(1): 85-99.
  34. Mahesh, P., Sharma, N., Dadhwal, V. K., Rao, P. V. N., Apparao, B. V., Ghosh, A. K., ... and Ali, M. M. (2014) “Impact of Land-Sea Breeze and Rainfall on CO2 Variations at a Coastal Station”, Journal of Earth Science & Climatic Change, 5(6), 1.
  35. Guo, M., Wang, X. F., Li, J., Yi, K. P., Zhong, G. S., Wang, H. M., and Tani, H., (2013). Spatial distribution of greenhouse gas concentrations in arid and semi-arid regions: A case study in East Asia. Journal of Arid Environments, 91: 119-128.
  36. Shim, C., Lee, J., and Wang, Y., (2013). Effect of continental sources and sinks on the seasonal and latitudinal gradient of atmospheric carbon dioxide over East Asia. Atmospheric Environment, 79(85): 853-860.
  37. Prasad, P., Rastogi, S., and Singh, R. P., (2014). Study of satellite retrieved CO2 and CH4 concentration over India. Advances in Space Research, 54(9): 1933-1940.
  38. Guo, M., Xu, J., Wang, X., He, H., Li, J., & Wu, L., 2015. Estimating CO2 concentration during the growing season from MODIS and GOSAT in East Asia. International Journal of Remote Sensing, 36(17): 4363-4383.
  39. Mousavi, S.M, Falahatkar, S., & Farajzadeh, M. (2017). Assessment of seasonal variations of carbon dioxide concentration in Iran using GOSAT data. Natural Resources Forum, doi: 10.1111/1477-8947.12121.
  40. Mousavi, S. M., Falahatkar, S., & Farajzadeh, M. (2017). Monitoring of Monthly and Seasonal Methane Amplitude in Iran using GOSAT Data. Physical Geography 49 (2), 327-340 [In persian].