Iranian Journal of Health and Environment

fa بهره‌گیری از مدل اثرات اختلاط خطی جهت پیش بینی غلظت ذرات معلق در سطح زمین: مطالعه موردی در تهران Using linear mixed effect model to estimate ground-level PM2.5: case study for Tehran هوا Air پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: در سال های اخیر وضعیت بحرانی غلظت ذرات معلق در کلان شهر تهران به‌عنوان معضلی شاخص همواره مورد توجه بوده است. با توجه به محدود بودن شبکه ایستگاه های پایش آلاینده های هوا و عدم صرفه اقتصادی جهت افزایش ایستگاه های موجود، محققین استفاده از تکنیک های سنجش از دور را به عنوان روشی اقتصادی و آسان جهت دستیابی به پوشش مکانی و زمانی کامل از غلظت ذرات معلق پیشنهاد نموده اند. روش بررسی: در مطالعه پیش رو پارامتر ماهوارهای عمق اپتیکی ذرات معلق (AOD) از سنجنده MODIS به همراه پارامترهای هواشناسی جهت توسعه مدل آماری اثرات اختلاط خطی و پیش بینی غلظت ذرات معلق در سطح زمین مورد استفاده قرار گرفته است. داده های AOD با وضوح مکانی km 3 برای 13 ایستگاه پایش زمینی و داده های هواشناسی برای 5 ایستگاه سینوپتیک در سطح شهر تهران برای سال 2013 استخراج شده اند. یافته ها: مدل پیشنهادی توانایی پیشبینی 72-57 درصد تغییرات روزانه غلظت PM2.5 را دارا است. آنالیز زمانی مقادیر تخمین زده شده برای غلظت PM2.5 توانسته است روند موجود در مقادیر اندازه گیری شده را با دقت قابل قبولی پیش بینی نماید. بهترین عملکرد مدل طی مراحل مدلسازی و اعتبارسنجی مربوط به ماه May سال 2013 است. توزیع مکانی غلظت پیش بینی شده توسط مدل دارای همخوانی کاملی با مقادیر اندازه گیری شده در ایستگاه ها است. نتیجه گیری: با توجه به نقشه توزیع مکانی غلظت PM2.5 پیش بینی شده، مناطق مرکزی و شمالی به عنوان آلوده ترین بخش ها تعیین شده اند. نتایج نشان می دهد که مدل اثرات اختلاط خطی به همراه پارامتر ماهواره ای و متغیرهای هواشناسی دارای توانایی قابل قبولی جهت پیش بینی غلظت PM2.5 است.  </div> <div style="text-align: justify;">Background and Objective: In the recent decade, critical condition of particulate matters (PMs) concentration is considered as one of the most important issues in Tehran megacity. Due to sparse spatial distribution of air quality monitoring stations and economic considerations, researchers proposed remote sensing technique as a fast and economical way to obtain complete spatial and temporal coverage of PM concentrations. Materials and Methods: In this study, aerosol optical depth (AOD) retrieved by MODIS along with meteorological parameters were used to develop statistical linear mixed effect (LME) model and estimating ground-level PM2.5 concentrations. AOD data with a spatial resolution of 3 km from 13 monitoring stations and  meteorological data from 5 synoptic stations were extracted over Tehran during 2013. Results: The results showed that the proposed model was able to explain about 57%-72% of daily PM2.5 concentration variations. Temporal analysis of predicted PM2.5 concentrations could follow the curve trend which was obtained from the observed PM2.5 measurements with a reasonable level of accuracy. Best performance of the model was in May 2013 during a model-fitting and cross-validation practice. Also, the spatial distribution of the estimated PM2.5 concentrations was consistent with the measured values in the monitoring stations. Conclusion: Based on the spatial distribution map of the estimated PM2.5, central and northern parts of Tehran were the most polluted areas in the study region. The result showed that the LME model using the satellite-derived AOD and meteorological variables could provide an accurate prediction of ground-level PM2.5 concentrations.  </div> عمق اپتیکی آلاینده ها, سنجنده MODIS, مدل اثرات اختلاط خطی PM2.5, Aerosol optical depth, MODIS, Linear mixed effect model 213 224 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1201-1&slc_lang=fa&sid=1 S Sotoudeheian سعید ستوده یان Saeed_sotodian@yahoo.com Yes Environmental Engineering and Water Resource Division, Department of Civil Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran گروه مهندسی محیط‌زیست و منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران M Arhami محمد ارحامی arhami@sharif.edu No Environmental Engineering and Water Resource Division, Department of Civil Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran گروه مهندسی محیط‌زیست و منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران