Investigation of Behavior and Trend of Nitrogen Dioxide in Tehran Using OMI Satellite Sensor Measurements

Authors

1 Department of Physics, University of Zanjan, Zanjan;

2 Department of Physics, University of Zanjan, Zanjan, P.O.Box 45371-38791, Iran;

3 Department of Geomatics Engineering, Faculty of Civil Engineering and Transportation, University of Isfahan, Isfahan, Iran;

Abstract

Air pollution is one of the most important problems in the world’s major cities in the last century because it endangers human health and the environment. One of the indicators of air pollution is nitrogen dioxide, which is continuously measured by satellite from space and via ground-based instruments. In this paper, the data for nitrogen dioxide was measured by OMI over Tehran. Wind, surface temperature and horizontal visibility were recorded at Mehrabad Meteorological Station during the period from October 2004 to May 2016 to evaluate the behavior and trends of air pollution. The average amount of nitrogen dioxide during the spring, summer, autumn and winter seasons were 6.99 ×1015, 6.22 ×1015, 16.90 ×1015, and 19.65 ×1015 molec/cm2 with the highest (lowest) value occurring in the winter (summer). Also, the highest (lowest) standard deviation occurred in the winter (summer), which was 14.84 ×1015 (3.73 ×1015). The correlation coefficient of nitrogen dioxide with wind and temperature were -0.04 and -0.59, respectively, which show a greater effect of temperature on nitrogen dioxide changes. Also, the correlation coefficient of nitrogen dioxide with horizontal visibility was -0.20, which indicates a reduction of horizontal visibility with increasing urban pollution in Tehran. The nitrogen dioxide trend was calculated using linear regression after eliminating four, six, and twelve-month periods with 95% confidence. The trend of nitrogen dioxide was 5.76 ×1014 molec/ cm2 per year.

Keywords


[1] جوان بخت امیری، ستاره و خاتمی، سید هادی (۲۰۱۲). بررسی ارتباط بین الاینده های شاخص کیفیت هوا و پارامترهای هواشناسی در تهران با رویکرد آنالیز رگرسیون سال ۱۳۸۴، انسان و محیط زیست ۱۰ (۲۰۱۲): ۱۵ -28

[2] Kenneth, W., Warner, C. F., Davis, W. (1981). Air pollution: its origin and control. Harper and Row, New York. Wark, k. and C. F. Warner, 1981.

[۳] یاوری، حسین و سلیقه، محمد (۲۰۱۱). سطوح وارونگی در آلودگی های شهر تهران، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، ۱۱ (۲۰)، ۸۹-۱۰۵.

[4] Loomis, D., Grosse, Y., Lauby-Secretan, B., El Ghissassi, F., Bouvard, V., Benbrahim- Tallaa, L., ... Straif, K. (2013). The carcinogenicity of outdoor air pollution. The lancet oncology, 14(13), 1262-1263.

[5] WHO. (2014). Burden of disease from ambient and household air pollution.

[۶] شرکت کنترل کیفیت هوا،. http : / / air . tehran . ir  

[7] Tiwary, A., Colles, J. (2009). Air pollution: measurement, modelling mitigation. Taylor Francis.

[۸] شرعی پور، زهرا و علی اکبری بیدختی، عباسعلی (۲۰۱۴). بررسی وضعیت 2 NO تروپوسفری ایران طی سالهای

۲۰۰۴ تا ۲۰۱۲، محیط شناسی، ۴۰ (۱)، ۶۵-۷۸.

[۹] جوان بخت امیری، ستاره (۲۰۰۶). محاسبه اثر بین آلودگی هوا و عناصر هواشناسی در تهران با رویکرد آنالیز

رگرسیون، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران.

[10] World Health Organization. (2003). Health aspects of air pollution with particulate matter, ozone and nitrogen dioxide: report on a WHO working group, Bonn.

[11] Challen, P. J. R., Hickish, D. E., Bedford, J. (1958). An Investigation of Some Health Hazards in an Inert-gas Tungsten- arc Welding-shop. British journal of industrial medicine, 15(4), 276.

[۱۲] طاوسی، تقی و حسین آبادی، نسرین (۲۰۱۷). ارزیابی شاخص های وارونگی دمای لایه مرزی هوای شهر تهران،

فصلنامه تحقیقات جغرافیایی

[۱۳] دفتر برنامه ریزی و تالیف کتب درسی ایران - زمین شناسی- انتشارات شرکت چاپ کتاب های درسی ایران.

[۱۴] محمدی، حسین (۲۰۱۷). چرا دانش مخاطره (وارونگی دمای شهر تهران)، مدیریت مخاطرات محیطی (دانش مخاطرات سابق).

[۱۵] محسنی، ذات الله (۱۹۸۷). تاثیر عوامل جوی بر آلودگی هوای تهران، پایان نامه دانشکده ژئوفیزیک دانشگاه تهران.

[۱۶] صفوی، یحیی و علیجانی، بهلول (۲۰۰۷). بررسی عوامل جغرافیایی در آلودگی هوای تهران، پژوهش های جغرافیایی

[17] Van Der A, R. J., Peters, D. H. M. U., Eskes, H., Boersma, K. F., Van Roozendael, M., De Smedt, I., kelder, H. M. (2006). Detection of the trend and seasonal variation in tropospheric NO2 over China. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 111(012).

[18] Lamsal, L. N., Duncan, B. N., Yoshida, Y., Krotkov, N. A., Pickering, k. E., Streets, D. G., Lu, Z. (2015). US NO2 trends (2005-2013): EPA Air Quality System (AQS) data versus improved observations from the Ozone Monitoring Instrument (OM). Atmospheric Environment, 110, 130-143.

[19] Ghude, S. D., Van der A, R. J., Beig, G., Fadnavis, S. (2009). trends in NO2 over the major global hotspot regions during the past decade and their inter- comparison, Environmental Pollution, 157, 1873-1878.

[20] https://www.amar.org.ir.

[۲۱] ثنایی، مریم، خانمحمدی، مجید و محمدی، حسین (۲۰۱۵). تحلیل اثر الگوی سینوپتیکی رخداد مخاطره آمیز موج گرمای تابستان ۱۳۹۲ و فوت ناشی از آلودگی شهر تهران، دانش مخاطرات محیطی، ۲ (۱)، ۶۷-۸۳.

[23] www.irimo.ir.

[24] Vanicek, P. (1971). Further development and properties of the spectral analysis by least squares. Astrophysics and Space Science, 12(1), 10-33.

[25] Pagiatakis, S. D. (1999). Stochastic significance of peaks in the least-squares spectrum. Journal of Geodesy. 73 (2), 67-78.

[26] Weatherhead, E. C., Reinsel, G. C., Tiao, G. C., Meng, X.L., Choi, D., Cheang, W. K., ... Miller, A. J. (1998). Factors affecting the detection of trends: Statistical considerations and applications to environmental data. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 103(D14), 17149-17161.