تأثيرات العواصف الترابية على البنية التحتية للطرق في الصحراء الغربية (مصر): تقييم ساعي بالاعتماد على الذكاء الاصطناعي Impacts of Dust Storms on Road Infrastructure in the Western Desert (Egypt): Hourly Assessment Using Artificial Intelligence | ||
| المجلة العلمية بکلية الآداب | ||
| Volume 2025, Issue 61, October 2025, Pages 1735-1758 PDF (2.07 M) | ||
| Document Type: أبحاث علمیة | ||
| DOI: 10.21608/jartf.2025.456284 | ||
| Authors | ||
| إسلام محمد جابر1; Abdelrazek Elkoumi2 | ||
| 1قسم الجغرافيا، كلية الآداب, جامعة طنطا،مصر | ||
| 2أستاذ الجغرافيا الطبيعية- وكيل شئون الدراسات العليا- كلية الآداب- جامعة طنطا | ||
| Abstract | ||
| تعد العواصف الغبارية من أهم الظواهر الجوية المرتبطة بمناخات الصحراء، حيث تؤثر على الصحة والنقل والتنمية المستدامة. يحلل هذا البحث خصائص العواصف الغبارية في الصحراء الغربية بمصر من عام 2003 إلى عام 2023 باستخدام نهج تقييم الأثر المحتمل للطرق. يستخدم البحث بيانات إعادة تحليل CAMS ADS التي تتضمن تركيز الغبار وعمق الهباء الجوي البصري ونسبة جزيئات الغبار الخشن المُصدرة بصيغة NetCDF. تمت معالجة البيانات باستخدام مكتبات Python (xarray و dask و geopandas و pandas) وتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية المتقدمة ArcGIS Pro و Google Earth Engine. يتضمن النهج تصدير البيانات المتعلقة بالغبار إلى شبكة نقطية مكانية ودمجها جغرافيًا وزمنيًا مع متغيرات مؤشر الغبار التي تمتلك دقة زمنية مدتها 3 ساعات، ثم إنشاء تقييمات زمنية ومكانية متوقعة على شبكة طرق متجهة مُصدرة بصيغة GeoPackage و Parquet مما يسمح بمزيد من الكفاءة في التنفيذ والتقييم. تكشف النتائج أن أعلى معدل لعواصف الغبار يحدث خلال شهري أبريل ومايو، حيث يتجاوز التعرض المتراكم على طول أجزاء مختارة من الطرق على مر السنين 3500 ساعة تمثل ما يقرب من 180 ساعة في السنة (7-8 أيام من التداخل). تتراكم المناطق عالية الخطورة على طول طريق الداخلة - الخارجة - الفرافرة - البحرية، وطريق الخارجة - أسيوط - أبو طرطور، وأي طرق متجهة جنوبًا إلى شرق العوينات/الحدود السودانية حيث يحدث تداخل عالي الخطورة. ومع ذلك، فإن الشمال بالقرب من الطريق الساحلي (السلوم، سيدي براني) يتلقى عواصف الغبار في الغالب في فصل الشتاء، بينما يتلقى الصيف تعرضًا أقل نسبيًا (يوليو - أغسطس). تشير هذه النتائج إلى أهمية مخاطر الزمان والمكان لإمكانية التنبؤ بعواصف الغبار بناءً على الموسمية والوقت من اليوم. تظهر معظم الطرق عواصف الغبار بشكل رئيسي عندما تكون العواصف الغبارية سائدة في الساعة 06:00 و12:00 و18:00، مما يشير إلى أن النشاط النهاري مرتفع أيضًا. يؤكد هذا على ضرورة وجود نظام تحذير بري للصحراء الغربية، على الأقل للطرق المؤدية إليها. كما ينبغي أن تعتمد تحذيرات الطرق خطة امتثال تعتمد على الموسم والوقت من اليوم. يُبرز هذا البحث أهمية تقييمات الاستشعار عن بُعد التأكيدية، والمعالجة والتحليل الجغرافي المكاني، وبيانات المناخ العالمي، لإجراء تقييم شامل لمخاطر العواصف الغبارية للتكيف مع الظروف الجوية القاسية. Dust storms are one of the most significant weather events associated with desert climates, impacting health, transport, and sustainable development. This research analyzes the characteristics of dust storms in the Western Desert of Egypt from 2003 to 2023 with the potential impact assessment approach for roads. The research utilizes CAMS ADS reanalysis data which include dust concentration, aerosol optical depth, and coarse dust percentage of particles exported as NetCDF. Processing of the data occurred with Python libraries (xarray, dask, geopandas, pandas) and advanced Geographic Information Systems applications like ArcGIS Pro, Google Earth Engine. The approach includes exporting dust-related data into a spatial raster grid and integrating it geographically and temporally with dust index variables possessing a 3-hour temporal resolution, then creating time and space assessments projected on a vector road network export as GeoPackage and Parquet allowing further efficient realization and evaluation. Findings reveal that the highest incidence of dust storms occurs during the months of April and May, with exposure accumulated along select road segments over the years exceeding 3500 hours representing nearly 180 hours a year (7-8 days of interference). High-risk areas accumulate along the Dakhla - Kharga - Farafra - Bahariya road, the Kharga - Asyut - Abu Tartour road, and any roads going south to East Owainat/Sudanese border as high-risk interference happens. However, the north near the coastal road (Sallum, Sidi Barani) receives dust storms mostly in winter, while summer receives relatively less exposure (July - August). These results indicate time and space risk relevance to dust storms predictability based on seasonality and time of day. Most roads exhibit dust storms mainly when dust storms are prevalent at 06:00, 12:00, and 18:00, indicating day activity is also high. This emphasizes an overland warning system demand for the Western Desert, at least for access roads. Road warnings should also adopt a season and time of day-based compliance plan. This research highlights the value of remote-sensing confirmatory assessments, geospatial processing and analysis, and global climate data for comprehensive dust storm risk assessment for adaptation against extreme weather conditions. | ||
| Keywords | ||
| العواصف الغبارية؛ الصحراء الغربية؛ جودة الهواء؛ شبكات الطرق؛ CAMS ADS؛ التحليل المكاني؛ PM10؛ الغبار الخشن ؛ العمق البصري للغبار (AOD). Dust storms; Western Desert; Air quality; Road networks; CAMS ADS; Spatial analysis; PM10; dust bins; Aerosol Optical Depth (AOD) | ||
|
Statistics Article View: 68 PDF Download: 68 |
||
