با هدف ارتقای توانمندی‌های علمی و اجرایی کشور در زمینه پایش، مدل‌سازی و پیش‌بینی دقیق پدیده جوی طوفان‌های گردوخاک؛ طرح پژوهشی «طراحی و توسعه سامانه پایش و پیش‌آگاهی طوفان‌های گرد و خاک» با حمایت سازمان هواشناسی کشور و به سرپرستی دکتر مجید وظیفه‌دوست عضو هیئت علمی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، اجرایی و عملیاتی شد.

طوفان‌های گرد و خاک از جمله مخاطرات جوی با پیامدهای گسترده در حوزه‌های سلامت عمومی، حمل‌ونقل، کشاورزی، محیط‌زیست و اقتصاد به شمار می‌روند. از این رو، دسترسی به داده‌های دقیق و به‌هنگام درباره کانون‌های شکل‌گیری، الگوی گسترش و مسیر حرکت این طوفان‌ها، نقشی کلیدی در مدیریت بحران و کاهش پیامدهای منفی آن دارد. این طرح با هدف شناسایی دقیق‌تر ابعاد این پدیده و ایجاد بستری برای پایش و پیش‌بینی علمی آن طراحی و تدوین شده است.

در اجرای این پروژه، سامانه جامع پایش و پیش‌آگاهی در سه محور عملیاتیِ «سنجش از دور و پایش ماهواره‌ای»، «مدل‌سازی انتشار گرد و خاک» و «پیش‌بینی عددی» توسعه یافت. خروجی‌های برخط این بخش‌ها در قالب یک سامانه یکپارچه مبتنی بر Web GIS تجمیع شده تا دسترسی کاربران و مدیران اجرایی به اطلاعات، تسهیل و تسریع گردد.

از مهم‌ترین بخش‌های پژوهشی این طرح، توسعه روش‌های شناسایی و تفکیک گرد و خاک با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای بوده است. در این راستا، با بررسی و ارزیابی روش‌های گوناگون بارزسازی گرد و خاک بر فراز اراضی و پهنه‌های آبی (در شرایط مختلف روز و شب) و تفکیک آن از پدیده‌های مشابه نظیر طوفان‌های تندری، یک الگوریتم بومی مبتنی بر هوش مصنوعی طراحی و عملیاتی شد که نتایج ارزیابی‌ها، عملکرد مطلوب آن را در شناسایی دقیق این پدیده تأیید می‌کند.

در بخش مدل‌سازی، به‌منظور ارتقای دقت پیش‌بینی، ۹ روش استاندارد و رایجِ انتشار گرد و خاک در ۵۰ رویداد مجزا مورد تحلیل و اعتبارسنجی قرار گرفت. در نهایت، با بهره‌گیری از رویکرد «همادی‌سازی» (Ensemble)، مدل نهایی برای پیش‌بینی دقیق‌تر این پدیده تولید و مستقر گردید.

از شاخص‌ترین دستاوردهای این طرح می‌توان به ایجاد بستر یکپارچه پایش برخط، استقرار نسخه نهایی سامانه بر روی سرورهای سازمان هواشناسی کشور و تدوین پروتکل‌های تخصصی برای تفکیک پیکسل‌های گرد و خاک از عوارض سطحی (آب، اراضی و ابرها) اشاره کرد. این سامانه اکنون ابزار ارزشمندی برای برنامه‌ریزی‌های کلان در حوزه پایش پدیده‌های جوی محسوب می‌شود.

اجرای این پروژه، بخشی دیگر از ظرفیت‌های علمی دانشگاه گیلان در حوزه‌های سنجش از دور، هوش مصنوعی، مدل‌سازی عددی و سامانه‌های اطلاعات مکانی (GIS) را در خدمت یکی از نیازهای راهبردی کشور قرار داده است. دستاوردهای این همکاری مشترک، علاوه بر کاربردهای مستقیم در سازمان هواشناسی، بستر علمی مطلوبی برای تعریف پایان‌نامه‌های تحصیلات تکمیلی و توسعه مطالعات تخصصی در حوزه مخاطرات جوی و محیط‌زیست فراهم آورده است.