نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی سنجش از دور، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دکتری سنجش از دور، دانشیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 کارشناسی ارشد مهندسی الکترواپتیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction
Atmospheric visibility distance is a crucial information for transport safety as well as a good evidence of air pollution. Electro-optical sensors such as transmitometers or scatterometers have been developed to measure this environmental parameter. Transmitometers are reliable but are very expensive, which explains why they are deployed at critical places like major airports.
The recent development of satellite meteorology has allowed us to estimate spatially and frequently number of basic meteorological parameters. This paper presents the proposed methodology for retrieving visibility values based on the application of aerosol optical thickness algorithm on satellite image data. To calculate the atmospheric visibility, computing Blur atmosphere parameter will be beneficial. Aerosols as the most important factor Blur the atmosphere and absorb sunlight, reducing visibility in the atmosphere. In this study, by Using remote sensing data (aerosol optical thickness), atmospheric blur parameter is calculated.
Methodology
A number of data from various sources were collected for this research, including the historical air quality data sets, MODIS aerosol imagery, and ground-based meteorological measurements. In this work, using the relationship between the optical thickness and atmospheric blur, atmospheric blur parameter calculated evenly. For this, the corrected values of Aerosol Optical Depth (AOD) retrieved from MODIS images are used. Hence the AODs were corrected for the effects of air humidity and the air mixing height.
Results and discussion
Atmospheric visibility distance is a property of the atmosphere, which can be remotely sensed by satellite data. In this aim, a linear mapping function between the atmospheric visibility distance and atmospheric blur parameter was planned. In used model, with the help regression analysis, the relationships were detected between atmospheric blur parameter and the atmospheric visibility. According to this study, it is found that there are relatively good correlation between atmospheric blur parameter and atmospheric visibility (R= 0.77). However, in the procedure of atmospheric blur and AOD correction, limitations such as insufficient number of ground-based weather stations and approximate determination of the air mixing height may cause some uncertainties in the proposed method.
Conclusion
This paper has proposed model for the estimate of atmospheric visibility. Remotely sensed MODIS AOD, and ground-based measurements of surface temperature and surface relative humidity have been found to be highly significant in the prediction atmospheric visibility. Although MODIS extracted AOD may contain valuable information about atmospheric blur parameter but this parameter is highly affected by the atmospheric conditions where usually it is hard to acquire the weather data during many satellite overpasses.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
یکی از اولین واژههایی که همراه با آلودگی هوا در ذهن تداعی میشود، کاهش دید افقی است (Malm, 1979) . قدرت دید را میتوان حداکثر فاصلهای در نظر گرفت که درک بصری انسان تحت شرایط آب و هوایی محدود میشود(Babari et al, 2011). به طور کلی قدرت دید به قابلیت عبور نور به صورت مستقیم در جو بر میگردد و حداکثر فاصلهای است که انسان در هر زمان از روز میتواند ببیند(Sirniviasa & Narasimhan, 2001). دود و آلودگی هوا در شهرها موجب کاهش قابلیت دید خواهد شد. ذرات نمک در مناطق ساحلی نیز یکی از موارد کاهش دید خواهد بود. اما بدون شک زمانی قدرت دید حداقل خود را خواهد داشت که غلظت ذرات معلق در جو حداکثر مقدار خود را دارا باشد (قربانی، 1390).
تهیه اطلاعاتی در مورد قدرت دید افقی با دقت بالا برای خلبانان و کنترل کنندگان ترافیک هوایی با توجه به وجود جتهای سریع و مافوق صوت، بسیار مهم میباشد(Mali & Vashistha, 2005) . قدرت دید هواشناسی، مربوط به شفافیت جو و در ارتباط با توانایی دید بشر اساسگذاری شده است. روش معمول برای اندازهگیری قدرت دید استفاده از ابزاری است که معمولا در اطراف فرودگاهها نصب میشود و با دقت مطلوب توانایی اندازهگیری قدرت دید را دارند، اما محدودیت این روشها زمانی است که خواسته شده باشد در مکانی قدرت دید تعیین شود که این امکانات وجود ندارد.[1]
انرژی تابشی که از خورشید به سطح زمین میرسد، به میزان کاهش آن در عبور از جو بستگی دارد (مباشری، 1389). میزان کاهش در جو برای هوای صاف بسیار کم است ولی با افزایش هواویزها و یا تیرگی ناشی از بخار آب، گرد و غبار و گازها میزان کاهش انرژی عبوری افزایش مییابد(مباشری، 1389). بنابراین با اندازهگیری مستقیم تابش خورشیدی، میتوان میزان تیرگی جو را بدست آورد (مباشری، 1389). طبیعی است که بین تیرگی جو و کاهش دید افقی جو ارتباط وجود داشته باشد. بنابراین با توجه به آنچه که گفته شد، لازمه محاسبه تیرگی جو و متعاقب آن کاهش دید افقی، محاسبه تاثیر هواویزها در مسیر تابش خورشید میباشد.
اساس اپتیک هواویزها بر پایه تغییر میزان انرژی تابشی عبوری بعلت برهم کنش با ذرات معلق است (کاچار، 1390). وقتی یک ذره در معرض تابش طول موجی از نور قرار میگیرد، دو فرآیند جذب و یا پراکنش روی میدهد (کاچار، 1390). انرژی تابشی فرودی میتواند به صورتهای دیگر انرژی مانند انرژی گرمایی، انرژی شیمیایی یا تابش در طول موج دیگری تبدیل شود که به این تبدیل انرژی، جذب گفته میشود (مباشری، 1389). جذب انرژی تابشی، همراه با برانگیختگی ترازهای انرژی اتمها یا مولکولهای تشکیل دهنده هواویز میباشد (مباشری، 1389). همچنین محیط میتواند علاوه بر جذب، باعث پراکنده شدن فتونها شود. فرآیند پراکنش به معنی تغییر راستای انتشار فتونها میباشد. این فرآیند بعلت ناهمگونی محلی محیط که ناشی از وجود ذرات جامد یا قطرات مایع معلق در گاز است، میباشد. بعلاوه پدیده پراکندگی ممکن است بدلیل وجود مولکولهای گازی باشد(کاچار، 1390). هنگامیکه پراکندگی انرژی تابشی، محدود به پراکندگی مولکولی است (یعنی هیچ ذره خارجی وجود ندارد)، پراکندگی ریلی1[2] نامیده میشود. طبق تئوری ریلی، شدت تابش طیفی پراکنده شده متناسب با عکس چهارم طول موج است. بنابراین پراکندگی ریلی در طول موجهای کوتاهتر اهمیت بیشتری دارد. یکی از پارامترهایی که تحت تاثیر پدیده جذب و پراکنش هواویز محاسبه میشود، ضخامت نوری هواویز2 میباشد(Tian & Chen, 2010) . این پارامتر به صورت انتگرال ضریب تضعیف در مسیر قائم و ستونی در جو تعریف میشود(Tian & Chen, 2010) . با انجام محاسباتی بر روی AOD، تیرگی جو قابل محاسبه است (قربانی، 1390).
30 سال از زمانی که دادههای ماهوارهای در پایش هواویزها استفاده میشود، میگذرد و در طی گذشت این زمان، تکنیکهای سنجشازدوری از بهبود و پیشرفتهای قابل ملاحظهای برخوردار شدهاند(Wang & Chen, 2010). بهره بردن تصاویر ماهوارهای از پوشش مکانی و زمانی بالا، این توانایی را در این تکنیکها بوجود آورده است تا اطلاعات ارزشمندی برای مطالعات اپیدمولوژی، کمک به طراحی شبکه اندازهگیری و پیشبینی آلودگی هوا فراهم کند (Liu & Franklin, 2007). به بیان دیگر اطلاعات فراوان با هزینه اندک از مزایای این روش میباشد. پس از آن که سنجنده اسپکترورادیومتر تصویر بردار با قدرت تفکیک متوسط (MODIS) در مدار قرار گرفت، اقدام به برآورد عمق اپتیکی کلی از مشاهدات طیفی آن شده است. AOD حاصل از تصاویر MODIS نتیجه اندازهگیری ضریب تضعیف هواویز از سطح زمین تا ارتفاع بالای جو برای یک طول موج ثابت در زمان گذر ماهواره میباشد(Tian & Chen, 2010). AOD یک پارامترکلیدی برای تخمین آلودگی جوی در مطالعات آلودگی هوا می باشد.
تحقیقات مختلفی با استفاده از AOD در برآورد غلظت هواویز سطح زمین در نقاط مختلف جهان انجام شده است. در این تحقیقات از مدلهای خطی و غیر خطی برای برآورد غلظت هواویزها استفاده شده است (Gupta,2006, 2008, Liu & Franklin, 2007,Chirostopher, 2008, Van Dankelaar & Martin, 2008, Wang & Chen, 2010, Tian & Chen, 2010)
در این تحقیق قصد بر این است که ضخامت نوری هواویز از تصاویر ماهوارهای استخراج شود و از آن تیرگی جو محاسبه شده، سپس ارتباط تیرگی جو با قدرت دید افقی بررسی میشود.
در جدول شماره 1 روشهای محاسبه دید افقی بیان شده و مزایا و معایب هر روش به طور مختصر بیان شده است.
جدول 1- روشهای محاسبه دید افقی جو و مزایا و معایب
|
نام روش |
روش انجام محاسبات |
مزایا |
معایب |
|
دید انسانی |
با استفاده از تجربه |
انعطافپذیری، قابلیت تطبیق با شرایط آبوهوایی |
دقت پایین و عدم اعتماد پذیری و قابلیت استناد، بستگی به قابلیت و توانایی شخص بیننده |
|
Photography
|
پردازش تصویر |
ارتباط مستقیم با دید بصری، تحت تاثیر شرایط چشم اندازی (ثبت شرایط محیطی) |
حساس به شرایط نوری هنگام عکسبرداری، کاهش کیفیت بسته به نوع فشردهسازی تصویر، کاهش کیفیت با توجه به نوع فیلم مورد استفاده |
|
Integration nephelometer |
از طریق محاسبه ضریب جذب |
اندازهگیری پیوسته، قابلیت اندازهگیری در شب، ارتباط مستقیم با هواویز، قابلیت نمایش اتوماتیک ، غیر حساس به ابر |
اندازهگیری نقطهای، فرض بر توزیع همگن ذرات، قرار داشتن تحت تاثیر رطوبت نسبی، ، محدودیت مکانی، قابل استفاده تنها در روز |
|
Multiwavelenght telephotometer
|
از طریق محاسبه ضریب تضعیف (مجموع ضریب جذب و پراکندگی) |
قابلیت اندازهگیری قدرت دید تا 100 کیلومتر، استفاده از ضریب تضعیف در محاسبات، وارد شدن تاثیر پراکندگی و جذب در طول موجهای مختلف، قابلیت نمایش اتوماتیک |
حساس به شرایط آبوهوایی، قابل استفاده تنها در روز، قابلیت استفاده تنها در آسمان صاف و بدون ابر، محدودیت مکانی |
|
Transmissometer |
از طریق محاسبه ضریب تضعیف (مجموع ضریب جذب و پراکندگی) |
قابلیت اندازهگیری در قدرت دیدهای متوسط، استفاده از ضریب تضعیف کلی، عدم حساسیت به ابر، قابلیت استفاده در شب |
مشکلات کالیبراسیون، موارد استفادههای خاص، هزینه بالای راهاندازی، محدودیت مکانی |
|
روش سنجش از دوری (روش مورد استفاده در این تحقیق) |
محاسبه تیرگی جو با استفاده از پارامتر AOD |
استفاده از ضریب تضعیف تضعیف، عدم محدویت مکانی، هزینه کم، جامعیت اطلاعات، قالبیت تبدیل شدن به حالت اتوماتیک |
فرض بر توزیع همگن ذرات، دسترس بودن این اطلاعات تنها در زمان عبور ماهواره، حساس به ابر |
مواد و روش
تصاویر سنجنده MODISو دادههای سطح
دوم این سنجنده
در این پژوهش از دادههای سنجنده MODIS استفاده شده است.MODIS (اسپکترورادیومتر تصویربردار با قدرت تفکیک متوسط) سنجنده ای است که بر روی ماهواره Terra (EOS AM-1) قرار داده شده است. Terra MODIS هر یک الی دو روز یکبار از تمام سطح زمین تصویربرداری کرده و داده هایی در 36 باند طیفی اخذ میکند. باندهای سنجنده MODIS در محدوده طیفی 0.4 تا 14 میکرومتر با توان تفکیک مکانی 250 و500 و1000 متر قرار دارند (NASA, 2002).
دادههای هواویز روزانه MODIS (MODIS AOD)، با سطح پردازش دوم[3] شامل اطلاعات مفید در خصوص هواویزها و ذرات معلق هواست که برای مطالعه هواویزها، منابع و محل فرونشست آنها، انواع هواویزها (مانند سولفاتها و هواویزهای حاصل از سوخت توده زنده) و برهمکنش هواویزها با ابرها و تصحیحات جوی و غیره، به کار میروند (Savtchenko & Ouzounov, 2004). این محصولات به صورت ماتریسهای دوبعدی با ابعاد 203 × 135 (برای هر صحنه[4] تصویر در مدت 5 دقیقه کسب میشوند)، در قالب فرمت سلسله مراتبی[5] موجود میباشند (قربانی، 1390). تمام سلولهای این ماتریس دارای مختصات جغرافیایی هستند که در تهیه لایههای اطلاعاتی، و ترکیب با سایر لایههای مکانی میتوان از آنها استفاده کرد.
در این پژوهش از محصولات AOD سنجنده MODIS که بر مبنای الگوریتم مجموعه 5 (C005) بازیابی شده و تحت عنوان (Corrected_Optical_Depth_Land) در دسترس است، استفاده شده است. این AOD در طول موج 550/0 میکرومتر در پایگاه اینترنتی http://Modis. gsf. gov/data/ قابل دسترسی است.
پارامترهای هواشناسی
اطلاعات هواشناسی شهر تهران مورد استفاده در این پژوهش شامل دمای 5 سانت سطح زمین، رطوبت نسبی، پوشش ابر و وضعیت جوی بوده که در ایستگاههای هواشناسی مهرآباد، اقدسیه و فرودگاه امام جمعآوری شدهاند. برای محاسبه مقدار تقریبی ارتفاع اختلاط (BLH) از مدل جهانیCSIRO Mixing Height استفاده شده است. پارامترهای مورد نیاز این مدل که شامل دما، سرعت باد سطحی و وضعیت حضور ابر بود (Hanel, 1976)، از ایستگاههای هواشناسی استخراج شد. گرادیان دمایی در این مدل در منطقه تهران به صورت نرمال در نظر گرفته شده است.
پارامتر مورد استفاده دیگر، قابلیت دید افقی است که در ایستگاههای هواشناسی و فرودگاههای کشور اندازهگیری میشود و از این پارامتر برای صحت سنجی استفاده میشود.
ضخامت نوری هواویز و تیرگی جو
ضخامت نوری هواویزها از انتگرال ضریب تضعیف هواویز از سطح زمین تا بالای جو برای یک طول موج معین، به صورت زیر بدست میآید(Tian & Chen,2010). [6]
(1)
که در آن ضریب تضعیف ، غلظت هواویز در ارتفاع و سطح مقطع تضعیف هواویز است. صحت و دقت در محاسبه AOD سنجنده MODIS در حدود 15/005/0گزارش شده است، که این نتیجه با مقایسه بازیابی شده از مشاهدات MODIS با اندازه گیری زمینی توسط دستگاه AERONET به دست آمده است(NASA, 2002). با توجه به تاثیری که رطوبت نسبی و ارتفاع اختلاط یا لایه مرزی (ارتفاع لایهای از جو که در آن لایه، هوا کاملا مخلوط شدهاست) بر AOD می‌گذارد، رابطه زیر برای اعمال این تاثیر پیشنهاد شده است (Wang & Chen, 2010).
(2)
در این رابطه BLH ارتفاع لایه مرزی و تابعی بر اساس رطوبت نسبی جو میباشد. این تصحیح، اثر بخار آب و ارتفاع را بر ضریب تضعیف تا حدودی تعدیل میکند. هنگامی که رطوبت هوا زیاد باشد، اندازه ذرات معلق به صورت نمایی افزایش مییابند و در نتیجه ضریب تضعیف به صورت مشهودی افزایش یافته و غلظت هواویزها نیز بیشتر از مقدار واقعی برآورد میشود(Tian & Chen, 2010). توسط (Hanel, 1976) به صورت رابطه 3 تعریف شده است. در حالت کلی ضریب تجربی g عدد 04/1در نظر گرفته میشود (Hanel, 1976). رطوبت نسبی مبنا (RH0) بر اساس میانگین رطوبت نسبی منطقه در نظر گرفته میشود،که در این تحقیق میانگین رظوبت نسبی در طول دوره تحقیق (تابستان سال 1388) 35/0 محاسبه شده است.
جدول 2- توصیف اطلاعات استفاده شده در این تحقیق
|
نام پارامتر |
واحد |
فراوانی |
منبع |
|
AOD مستخرج ازMODIS در 0. 550 µm |
بدون واحد |
روزانه |
MODIS تصاویر |
|
دمای سطح زمین |
˚C |
ساعتی |
ایستگاه های هواشناسی |
|
رطوبت نسبی |
% |
روزانه |
ایستگاه های هواشناسی |
|
ارتفاع اختلاط (BLH) |
M |
ساعتی |
CSIRO Model |
|
دید افقی جو |
KM |
ساعتی |
ایستگاه های سنجش آلودگی و فرودگاهها |
(3)
مشاهدات میدانی، یک رابطه خطی بین AOD و ضریب تیرگی (β) را نشان میدهند. تیرگی جو که با میزان هواویزهای جوی ارتباط مستقیم دارد، یک نماینده مهم برای نظارت بر کیفیت هوا میباشد. اگر توزیع اندازه ذرات هواویز (نمای انگستروم (α) ) و AOD معلوم باشند، تیرگی جو میتواند از رابطه انگستروم که بصورت زیر بیان میشود بدست آید (Veefkind, 1999). در این رابطه ، ضخامت نوری تصحیح شده میباشد.
(4)
پارامتر با تیرگی جو همبستگی مثبت دارد. مقادیر تیرگی بالاتر نشاندهنده غلظت بیشتری از هواویز است. پارامتر در واقع بیان کننده اندازه ذرات هواویز است. پارامتر با مقادیر کمتر، نماینده توزیع ذرات درشت در جو بوده و بر عکس مقادیر بزرگ α توزیع ذرات ریز در جو را نمایندگی میکنند. دامنه تغییرات بین مقادیر 0 (پراکنش می) تا 4 (پراکنش ریلی) میباشد. برای گردوغبار ممکن است این مقدار به صفر برسد (Ogunjobi & Kim, 2004).
(5)
در این رابطه عمق نوری هواویز در طول موجو عمق نوری هواویز در طول موج میباشد. در حقیقت اگر نمای انگستروم در یک طول موج مشخص باشد، میتوان در تمام طول موجها میتوان عمق نوری هواویز را محاسبه نمود. معمولا برای محاسبه نمای انگستروم، در دو طول موج عمق نوری هواویز محاسبه میشود و سپس از رابطه 6 نمای انگستروم برآورد میشود.
(6)
در نهایت با استفاده از رابطه 7، تیرگی جو (β) محاسبه میشود.
(7)
روش تحقیق
در انتخاب تصاویر ماهوارهای برای بررسی هواویزها، نیاز به تصاویری میباشد که پیکسلهای آن خالی از ابر باشند، زیرا ابرها تحمیل تابشی زیادی دارند و حضور آنها عدم قطعیت فراوانی وارد محاسبات میکند. برای کسب اطمینان عدم حضور ابر در تصویر مورد استفاده، از تست ابر استفاده میشود. در این تست از محصولات سطح دو MODIS استفاده میشود و با عنوان MOD 35 در اختیار استفادهکنندگان قرار میگیرد. این تست از الگوریتم آستانهگذاری دمایی استفاده میکند.
در مرحله بعد از تصاویر MOD04 زمین مرجع شده، ضخامت نوری هواویز استخراج میشود و تصحیح نسبت به رطوبت و ارتفاع اختلاط صورت میگیرد. پس از استخراج ضخامت نوری هواویز در دو طول موج مختلف، نمای انگستروم محاسبه میشود و با استفاده از رابطه 7 ضریب تیرگی جو محاسبه میشود.
بعد از محاسبه تیرگی جو ارتباط بین این پارامتر و قدرت دید افقی که از سوی سازمان هواشناسی اعلام شده است، مورد بررسی قرار میگیرد.
نتایج و بحث
همانطور که بیان شد نمای انگستروم با اندازه ذرات معلق رابطه معکوس دارد. دامنه تغییرات این پارامتر از صفر تا 5/0 و یا حتی بالاتر میباشد. پارامتر α با مقادیر کمتر، نماینده توزیع ذرات درشت موجود در جو میباشد. دامنه تغییرات α بین مقادیر 0 (پراکنش ریلی) تا 4 (پراکنش مای) میباشد که برای گرد و غبار این مقدار ممکن است حتی به صفر برسد و در حالتی که در جو تنها مولکول هوا وجود داشته باشد این مقدار به 4 خواهد رسید. در شکلهای 1 تصویر ماهوارهای و نمای انگستروم در یک روز طوفان شن در غرب ایران به نمایش در آمده است. در این روز توفان گرد و غبار و ذرات معلق برخاسته از صحراهای کشور عراق، در غرب کشور اتفاق افتاد. در این روز ضخامت نوری هواویز در این مناطق حتی به 3 نیز رسیده است. این در حالی است که نمای انگستروم در این روز مقادیر بسیار پایینی را به خود اختصاص داده است و مطابق انتظار نشاندهنده درشت بودن ذرات گرد و غبار موجود در جو میباشد.
در شکل 2پراکنش نمای انگستروم بر حسب ضخامت نوری هواویز دیده میشود. همانطور که در این شکل دیده میشود تغییرات نمای انگستروم در جهت عکس با تغییرات ضخامت نوری هواویز میباشد. با افزایش ضخامت نوری هواویز نمای انگستروم به تدریج کاهش مییابد و این نشان دهنده آن است که ذرات درشتتر مسئول اصلی افزایش ضخامت نوری هواویز میباشند و این ذرات نیز مسبب اصلی تیرگی جو میباشند.
همانطور که بالا اشاره شد ضریب تیرگی با استفاده از ضخامت نوری هواویز و نمای انگستروم قابل محاسبه است. در شکل 3 نمایش توزیعی مقادیر AOD و β برای ناحیه تصویری شکل 3 در تاریخ 15/4/88 نشان داده شده است. ملاحظه میشود که میزان همخوانی خوبی میان این دو پارامتر برقرار است.
شکل 1- تصویری از سنجنده MODISبر فراز ایران در یک روز توفانی گرد و غبار (شکل سمت راست)، نقشه محاسبه شده نمای انگستروم در همان روز توفانی (شکل سمت چپ).
شکل2- نمودار پراکنش نمای انگستروم بر حسب MODIS AOD در تاریخ 15/4/88
شکل 3- ارتباط میان مقادیر AODو βبدست آمده از سنجنده MODISدر تاریخ 15/4/88
شکل 4- همبستگی میان ضریب تیرگی جو به دست آمده از سنجنده MODISو قدرت دید افقی در لحظه گذر ماهواره
هر چند ممکن است مقدار 77/0 برای همبستگی بین این دو پارامتر، از لحاظ آماری مقدار بالایی نیاشد، اما در خلاء اطلاعات در مورد قدرت دید افقی در بسیاری از نقاط (به غیر از مناطق اطراف ایستگاهها هواشناسی و فرودگاهها)، همین حد دقت در آن نقاط نیز قابل توجه خواهد بود. با توجه به محدودیتهای موجود در روشهایی که در جدول 1، به آنها اشاره شد که مهمترین آنها، محدودیت مکانی آن روشهاست، میتوان بیان داشت مهمترین مزیت این روش عدم محدودیت مکانی میباشد (شکل 4).
از مشکلات این روش به عدم دسترسی به این اطلاعات در هر زمان مورد نیاز اشاره کرد. این اطلاعات تنها در زمان عبور ماهواره بر فراز منطقه مورد نظر قابلیت دسترسی دارد و به عنوان مثال سنجنده MODIS مستقر بر دو سکوی Aqua و Terra هر روز دو بار (سکوی Terra بین ساعت 9 تا 11 صبح و سکوی Aqua بین ساعت 4 تا 6 بعدازظهر) بر فراز ایران عبور میکند. البته از اطلاعات سنجندههای دیگری چون MISR نیز میتوان استفاده کرد که مشکل این سنجندهها رزولوشن زمانی پایین آنها میباشد.
نتیجهگیری
ضخامت نوری هواویز که از تصاویر ماهوارهای استخراج میشود، یک پارامترکلیدی برای تخمین آلودگی جوی در مطالعات آلودگی هوا می باشد. یکی دیگر از پارامترهای مفیدی که از دادههای ماهوارهای و به طور ویژه سنجنده MODIS قابل حصول است، پارامتر نمای انگستروم میباشد. با در اختیار داشتن این پارامتر دسترسی به اندازه ذرات موجود در جو مقدور خواهد بود.نمای انگستروم با مقادیر کمتر، نماینده توزیع ذرات درشت در جو بوده و بر عکس مقادیر بزرگ آن توزیع ذرات ریز در جو را نمایندگی میکنند. دامنه تغییرات این پارامتر بین مقادیر 0 (پراکنش مای) تا 4 (پراکنش ریلی) میباشد. برای گردوغبار ممکن است این مقدار به صفر برسد.
یکی از بحثهای مهم در زمینه هواشناسی و کاربردهایی نظیر هدایت ناوگان هوایی، پارامتر تیرگی جو میباشد. این پارامتر با ضخامت نوری هواویز همبستگی مثبت دارد. روشهای مختلفی جهت محاسبه تیرگی جو از قبیل Integration nephelometer ، Multiwavelenght telephotometer و Transmissometer وجود دارد که علی رغم داشتن دقت بسیار مناسب، به دلیل داشتن محدودیت مکانی استفاده از آنها محدود خواهد بود. بنابراین استفاده از روش سنجش از دوری با در نظر گرفتن عدم محدودیت مکانی، مناسب به نظر میرسد.
در این پژوهش، پس از استخراج ضریب تیرگی جو از تصاویر سنجنده MODIS در هنگام گذر بر فراز ایران، همبستگی در حدود 77 درصد میان این دادهها با دادههای قدرت دید افقی که از ایستگاههای هواشناسی و فرودگاهها بدست آمد که در مجموع این همبستگی نشان داد که برای سنجندهای با دقت در حد MODIS و قدرت تفکیک مکانی آن، قابل قبول میباشد.
از مزایای این روش نسبت به سایر روشها، عدم محدودیت مکانی آن میباشد. با این حساب در هر روز در نوبت زمانی میتوان قدرت دید مناطق مختلف را مورد ارزیابی قرار داد. موردی که باید به آن اشاره کرد فرضی است که در این پژوهش از آن استفاده شد و آن در نظر گرفتن توزیع همگن برای عوامل به وجود آورنده تیرگی جو در محیط تحت پوشش یک پیکسل میباشد که تا حدودی ممکن است خلاف واقع باشد.
تشکر و قدردانی:
این نویسندگان برخود لازم میدانند که از همکاری سازمان هواشناسی کشور در تامین دادههای مورد نیاز این تحقیق تشکر و قدردانی نمایند.
)