Δορυφορική Τηλεπισκόπηση Εξόδους των Ορισμένων Παγετώνων στο Έδαφος της Ανατολικής Γεωργίας
Από RemoteSensing Wiki
G. Kordzakhia, L. Shengelia , G. Tvauri , V. Tsomaia , M. Dzadzamia
Link: [1]
Λέξεις - Κλειδιά: Τηλεπισκόπηση, Παγετώνες, GIS, Τήξης, Συσσώρευση, Κλιματική Αλλαγή
Σκοπός
Στη παρούσα εργασία μελετήθηκαν οι κύριοι παγετώνες από τα όρη του Καυκάσου στο έδαφος της Ανατολικής Γεωργίας με δορυφορική τηλεπισκόπηση. Ο κύριος στόχος της έρευνας είναι η προσαρμογή των χαρακτηριστικών των παγετώνων στην και η εξέλιξη τους στη διάρκεια των χρόνων. Παρακάτω παρατίθενται οι σημαντικότεροι παγετώνες που μελετήθηκαν : Mayly, Chachy, Devdoraki, Αbano, Gergety, ΜΝΑ, East Suatisi, MiddleSuatisi, SouthSuatisi, SU4G08011072, SU4G08011061, SU4G08011056, SU4G08011059 και SU4G08011058 Oi τελευταίoi 5 παγετώνες δεν έχουν ονόματα και είναι καταγεγραμμένοι στη Παγκόσμια Βάση δεδομένων με τα τις κωδικές ονομασίες που αναφέρθηκαν.
Εισαγωγή
Οι διακυμάνσεις των παγετώνων είναι οι σημαντικοί δείκτες των περιφερειακών κλιματικών αλλαγών. Οι παγετώνες παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της ισορροπίας του νερού. Στις συνθήκες της υπερθέρμανσης του πλανήτη υποχωρούν κατι που τελικά εκφράζεται και στις σχετικές αλλαγές απορροής του παγετώνα. Η μελέτη της τήξης των παγετώνων είναι σημαντική για τις μελέτες των μεταβολών της στάθμης της θάλασσας / ωκεανών. Οι διαστάσεις των Καυκάσιων παγετώνων (εμβαδόν, όγκος, μήκος) έχουν αλλάξει με την πάροδο των αιώνων. Η επιστημονική μελέτη των παγετώνων στον Καύκασο ξεκίνησε κατά το πρώτο μισό του 18ου αιώνα. Τον περασμένο αιώνα πραγματοποιήθηκαν επίγειες παρατηρήσεις στους παγετώνες. Με την εκτόξευση δορυφόρων της Γης, διαπιστώθηκε ότι η δορυφορική τηλεπισκόπηση είναι η καλύτερη τεχνολογία που επιτρέπει την λήψη δεδομένων και ανάλυση τους από την άποψη του χρόνου και του χώρου. Ορισμένες αβεβαιότητες παραμένουν στα δεδομένα αυτά. Πολλές μελέτες έδειξαν ότι η καλύτερη μέθοδος για τη διερεύνηση των παγετώνων είναι η εφαρμογή των δορυφορικών τηλεπισκόπηση σε συνδυασμό με επίγειες παρατηρήσεις και τις γνώσεις των ξεχωριστών παγετώνες.
Περιοχή Μελέτης
Η Γεωργία εδαφικά διαιρείται σε δύο μέρη : Τη Δυτική Γεωργία και την Ανατολική Γεωργία.Η κατανομή αυτή επιβεβαιώνεται από τη διαφορά στη δομή και τις γεωγραφικές συνθήκες μεταξύ τους. Οι παγετώνες βρίσκονται στο βόρειο τμήμα της χώρας, στην περιοχή του Καυκάσου. Στη Εικόνα 1 παρουσιάζεται ένα παράδειγμα Aster DEM και Landsat δορυφόρου για τον παγετώνα της οροσειράς Kazbegi. Στην Εικόνα 2 παρουσιάζεται η τρισδιάστατη απεικόνιση για τον παγετώνα της οροσειράς Kazbegi με AsterDEM (αριστερά) και GoogleEarth (δεξιά).
Στη Γεωργία οι παράμετροι των παγετώνων (έκταση, όγκος, μήκος) έχουν αλλάξει με την πάροδο των αιώνων. Προσδιορίζεται ότι από το δεύτερο μισό του περασμένου αιώνα, τα χαρακτηριστικά μεγέθη των παγετώνων της Γεωργίας έχουν σταθερή μείωση. Κατά τη διάρκεια του τελευταίου αιώνα η περιοχή των γεωργιανών παγετώνων μειώθηκε κατά 36% και ο όγκος μειώθηκε κατά 48%. Ορισμένοι παγετώνες έλιωσαν αλλά η αιτία της διαδικασίας τήξης των παγετώνων ήταν η αύξηση του αριθμού παγετώνων λόγω του κατακερματισμού των μεγάλων παγετώνων σε μικρούς. Ως εκ τούτου, ο συνολικός αριθμός των παγετώνων αυξήθηκε. Το μήκος των παγετώνων μειώθηκε κατά 600 m κατά μέσο όρο. Στο κάτω μέρος το πάχους του πάγου των παγετώνων μειώθηκε κατά 50- 150 m και στο άνω μέρος, μειώθηκε κατά 20-30 m.
Μέθοδος
Οι ενέργειες που εκτελέσθηκαν σύμφωνα με την μεθοδολογία που έχει αναπτυχθεί για τον προσδιορισμό των περιγραμμάτων των παγετώνων ήταν οι ακόλουθες:
- Χρησιμοποιήθηκαν τα προϊόντα λογισμικού της Google. Δηλαδή, οι δορυφορικές εικόνες του Google Earth και τα δεδομένα δορυφορικού αισθητηρα ASTER με βάση το παραγόμενη Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (Aster DEM) που εφαρμόζεται στα συστήματα GIS. Επίσης Google Earth, BEAM Visat και Quantum GIS Lisboa χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία δορυφορικών δεδομένων. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η χωρική ανάλυση των δορυφορικών Aster DEM είναι 30 m
- Τα διάφορα χαρακτηριστικά των παγετώνων αποθηκεύονται στη βάση δεδομένων Glims: Περιγράμματα παγετώνων και αριθμητικά χαρακτηριστικά χρησιμοποιούνται για την ταυτοποίηση των παγετώνων.
- Σοβιετικοί τοπογραφικοί χάρτες (1: 50.000) χρησιμοποιούνται καθώς και στοιχεία από επίγειες παρατηρήσεις για την επικύρωση επικύρωση του περίγραμματος του παγετώνα. Οι αλλαγές στη θέση και η τερματική θέση ενός παγετώνα έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως ως δείκτης για την αντιμετώπιση των κλιματικών επιπτώσεων. Αυτές οι δύο παράμετροι είναι σχετικά εύκολο να προσδιοριστούν από πολυφασματικές δορυφορικές εικόνες. Περιγράμματα σε συνδυασμό με ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DEM) δίνουν τη δυνατότητα να καθορίσουν παραμέτρους όπως ελάχιστο, μέγιστο και μέσο υψόμετρο κ.α.
Αποτελέσματα
Στην Εικόνα 3 παρουσιάζεται το περίγραμμα του παγετώνα Gergeti. Με μπλε αντιστοιχεί το περίγραμμα με χρήση της βάσης δεδομένων Glims ενώ με κόκκινο η προσαρμογής με χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Όπως φαίνεται η διαφορά των δύο περιγραμμάτων είναι σημαντική ιδιαίτερα στο βόρειο τμήμα. Ο λόγος αυτής της διαφοράς είναι ότι ανιχνεύεται με βάση την ανάλυση DEM. Στη βάση δεδομένων Glims (βλέπε Εικόνα 3) το σύνολο του τομέα της βόρειας πλαγιάς του βουνού Kazbegiέχει εκχωρηθεί στον παγετώνα Gergeti.. Χρησιμοποιώντας το Quantum GIS πακέτο λογισμικού οριογραμμών παρατηρείται ανύψωση 30, 10 και 5 m σε σχέση με το ASTER DEM. Οι έξοδοι χαράσσονται, ως επιπρόσθετο στρώμα στο Google Earth. Στη Εικόνα 4 παρουσιάζεται η 3D απεικόνιση του παγετώνα Gergeti. Με μπλε χρώμα αντιστοιχεί το περίγραμμα του παγετώνα από τη βάση δεδομένων Glims. Με κόκκινο χρώμα φαίνεται ο παγετώνας Gergeti προσαρμοσμένος χρησιμοποιώντας δορυφορική τηλεπισκόπηση. Η πράσινη γραμμή αντιστοιχεί σε περιοχές απαλλαγμένες από τον παγετώνα. Η σύγκριση του παγετώνα Gergeti με το τη μέθοδος της δορυφορικής τηλεπισκόπησης με τον Σοβιετική τοπογραφικό χάρτη (1: 50.000) παρουσιάζεται στη Εικόνα 5 όπου εμφανίζονται και οι αλλαγές του περιγράμματος.
Συμπεράσματα
Η συστηματική έρευνα των παγετώνων είναι σημαντική, λόγω του γεγονότος ότι οι παγετώνες καταλαμβάνουν περίπου το 11% (16 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα) της έκτασης της γης. Οι παγετώνες περιέχουν μία μεγάλη ποσότητα γλυκού νερού (30 εκατομμύρια km3), το οποίο είναι το 2/3 του πόσιμου νερού της γης. Η Γεωργία διαθέτει περισσότερους από 600 παγετώνες και η λεπτομερής μελέτη τους είναι σημαντική από πολλές απόψεις. Στην παρούσα εργασία δορυφορικής τηλεπισκόπησης γίνεται λόγος για τους κύριους παγετώνες που βρίσκονται στην επικράτεια της Ανατολικής Γεωργίας. Με εκτόξευση δορυφόρων της Γης, διαπιστώθηκε ότι η δορυφορική τηλεπισκόπηση είναι η καλύτερη τεχνολογία παρακολούθησης των παγετώνων αφού την λήψη δεδομένων με αναγκαία όμως την ανάλυση κανονικότητας από την άποψη του χρόνου και χώρου. Ορισμένες αβεβαιότητες παραμένουν στα δεδομένα όπως η παρατηρητική ικανότητα αφού πρόκειται για μέθοδο παρατήρησης πολύ μακριά από την επιφάνεια της Γης. Έτσι, η ανάγκη για τον ισχυρό έλεγχο αξιολόγησης / ποιότητας (QA / QC) παραμένει. Πολλές μελέτες έδειξαν ότι η καλύτερη μέθοδος για τη διερεύνηση των παγετώνων είναι η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με επίγειες παρατηρήσεις. Σε περιπτώσεις όπου οι επίγειες παρατηρήσεις δεν είναι διαθέσιμες και η εξειδικευμένη γνώση είναι απούσα η επικύρωση των αποτελεσμάτων τηλεπισκόπησης δεν είναι δυνατή. Στην εργασία αυτή το μέγιστο μήκος, η περιοχή και η ελάχιστη ανύψωση δεν έχουν καθοριστεί για ορισμένους παγετώνες και συγκεκριμένα για τους: SU4G08011056, SU4G08011057, SU4G08011058 και SU4G08011059. Κατά συνέπεια μόνο μερικές πληροφορίες σχετικά με αυτούς τους παγετώνες παρουσιάζονται, αλλά λεπτομερή συμπεράσματα γι 'αυτούς δεν είναι δυνατόν να γίνει σε αυτό το στάδιο. Με βάση την αναλυτική σύγκριση των δεδομένων εξόδου που παρήχθησαν με τη χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπησης και με εφαρμογή QA / QC με παρόμοια στοιχεία από τους κατάλογους παγετώνων μπορεί να προκύψει το συμπέρασμα ότι κατά τα τελευταία 50 χρόνια τα κύρια χαρακτηριστικά από παγετώνες από την Ανατολική Γεωργία αλλάζουν ως εξής:
1.Η ελάχιστη ανύψωση και το υψόμετρο γραμμή ισορροπίας αυξάνει
2.Το μήκος, η περιοχή, καθώς και η περιοχή εντομής μειώνεται.
Έρευνες δείχνουν ότι η επίδραση των σύγχρονων κλιματικών αλλαγών είναι συνδυασμένες με την υποχώρηση των παγετώνων στη Ανατολική Γεωργία.
