Εφαρμογή του προϊόντος MODIS για τις μετρήσεις των SST στα θαλάσσια ύδατα της Σαρδηνίας
Από RemoteSensing Wiki
Αυθεντικός τίτλος: Applicazione del prodotto oceanico MODIS per la misura della SST alle acque marine della Sardegna
Μελετητές:Francesco Dessì, Maria Teresa Melis, Matteo Murenu, Andrea Ortu,Alberto Marini e Angelo Cau
Πηγή
Στο παρόν κείμενο γίνεται αναφορά στη διαδικασία εκτίμησης της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της θάλασσας (SST) στηριζόμενη σε αλγόριθμο πάνω στο πρότυπο του αισθητήρα (δέκτη) MODIS, και συγκεκριμένα στα θαλάσσια ύδατα της Σαρδηνίας.
Για να επιτευχθεί η σύγκριση (και άρα η επαλήθευση των αποτελεσμάτων) μεταξύ των δορυφορικών δεδομένων όπου συλλέγονται τηλεσκοπικά, λάβανε χώρα και επιτόπιες μετρήσεις οι οποίες έγιναν από το Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κάλιαρι. Τα στοιχεία που αναλύονται στην παρούσα έρευνα αναφέρονται στα έτη 2006, 2007 και 2008.
Πιο συγκεκριμένα, η παρατήρηση της θάλασσας από πολυφασματικούς αισθητήρες που έχουν εγκατασταθεί επί των δορυφόρων είναι ένα κατάλληλο εργαλείο για την ενσωμάτωση των δεδομένων που λαμβάνονται από τα δείγματα που γίνονται στη θάλασσα [Robinson, 1985, 2004], [ESA, 2002]. Με άλλα λόγια, με τη βοήθεια σύγχρονων εργαλείων είναι δυνατό να διερευνηθούν μεγάλες περιοχές των απομακρυσμένων θαλάσσιων υδάτων προκειμένου να εξαχθούν γεωφυσικές και βιοφυσικές παραμέτρους. Η μελέτη επικεντρώθηκε στα θαλάσσια ύδατα που περιβάλλουν τη Σαρδηνία στη Μεσόγειο Δυτική Αφρική. Το μέγεθος της Σαρδηνίας (περίπου 24.000 km2) και η γεωμορφολογική δομή της δεν επιτρέπουν την ύπαρξη και την ανάπτυξη μεγάλων λεκανών απορροής και ποταμών, καθώς και λόγω των κλιματικών παραγόντων, τα ποτάμια μεταφέρουν μικρές ποσότητες υγρών και στερεών στα παράκτια ύδατα τα οποία είναι πολύ διαυγή.
Η μελέτη χρησιμοποίησε στοιχεία από τον αισθητήρα MODIS της (διαστημικής υπηρεσίας της NASA). Αν και ο αισθητήρας MODIS λαμβάνει δύο δείγματα αφού είναι τοποθετημένος σε δύο διαφορετικούς δορυφόρους (Terra και Aqua), στο έργο αυτό, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθούν στοιχεία από ένα μόνο αισθητήρα από εκείνον του Aqua. Η επιλογή του Aqua οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι ο δορυφόρος περνάει πάνω από την περιοχή μελέτης γύρω στις 13.00 (τοπική ώρα) και αυτό έδωσε τη δυνατότητα να εξετάσουν μεγαλύτερη έκταση της εν λόγω περιοχής, με παράλληλη εξασφάλιση ραδιομετρικής ομοιομορφίας [Xiaoxiong et al. 2009].
Το Πανεπιστήμιο του Κάλιαρι έχει άμεσο σύστημα απόκτησης δεδομένων
MODIS που πραγματοποιούνται στο πλαίσιο του έργου ANTENNA [Marini et al., 2005] στο εργαστήριο TELEGIS από το 2003. Τα αποκτηθέντα δεδομένα αποθηκεύονται σε ένα διακομιστή στον οποίο έχουν πρόσβαση εγγεγραμμένοι χρήστες μέσω web. Τα MODIS δεδομένα αποτέλεσαν αντικείμενο επεξεργασίας από τυποποιημένα πρωτόκολλα για την εξαγωγή τιμών θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας.
1. Αποτελέσματα MODIS για τους ωκεανούς
Υπάρχουν διαφορετικά επίπεδα επεξεργασίας των δεδομένων MODIS, επίπεδο 0 (ανεπεξέργαστα δεδομένα), το επίπεδο 1 (δεδομένα ακτινοβολίας) και το επίπεδο 2 (μέσα στο οποίο βρίσκονται προϊόντα γεωφυσικά). Υπάρχει επίσης ένα Επίπεδο 3, κατασκευασμένο από τα δεδομένα της δειγματοληψίας στο επίπεδο 2 είτε με χωρικά δεδομένα είτε με δεδομένα θερμοκρασίας. Σε αυτή την εργασία χρησιμοποιήσαμε τα δεδομένα που προέκυψαν από τις εκτιμήσεις του επιπέδου 2 σε επίπεδο θερμοκρασίας της θάλασσας: τα αποτελέσματα που ορίζονται ως τη χρήση τυποποιημένων αλγορίθμων έχουν επικυρωθεί σε παγκόσμιο επίπεδο.
Η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι ένας αλγόριθμος εκτίμησης για MODIS (MODISSST) [Brown και Minnett 1999; Minnet et al, 2002] βασίζεται στη μέθοδο “split window”, η οποία είναι μια μέθοδος μη γραμμική [Kilpatrick et al., 2001] που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του SST για δεδομένα AVHRR Pathfinder [Barton, 1982? Walton, 1988]. Ο χρησιμοποιούμενος τύπος έχει ως εξής [1]:
MODISsst = c1 + c2* T31 + c3* T32 - 31 + c4* (sec(θ) – 1) * T32 - 31
όπου T31 και T32, είναι οι θερμοκρασίες που καταγράφονται από τη ζώνη 31 και ζώνη 32 και η γωνία θ είναι η γωνία παρατήρησης του αισθητήρα. Οι συντελεστές C1, C2, C3 και C4 είναι στη διάθεση του RSMAS (Σχολή Rosenstiel της θαλάσσιας και ατμοσφαιρικής Επιστήμης - Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι) και λαμβάνονται με τη σύγκριση των μετρήσεων φωτεινότητα θερμοκρασίας του δορυφόρου στον τομέα των SST. Κατά τη διαδοχική σειρά επεξεργασίας οι συντελεστές αυτοί αποτελούν δεδομένα εισόδου ως αρχεία ASCII και αναφέρονται σε ορισμένες περιόδους, επειδή οι τιμές μπορεί να ποικίλουν με την πάροδο του χρόνου. Σε αντίθεση με τα παραπάνω, ο αλγόριθμος που χρησιμοποιείται για την AVHRR, κάνει διάκριση μεταξύ υψηλής και χαμηλής ρύπανσης των υδάτων με τη χρήση δύο ομάδων συντελεστών που εξαρτώνται από τη διαφορά μεταξύ θερμοκρασιών που καταγράφονται στα κανάλια 31 και 32.
Η επεξεργασία των δεδομένων MODIS γίνεται σε περιβάλλον SEADAS (Σύστημα Ανάλυσης Δεδομένων SeaWiFS) [Fu et al., 1998], λογισμικό που διανέμεται δωρεάν από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA και τρέχει σε Linux ή / και MAC.
2. Τα προγράμματα μετρήσεων στη θάλασσα
Οι επί τόπου μετρήσεις που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη έγιναν κατά τη διάρκεια ωκεανογραφικών ερευνών του έργου MEDITS [Bertrand et al., 2000], η οποία πραγματοποιήθηκε κατά τη διάρκεια των χρονικών περιόδων
άνοιξης και καλοκαιριού του 2006 και του 2008.
Οι στόχοι του έργου MEDITS ήταν να συλλέξουν βιολογικές – οικολογικές πληροφορίες για τη φύση και τα δεδομένα που αποκτήθηκαν ήταν αποτέλεσμα ενός συλλογικού προγράμματος των Τμημάτων Βιολογίας και Οικολογίας του Πανεπιστημίου του Κάλιαρι.
Όσον αφορά στα ιταλικά ύδατα, το σημερινό επίπεδο γνώσεων στον τομέα βιολογίας-οικολογίας προέρχονται κατά κύριο λόγο από ερευνητικά έργα που υλοποιούνται στο πλαίσιο των προγραμμάτων της Ευρωπαϊκής Ένωσης (όπως και το MEDITS) και βασίζεται στην έρευνα που επιτρέπουν να διερευνήσει την κατανομή των βενθοπελαγικών αλιευτικών αποθεμάτων [Ardizzone και Corsi, 1997] δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στη δυναμική του πληθυσμού τους.
Το MEDITS είναι ένα Διεθνές Ερευνητικό Πρόγραμμα, που άρχισε το 1994, και έχει ως κύριος στόχος της μελέτης των βενθοπελαγικών πόρων κατά μήκος των ακτών της Μεσογείου και της εδραίωση μιας βάσης δεδομένων που απαιτούνται για την αξιολόγηση των μεταβολών στην αφθονία σε σχέση με τη βιομάζα, και στη δημογραφική διάρθρωση της εκμετάλλευσης των κύριων ειδών [Fiorentini et al., 1999, Bertrand et al., 2002]. Στο πλαίσιο του παραπάνω έργου, συμμετέχουν και η Ισπανία, η Γαλλία, η Ιταλία, η Ελλάδα, η Σλοβενία, η Κροατία, η Αλβανία, το Μαρόκο και η Μάλτα.
Με τη βοήθεια του εξοπλισμού GPS (Global Positioning System), ο οποίος είναι εγκατεστημένος επί των των αλιευτικών σκαφών συλλέγονται και απεικονίζονται τα σημεία των διαδρομών, μεγάλων αποστάσεων κατά τη διάρκεια της εκστρατείας. Κάθε σημείο έχει επιλεγεί τυχαία σε διαφορετικές υπο-περιοχές που ορίζονται προκειμένου να επιτύχει τη βέλτιστη λύση μεταξύ των περιορισμών που βασίζονται στη θεωρία στατιστικών τυχαίας δειγματοληψίας και εκείνων των γεω-στατιστικών [Green, 1979, Hilborn και Walters,1992]. Στη συγκεκριμένη περίπτωση της εκστρατείας η οποία έλαβε χώρα στις θάλασσες της Σαρδηνίας, λόγω της ετερογένειας που χαρακτηρίζει τις ακτές, χωρίστηκε σε 7 ζώνες. Εν ολίγοις, η διαστρωμάτωση των θαλασσών της Σαρδηνίας για το πρότζεκτ MEDITS προβλέπει την υποδιαίρεση της περιοχής μελέτης σε 35 υπο-περιοχές (7 ζώνες και 5 βάθη για τη κάθε μία).
Κατά τη διάρκεια των εκστρατειών στη θάλασσα με το έργο MEDITS 2006 πολλές έρευνες πραγματοποιήθηκαν (Σημείο δειγματοληψίας), με τη χρήση ενός πολυπαραμετρικού καθετήρα (Hydrolab DataSonde 4α).
Ο καθετήρας αυτός είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται ώστε οι ερευνητές να μπορούν να μετρήσουν πολλές παραμέτρους ταυτόχρονα, συμπεριλαμβανομένων των: θερμοκρασίας, pH, ORP, αγωγιμότητα, ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου, βαθύτητα, το φυσικό αέριο, αμμωνία, νιτρικά, χλώριο, το φως του περιβάλλοντος και χλωροφύλλη.
Η τεχνική δειγματοληψίας που χρησιμοποιείται είναι το πρότυπο που καθορίζεται από την “vertical CTD cast” [Emery & Thomson, 2001]. Στην παρούσα εργασία έχουν ληφθεί υπόψη μόνο τα δεδομένα της θερμοκρασίας.
Ο καθετήρας υποβιβάζεται στη θάλασσα κατά μήκος της κάθετου μέχρι το μέγιστο βάθος-10μ. από την επιφάνεια, και στη συνέχεια ανυψώνεται και πάλι στο πλοίο. Οι παράμετροι που υπολογίζονται από τους συνδεδεμένους αισθητήρες στον καθετήρας ήταν: ημερομηνία και ώρα της λήψης, θερμοκρασία, pH, ORP, αλατότητας, ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου, το βάθος, συγκέντρωσης χλωροφύλλης. Κατά τη διάρκεια των αλιευτικών δραστηριοτήτων που πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της εξόρμησης στη θάλασσα με το πρότζεκτ MEDITS 2008, υδρολογικές μελέτες σχετικά με το επιφανειακό στρώμα της υδάτινης στήλης έγιναν σύμφωνα με ένα πρωτόκολλο διαφορετικό από εκείνον που χρησιμοποιήθηκε σε προηγούμενες εκστρατείες. Το σύνολο των στοιχείων που περιλαμβάνει το προφίλ CTD και τα μονοπάτια των δύο εκστρατειών έχουν συμπεριληφθεί σε μια γεωγραφική βάση δεδομένων όπου πραγματοποιείται περαιτέρω επαλήθευση, μέσω ημι-αυτόματων διαδικασιών, για την εξάλειψη δυσμενών τιμών.
3. Αποτελέσματα
Η διαδικασία επικύρωσης των αποτελεσμάτων του προτύπου MODIS για την εκτίμηση της επιφανειακής θερμοκρασίας βασίζεται σε σύγκριση των στοιχείων τα οποία υπολογίζονται με πληροφορίες από τη βάση δεδομένων των δειγμάτων. Μάλιστα, λαμβάνοντας υπόψη την ετήσια επανάληψη των εκστρατειών μέτρησης, τα αποτελέσματα ομαδοποιούνται ανάλογα με το επόμενο έτος. Πιο συγκεκριμένα:
3.1 Για το έτος 2006
Η δειγματοληψία των επιφανειακών υδάτων έχουν γίνει κατά την περίοδο μεταξύ 14 Ιουνίου και 7 Ιουλίου 2006 σε διάφορες περιοχές της Σαρδηνίας και διαφορετικές αποστάσεις από την ακτή. Έχουμε συνολικά 216 σημεία δειγματοληψίας, τα οποία απεικονίζονται στο παρακάτω σχήμα:
Τα στοιχεία χρήσιμα για την ανάπτυξη του έργου MEDITS αποκτήθηκαν σε διαφορετικά βάθη από τρεις διαφορετικές καταγραφέας δεδομένων, μια θέση για τη μέτρηση της επιφανειακής θερμοκρασίας και αλατότητας, καθώς και δύο έδρες στο βάθος, σε ένδειξη αλληλεγγύης προς τον αλιευτικό δίχτυ, για τη μέτρηση της θερμοκρασίας , η αλατότητα και το βάθος.
Για τη σύγκριση με τα δορυφορικά δεδομένα και την εκτίμηση που γίνεται από το δορυφόρο ιδιότητες και τα θαλάσσια συστατικά, οι μετρήσεις in situ είναι χρήσιμες μόνο για να βρεθεί στο πιο επιφανειακό τμήματα των κορμών. Λήφθηκαν δύο σύνολα δεδομένων:
1) τα δεδομένα που συλλέγονται από ακροσωλήνια για την θερμοκρασία στην επιφάνεια και
2) τα στοιχεία θερμοκρασίας που ανιχνεύονται από τον πολυπαραμετρικό καθετήρα (μέση τιμή για τα δέκα πρώτα μέτρα της στήλης νερού).
Τα δεδομένα στα οποία έχει πραγματοποιηθεί ανάλυση συσχέτισης έχουν μειωθεί σε αριθμό (αρχικά ήταν 216) διότι θεωρήθηκαν ως σύγχρονα μόνο σε εκείνες τις θέσεις που περνούσε ο δορυφόρος. Μάλιστα αυτός ο αριθμός είναι ακόμη μικρότερος λόγω του ότι ορισμένα στοιχεία δεν ήταν δυνατό να επεξεργαστούν από το δορυφόρο λόγο για παράδειγμα νεφοκάλυψης.
Το καλοκαίρι του 2006 σημαδεύτηκε από δύσκολες καιρικές συνθήκες οι οποίες δεν ήταν ιδανικές για τα οπτικά όργανα που είναι τοποθετημένα σε δορυφόρους: πολύ συχνά σύννεφο κάλυπτε επίμονα την Σαρδηνία, και λόγω των ανέμων του Νότου έφερναν από τη γειτονική Βόρεια Αφρική ζέστη και πολύ υγρές, αέριες μάζες οι οποίες διέθεταν φορτία σκόνης και καθιστούσαν μερικές φορές την ανάγνωση μέσω δορυφόρου αφερέγγυα.
Όσον αφορά την ανάλυση των εκτιμήσεων της θερμοκρασίας, θεωρήθηκαν
δύο σειρές μετρήσεων από τα δύο διαφορετικά όργανα: Και στις δύο περιπτώσεις, οι συντελεστές συσχέτισης που λαμβάνονται είναι πολύ καλοί, με τιμές αντίστοιχα ίσο με το 85% στην περίπτωση των μετρήσεων που εφαρμόζονται από σωλήνες ακροσωλήνια, και 88% για τις μετρήσεις του καθετήρα. Οι συσχετίσεις αυτές σχετίζονται με ένα μεγάλο αριθμό σημείων μέτρησης: πάνω από 40 ανά σειρά.
Σχήμα 2/Περιγραφή των α&β: Σύγκριση των δεδομένων θερμοκρασίας που μετριέται μέσω ακροσωλήνιου (απλός καθετήρας) (α) και τα δεδομένα της θερμοκρασίας μετριέται με πολυπαραμετρικό καθετήρα (β) (κατά μέσο όρο κατά τα πρώτα δέκα μέτρα της στήλης νερού) με την εκτίμηση από το MODIS. Τα στοιχεία είναι ταξινομημένα με την αύξηση T.
Σχήμα 3/Περιγραφή των α&β: Διάγραμμα διασποράς στις μετρήσεις της θερμοκρασίας που γίνονται in situ (α) (για ακροσωλήνια και με πολυπαραμετρικό καθετήρα) για τον αισθητήρα MODIS (β) για την καμπάνια του 2006 το καλοκαίρι.
Σε κάθε περίπτωση από τα παραπάνω προκύπτει το συμπέρασμα, πως οι εκτιμήσεις του μοντέλου MODIS για τη θερμοκρασία, που χρησιμοποιούνται σε παγκόσμιο επίπεδο, φαίνεται να είναι καλά προσαρμοσμένη στην εκτίμηση της θερμοκρασίας των θαλασσών της Σαρδηνίας, όπως αποδεικνύεται από τα διαγράμματα διασποράς.
3.2 Για το έτος 2007
Τα δεδομένα που προέκυψαν από τις in situ μετρήσεις που χρησιμοποιούνται για το 2007 βασίζονται σε μια σειρά από εκστρατείες που πραγματοποιήθηκαν από τον Ιανουάριο έως τον Απρίλιο, όπου χρησιμοποιήθηκαν μερικές βάρκες αλιείας (τράτες), ειδικά εξοπλισμένες με αισθητήρες και data-logger για την ανίχνευση της θερμοκρασίας. Οι ανιχνευτές έχουν τοποθετηθεί στη θάλασσα από τους ψαράδες κατά τη διάρκεια της πλοήγησης τους, ασκώντας παράλληλα αλιευτικές δραστηριότητες. Η συνεχής καταγραφή των δεδομένων έγινε με την εξαγωγή της θερμοκρασίας σε διαστήματα του ενός λεπτού. Η βάση δεδομένων που προέκυψε στη συνέχεια αναπτύχθηκε με σκοπό να εξετάσει τις μετρούμενες τιμές έως και 10 μέτρα βάθος, με αποτέλεσμα συνολικά να συγκεντρωθούν στοιχεία από 27.091 σημεία δειγματοληψίας. Ειδικές βάσεις γεωαναφοράς δημιουργήθηκαν για κάθε ημέρα της εξαγωγής δεδομένων. Ταυτόχρονα, έχουν υποβληθεί σε επεξεργασία συνολικά 98 εικόνες MODIS, προκειμένου να εκτιμηθεί η θερμοκρασία στον κόλπο του Κάλιαρι με βάση το πρότυπο-αλγόριθμο SST.
Τώρα για να επέλθει η συσχέτιση των στοιχείων που λαμβάνονται από το πεδίο και το δορυφόρο (επεξεργασία εικόνων MODIS), επιλέχθηκε ως χρονικό εύρος μετρήσεων εκείνες οι σειρές που ελήφθησαν ± 2 ώρες μετά το πέρασμα του δορυφόρου, και για την καλύτερη αξιοποίηση αυτών έγινε χρήση μιας ρουτίνας όπου εξάγονται οι τιμές της θερμοκρασίας των pixel δείγματος από όλες τις εικόνες ράστερ που λαμβάνονται από τα δεδομένα MODIS. Με αυτό τον τρόπο γινόταν μία καθημερινή ενημέρωση της βάσης δεδομένων σε ένα πίνακα με τα πεδία που αναφέρονται παραπάνω. Ωστόσο, η αρχική βάση δεδομένων (των 27.091) στη συνέχεια μειώθηκε για τους ακόλουθους λόγους:
1) Αναντιστοιχία χώρου και ώρας μεταξύ των μετρήσεων,
2) η τιμή της θερμοκρασίας η οποία διαβάστηκε μέσω δορυφόρου ήταν αβέβαιη (στο πλαίσιο των παραμέτρων των προτύπων ποιότητας που έχουν ορισθεί από τη NASA) και 3) Η ατμοσφαιρική συμβολή η οποία έπαιζε πολλές φορές κυρίαρχο ρόλο και καθιστούσε τις όποιες διορθώσεις μη ακριβείς. Έτσι η οριστική βάση δεδομένων για τους παραπάνω λόγους, περιορίστηκε στις 3.921 εγγραφές (Εικ. 4).
Εξετάζοντας το διάγραμμα του σχήμα 4 μπορούμε να δούμε ότι τα σημεία έχουν την τάση να οργανώνονται μαζί σε κάθετες γραμμές: το φαινόμενο αυτό οφείλεται στη διακοπή της επεξεργασίας, αφού εντός του ιδίου pixel της ιδίας δορυφορικής εικόνας που έχει μόνο μία τιμή πέφτουν πολλά δείγματα με τιμές που μοιάζουν μεταξύ τους, αλλά είναι κατ’ ουσία διαφορετικά. Το αποτέλεσμα που παίρνετε είναι ένα είδος πλεονασματικών δεδομένων, τα οποία δεν κάνουν την εξαγωγή των στατιστικών παραμέτρων σημαντικά έγκυρη. Για να εξαλειφθεί αυτό το φαινόμενο και να γίνουν πιο ερμηνεύσιμα τα δεδομένα, τότε προχωρήσανε στον υπολογισμό των μέσων τιμών όπου αντιστοιχούν σε επιμέρους εικόνες, με βάση την «αρχή» ότι σε ένα περιορισμένο χώρο, η θερμοκρασία της θάλασσας μπορούν εύλογα να θεωρηθεί παρόμοια, δεδομένου ότι η απόλυτη διαφορά μεταξύ των δύο μέτρων είναι πάντα λιγότερο από 2 ° C. Με τον τρόπο αυτό, ο αριθμός των συσχετισμών έχει μειωθεί δραστικά σε 18, δημιουργώντας ένα νέο διάγραμμα που μπορεί να ονομαστεί «διάγραμμα περίληψης» (Εικ. 5). Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με τη μεθοδολογία αυτή οδηγούν σε συντελεστή συσχέτισης μεταξύ των μεγεθών κοντά στο 90%.
3.3 Για το έτος 2008
Οι εκστρατείες MEDITS του 2008 πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 23 Ιουνίου και 21 Ιουλίου στις επιλεγμένες επιφάνειες του 2006 από την περιοχή της Σαρδηνίας. Ο αριθμός των στοιχείων να γίνει η συσχέτιση με τα δορυφορικά δεδομένα ήταν για άλλη μια φορά μικρότερος αριθμός από τα συνολικά σημεία δειγματοληψίας (σύνολο 56 σημεία) και οι μετρήσεις στη θάλασσα δεν ήταν απαραιτήτως εντός της χρονικής περιοχής αναφοράς. Για την εκτίμηση της συσχέτισης της θερμοκρασίας έγιναν συγκρίσεις σε πάνω από 40 σημεία μέτρησης, επιβεβαιώνοντας πάλι, αυτό που είχε συμβεί και πριν, δηλαδή ότι ο πρότυπος αλγόριθμος MODIS προσαρμόζεται αρκετά καλά με τις μετρήσεις που διενεργούνται επί τόπου στα νερά της Σαρδηνίας (Σχήμα 6- περίπτωση 6.α),
ενώ ο συσχετισμός μεταξύ των δύο σύνολο δεδομένων (Σχήμα 6-περίπτωση 6.β) είναι αρκετά καλή, με συντελεστή συσχέτισης της τάξεως του 87%.
Σχήμα 6 (Περιγραφή α&β):Σύγκριση των δεδομένων θερμοκρασίας που μετράται με πολυπαραμετρικό καθετήρα και η εκτίμηση από MODIS για τις εκστρατείες του 2008 (α) και διάγραμμα διασποράς της (β).
4. Συζήτηση και Συμπεράσματα
Σχετικά με την εκτίμηση της θερμοκρασίας συμπεραίνουμε πως υπάρχει αρκετά καλή συσχέτιση μεταξύ των στοιχείων που αποκτήθηκαν στη θάλασσα και εκείνων που διαβάστηκαν από τον δορυφόρο. Θα πρέπει να σημειωθεί επίσης ότι ο πρότυπος αλγόριθμος SST σχεδιάστηκε για να εκτιμηθεί μόνο η επιφανειακή θερμοκρασία της θάλασσας, στη βιβλιογραφία συνήθως περιγράφεται ως μια ταινία με μερικά μικρά (εκατομμυριοστά του μέτρο) πάνω από τη στήλη του νερού. Η μελέτη έδειξε ωστόσο ότι οι τιμές που μετριόνται από τον αισθητήρα μπορούν να συσχετιστούν με τη μέση θερμοκρασία της στήλης του νερού μέχρι 10 μέτρα βάθος. Η σχέση αυτή μπορεί εν μέρει να δικαιολογηθεί από το βάθος του λεγόμενου "Μικτού στρώματος". Πιο συγκεκριμένα, κατά τη διάρκεια της άνοιξης και του καλοκαιριού, όταν το φως του ήλιου είναι ισχυρότερο και οι άνεμοι είναι πιο αδύναμοι (κατά μέσο όρο), το πρώτο (επιφανειακό) στρώμα του νερού έχει θερμοκρασία σχεδόν σταθερή, και το βάθος των μικτών στρωμάτων, δηλαδή του στρώματος του νερού το οποίο επηρεάζεται από τον άνεμο και τα ρεύματα, μπορεί να είναι μερικές δεκάδες μέτρα. Κάτω από αυτό το στρώμα, η θερμοκρασία μειώνεται γρήγορα ανάλογα με το βάθος.
Το ποσό των in situ δεδομένων και τις ιδιαιτερότητες των υδάτων της Σαρδηνίας, έδωσαν τη δυνατότητα, μέσω της συγκεκριμένης εργασίας, να προκύψουν
σημαντικά αποτελέσματα: Οι εκτιμήσεις της θερμοκρασίας του νερού μπορούν να επεκτείνονται συνεχώς σε επιφάνειες που δεν προσφέρονται από τις άμεσες έρευνες. Η εκτίμηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας μπορεί να σχετίζεται με τη διαστρωμάτωση του νερού και κατά συνέπεια, η thermocline (: Μια κάθετη αρνητική κλίση της θερμοκρασίας σε ορισμένα στρώματα μιας υδατικής επιφάνειας, η οποία κλίση είναι αισθητά μεγαλύτερη από τις αντίστοιχες άνω και κάτω από αυτά. Στον ωκεανό, αυτό μπορεί να είναι εποχιακό το φαινόμενο ή μόνιμο) δομή που εμφανίζεται στα γεωγραφικά μας πλάτη.
