Τηλεπισκόπηση αερολυμάτων πάνω από τους ωκεανούς, χρησιμοποιώντας δεδομένα AVHRR, θεωρία, πρακτική και εφαρμογές.

Από RemoteSensing Wiki

Εικόνα 1. Τμήμα οπτικού πάχους αερολύματος για την περίοδο 28/5-4/6/1987.

Εικόνα 2. Τμήμα οπτικού πάχους αερολύματος για την περίοδο 27/8-3/9/1987.

Εικόνα 3. διάγραμμα ακτινοβολίας σε σχέση με το οπτικό πάχος του αερολύματος.

Εικόνα 4. διάγραμμα ανακλαστικότητας σε σχέση με το οπτικό πάχος του αερολύματος.

Εικόνα 5. Yπολογισόμενη ανακλαστικότητα στα κανάλια 1 και 2 του AVHRR

Πηγή

Συγγραφείς:C. R. NAGARAJA RAO , L. L. STOWE & E. P. McCLAIN

Εισαγωγή Τα ατμοσφαιρικά αερολύματα, λόγω της ακτινοβολίας των ιδιοτήτων τους, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στις καιρικές συνθήκες και το κλίμα και έτσι επηρεάζουν τα πεδία της θερμοκρασίας του πλανήτη. Είναι, επομένως, σκόπιμο και απαραίτητο να προσδιοριστούν οι κλιματικές επιπτώσεις από τις αλλαγές βάρους των αερολυμάτων στην ατμόσφαιρα λόγω ανθρωπογενών (π.χ. βιομηχανικές δραστηριότητες, αλλαγές στις πρακτικές χρήσης γης) και φυσικών (π.χ., ηφαιστειακά νέφη σκόνης, θύελλες σκόνης) αιτιών. To άρθρο αυτό αφορά τη δραστηριότητα των aerosol πάνω από τους ωκεανούς με χρήση τηλεπισκοπικών δεδομένων της ΝΟΟΑ/ NESDIS που βασίζεται στην αντιστροφή των ακτινοβολιών ανάβλυσης η οποία μετράται στο κανάλι-l (-0.58468pm) του Πολύ Υψηλής Ανάλυσης Ραδιόμετρου (AVHRR) με βάση τους πολικής τροχιάς περιβαλλοντικούς δορυφόρους ΝΟΑΑ.

Θεωρητικό Υπόβαθρο Η ακτινοβολία που αναδύεται στην κορυφή της γήινης ατμόσφαιρας στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο κάτω από συνθήκες χωρίς σύννεφα εξαρτάται από τη μοριακή σκέδαση και απορρόφηση, την ανακλαστικότητα της υποκείμενης επιφάνειας, την εξαφάνιση του οπτικού πάχους των αεροζόλ και τις φυσικές και οπτικές ιδιότητες των αερολυμάτων. Έτσι, όταν η ανακλαστικότητα της υποκείμενης επιφάνειας είναι πολύ χαμηλή, όπως στην περίπτωση των ωκεανών, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι οι αλλαγές στην αναδυόμενη ακτινοβολία στην κορυφή της ατμόσφαιρας εξαρτώνται αποκλειστικά από τα ατμοσφαιρικά αερολύματα. Αυτό αποτελεί τη φυσική βάση για την ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αερολυμάτων από τηλεπισκοπικά δεδομένα. Έχει λοιπόν αποδειχθεί ότι υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ της ακτινοβολίας ανάβλυσης στην περιοχή του ορατού και του περιεχομένου αερολύματος, και έχει αναπτυχθεί ο αλγόριθμο ανάκτησης αεροζόλ μονού καναλιού για χρήση στην NOAA/ NESDIS.

ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΑΕΡΟΛΥΜΑΤΩΝ

ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΑΝΑΚΤΗΣΗΣ ΑΕΡΟΖΟΛ ΜΟΝΟΥ ΚΑΝΑΛΙΟΥ NOAA/NESDIS Ο αλγόριθμος ανάκτησης αερολυμάτων ενός καναλιού που χρησιμοποιείται στο NOAA/ NESDIS αποτελείται από έναν πίνακα των υπολογιζόμενων ακτινοβολιών στο μήκος κύματος των 0.65μm για την εξάλειψη του οπτικού πάχους των αερολυμάτων. Είναι σημαντικό οι μετρούμενες ακτινοβολίες που χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση αεροζόλ να ληφθούν υπό συνθήκες χωρίς σύννεφα.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Παρουσιάζονται στις εικόνες τμήματα των εβδομαδιαίων διαγραμμάτων του οπτικού πάχους των αερολυμάτων. Ενισχύονται οι τιμές της ατμοσφαιρικής θολότητας στα δυτικά και βόρεια-δυτικά της Αφρικής στο σχήμα 2. Αυτά αποτελούν μέρος του σύννεφου σκόνης της Σαχάρα. Στο σχήμα 3 βλέπουμε τις μεγάλες τιμές για την ατμοσφαιρική θολότητα στο δυτικό τμήμα της Μεσογείου κοντά στην ακτή της Αφρικής. Η πηγή αυτής της ενισχυμένης θολότητας είναι πιθανό να είναι η έρημος στη Σαχάρα.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ο αλγόριθμος αυτός λοιπόν μπορεί να βρει εφαρμογή στην μοντελοποίηση του κλίματος και να χρησιμοποιηθεί ως προγνωστική μεταβλητή σε κλιματικά μοντέλα. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των ατμοσφαιρικών διορθώσεων σε ωκεανούς και στη μελέτη της παγκόσμιας μεταφοράς της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.