ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΤΗΣ ΣΚΟΝΗΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣAΧΑΡΑ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΚΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΠΡΟΓΝΩΣΗΣ
Από RemoteSensing Wiki
"ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΤΗΣ ΣΚΟΝΗΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣAΧΑΡΑ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΚΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΠΡΟΓΝΩΣΗΣ"
Οι διάφοροι τύποι σωματιδίων αεροζόλ έχουν επιπτώσεις στη μεσογειακή ατμόσφαιρα. Η έρημος της Σαχάρας θεωρείται ως μια σημαντική πηγή φυσικής παραγωγής σκόνης από σωματίδια ορυκτών. Η ατμοσφαιρική μεταφορά εδαφικής σκόνης από την Αφρική δημιουργεί τις έντονες αιχμές συγκέντρωσης αεροζόλ, επηρεάζει σημαντικά τη βιοχημεία ιχνοστοιχείων στον ωκεανό και διαδραματίζουν έναν σημαντικό ρόλο στο pH των σχετικών εφαρμογών.
Η παρούσα εργασία χρησιμοποιεί τέσσερις εικόνες HRPT του αισθητήρα NOAA – 14 AVHRR, οι οποίες λήφθηκαν από το σταθμό SMARTechTM του Πανεπιστημίου Αιγαίου στις 19, 20, 21 και 22 Απριλίου το 1997. Η περιοχή που καλύπτεται από τις εικόνες αυτές ξεκινά από το Γιβραλτάρ και επεκτείνεται μέχρι την Κασπία θάλασσα, καλύπτει επίσης μέρος της βόρειας Αφρικής. Κάθε εικόνα έχει ένα πλάτος 2048 εικονοστοιχείων, ή, περίπου 2253 χλμ.
Επίσης επιλέχτηκε ένα σετ 10 εικόνων των δεκτών ΝΟΑΑ-16 και ΝΟΑΑ-17 της περιόδου 15-30 Ιουνίου 2003 και έγινε επεξεργασία με τον κώδικα 6S και τα αποτελέσματα για την μέτρηση της οπτικής πυκνότητας είναι συγκρίσιμα με αυτά του δικτύου AERONET.
Απαιτείται επεξεργασία των εικόνων NOAA - AVHRR για την παραγωγή και δημιουργία χαρτών σκόνης. Αλλά για να γίνει αυτό πρέπει πρώτα να γίνουν τα εξής βήματα:
1. Βαθμολόγηση καναλιών.
2. Υπολογισμός των φαινόμενων θερμοκρασιών για τα κανάλια 3, 4 και 5.
3. Μοντέλο επεξεργασίας εικόνας για την παραγωγή ποιοτικών χαρτών σκόνης.
4. Διόρθωση γεωμετρικών παραμορφώσεων της εικόνας.
5. Παραγωγή χαρτών σκόνης.
Περιγραφή του Συστήματος Πρόγνωσης Καιρού ΣΚΙΡΩΝ (SKIRON/Eta)
Το Σύστημα πρόγνωσης καιρού ΣΚΙΡΩΝ αναπτύχθηκε για να εφαρμοσθεί επιχειρησιακά στην Ελληνική Μετεωρολογική Υπηρεσία, στα πλαίσια του έργου "Ανάπτυξη ενός συστήματος πρόγνωσης καιρού μεγάλης ακρίβειας σε υπολογιστές υψηλών επιδόσεων" και χρηματοδοτήθηκε από την Ελληνική Κυβέρνηση και την Ευρωπαϊκή Ένωση μέσο του προγράμματος ΕΠΕΤ ΙΙ της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Τεχνολογίας.
Η κύρια συνιστώσα του συστήματος είναι το περιορισμένης κλίμακας μοντέλο πρόγνωσης καιρού Eta, που εκτελείται σε περιορισμένη γεωγραφική περιοχή.
Το στάδιο προεπεξεργασίας (pre-processing) του συστήματος προετοιμάζει τα δεδομένα εισαγωγής για το μοντέλο. Μετά την εφαρμογή του μοντέλου το στάδιο μετεπεξεργασίας (post-processing) χρησιμοποιεί τα δεδομένα εξόδου για να γίνει γραφική απεικόνιση καθώς και για άλλες εφαρμογές. Το μοντέλο μεταφοράς του συστήματος υπολογίζει τη διασπορά επιλεγμένων ρύπων, και είναι η συνιστώσα η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη / πρόγνωση καταστροφικών και / ή μόνιμων εκπομπών ατμοσφαιρικών αερολυμάτων. Μία κύρια εφαρμογή αφορά τη συνδυασμένη λειτουργία με ένα μοντέλο για μεταφορά και εναπόθεση σκόνης
Το Στάδιο Προεπεξεργασίας (pre-processing)
Στο στάδιο της προεπεξεργασίας χρησιμοποιούνται μετεωρολογικές παράμετροι (γεωδυναμικό ύψος, συνιστώσες του ανέμου και υγρασία) που προκύπτουν από ένα μοντέλο μεγαλύτερης κλίμακας.
Τα δεδομένα αυτά αποκωδικοποιούνται και παρεμβάλλονται στη δομή του πλέγματος, που χρησιμοποιεί το μοντέλο Eta. Κατά το στάδιο αυτό στο πλέγμα του μοντέλου καθορίζονται παράμετροι της επιφάνειας, που είτε προέρχονται από παρατηρήσεις, είτε προκαθορίζονται υπολογιστικά (ανάγλυφο, θερμοκρασία στην επιφάνεια της θάλασσας, τύποι εδάφους και βλάστησης. θερμοκρασία υγρασία εδάφους).
Παραγωγή, Μεταφορά και Εναπόθεση Αδρανούς Ουσίας στο Μοντέλο Eta
Στη δομή του μοντέλου SKIRON/Eta αναπτύχθηκε για να λειτουργήσει ένα ξεχωριστό τμήμα (module) για την ατμοσφαιρική παραγωγή, την μεταφορά και την εναπόθεση αδρανών ουσιών. Ο προσδιορισμός των οριακών συνθηκών του κατώτερου ορίου για τη συγκέντρωση της σκόνης (πηγές), αποτελεί τον πιο κρίσιμο παράγοντα για τους υπόλοιπους υπολογισμούς.
Σωματίδια μικρότερα από 10 μm απομακρύνονται κυρίως μέσω υγρής απόθεσης και τυρβώδους ξηρής απόθεσης. Σωματίδια μεγαλύτερα από 10 μm απομακρύνονται κυρίως μέσω καθίζησης λόγο βαρύτητας.
Καταβόθρες Σκόνης
Η απομάκρυνση της σκόνης από την ατμόσφαιρα πραγματοποιείται με δύο μηχανισμούς: την ξηρή και την υγρή εναπόθεση.
Το στάδιο μετεπεξεργασίας (Post-processing)
Τα προγράμματα μετεπεξεργασίας είναι αρκετά και όλα συνδέονται με γραφικά πακέτα. Το κυρίως πρόγραμμα είναι ένα και χρησιμοποιείται με σκοπό την ενοποίηση των πεδίων των διαφόρων ατμοσφαιρικών παραμέτρων τα οποία είναι χωρισμένα από τους διάφορους επεξεργαστές, αφού το μοντέλο έχει παραλληλιστεί (παράλληλες I/O διαδικασίες). Η συχνότητα των εξαγομένων αποτελεσμάτων είναι προκαθορισμένη.
Αποτελέσματα
Τα αποτελέσματα αφορούν τις ημερομηνίες από 19/4/1997 μέχρι και 22/4/1997. Στο Σχήμα 1 δίνονται αποτελέσματα από την επεξεργασία της δορυφορικής εικόνας του NOAA – AVHRR για την ημερομηνία 19/04/1997, 11:45 UTC, ενώ στο Σχήμα 2 παρουσιάζονται αντίστοιχα αποτελέσματα από την πρόβλεψη του συστήματος Skiron. Από τη σύγκριση υπάρχει σημαντική συμφωνία μεταξύ AVHRR και των αποτελεσμάτων της πρόβλεψης SKIRON.
ΠΗΓΗ: Χατζόπουλος Ιωάννης,Χωριατέλλη Χρυσομάλλη, Καντζάς Παντελής,Κάλλος Γεώργιος, Κατσαφάρδος Πέτρος, Χρήστος Σπύρου. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΤΗΣ ΣΚΟΝΗΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣAΧΑΡΑ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΚΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΠΡΟΓΝΩΣΗΣ.
