Ανάλυση των τάσεων θερμοκρασίας επιφάνειας εδάφους στην Κεντρική Περιφέρεια των Ιμαλαΐων Με βάση Προϊόντα MODIS

'''Aντικείμενο εφαρμογής''': Ανάλυση των τάσεων θερμοκρασίας επιφάνειας εδάφους
στην Κεντρική Περιφέρεια των Ιμαλαΐων Με βάση Προϊόντα MODIS

'''Πρωτότυπος τίτλος''': An Analysis of Land Surface Temperature Trends in the Central Himalayan Region Based on MODIS Products

'''Συγγραφείς''': Wei Zhao ( Chinese Academy of Sciences), Donghong Xiong (institute of mountain hazards and environment, Chinese academy of sciences), Fengping Wen (Institute of mountain hazards and Environment, CAS)

'''Πηγή''': https://www.researchgate.net/publication/332401472_remote_sensing_An_Analysis_of_Land_Surface_Temperature_Trends_in_the_Central_Himalayan_Region_Based_on_MODIS_Products

'''Λέξεις κλειδιά''': Υπερθέρμανση, Ιμαλάϊα, Landsat 8, κλιματική αλλαγή


*'''Εισαγωγή''' 
Οι ορεινές περιοχές χαρακτηρίζονται συνήθως ως εύθραυστα οικολογικά περιβάλλοντα. Η αυξανόμενη ανησυχία παγκοσμίως για την αλλαγή του κλίματος στις ορεινές περιοχές έχει δημιουργήσει πολλές επιστημονικές και πολιτικές πρωτοβουλίες παγκόσμιας κλίμακας. Τα βουνά των Ιμαλαΐων, που αποτελούν ένα από τα πιο εύθραυστα οικοσυστήματα στον κόσμο,διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην παροχή απαραίτητων υπηρεσιών οικοσυστήματος, όπως μεγάλη βιοποικιλότητα, σημαντικοί φυσικοί πόροι και σημαντική παροχή νερού. Ωστόσο, αυτές οι υπηρεσίες επηρεάζονται σημαντικά από τις επιπτώσεις της ανθρώπινης δραστηριότητας και την υπερθέρμανση του πλανήτη. Το πιο προφανές φαινόμενο που σχετίζεται με αυτές τις επιδράσεις είναι η ταχεία υποχώρηση και αραίωση των παγετώνων στα Ιμαλάια.
[[Αρχείο:NX_akraies_thermokrasies_1_1.png | thumb | right | Ετήσια μέση μέγιστη κανονικοποιημένη διαφορά του δείκτη βλάστησης NDVI την περίοδο 2000-2017 , πηγή:https://www.researchgate.net/publication/332401472_remote_sensing_An_Analysis_of_Land_Surface_Temperature_Trends_in_the_Central_Himalayan_Region_Based_on_MODIS_Products]]
 
*	'''Δεδομένα''' 
Το προϊόν MODIS LST χρησιμοποιείται ευρέως σε περιφερειακές και παγκόσμιες μελέτες λόγω τη δυνατότητα παγκόσμιας κάλυψης που έχει σε καθημερινη βάση. Επίσης προηγούμενες μελέτες επικύρωσης έδειξαν ότι έχει σχετικά υψηλή ακρίβεια εκτίμησης (εντός ± 1 K στις περισσότερες περιπτώσεις). Εκτός από το MODIS LST, για την εξέταση των επιπτώσεων των αλλαγών των εδαφικών χαρακτηριστικών σχετικά με τις διακυμάνσεις του επιφανειακού θερμικού περιβάλλοντος, το MODIS / Terra 1-χλμ 16-ημερών προϊόν δείκτη βλάστησης (MOD13A2) και το MODIS / Terra Snow Cover Daily L3 Global 500 m  (MOD10A2) κατεβάστηκε για να παρέχει πληροφορίες για την κάλυψη της βλάστησης  και του χιονιού στο έδαφος αντίστοιχα. Με βάση το  δείκτη βλάστησης κανονικής διαφοράς 16 ημερών (NDVI), το φίλτρο Savitzky-Golay χρησιμοποιήθηκε με τα δεδομένα ποιοτικού ελέγχου για την εξάλειψη της επίδρασης των νεφών στα δεδομένα NDVI για την παραγωγή του μέγιστου ετήσιου NDVI κάθε έτους, έτσι ώστε να αναλύεται η διαφορά στην κάλυψη της βλάστησης. Για πληροφορίες σχετικά με την επιφανειακή τοπογραφία, η αποστολή τοπογραφίας 90 μέτρων Shuttle Radar (SRTM) ψηφιακά δεδομένα ανύψωσης μοντέλου εδάφους λήφθηκαν από την Εθνική Αεροναυτική και Διαδικτυακή πύλη Διαχείρισης Διαστήματος (NASA). Η ιστορική τάση της θερμοκρασίας του αέρα αναλύθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα από έξι μετεωρολογικούς σταθμούς γύρω από την περιοχή μελέτης.
[[Αρχείο:NX_akraies_thermokrasies_1_2.png | thumb | right | Ετήσια μέση επιφάνεια εδάφους την περίοδο 2000-2017 στην περιοχή του Νεπάλ (a)την ημέρα και (b)τη νύχτα, πηγή:https://www.researchgate.net/publication/332401472_remote_sensing_An_Analysis_of_Land_Surface_Temperature_Trends_in_the_Central_Himalayan_Region_Based_on_MODIS_Products ]]

*	'''Παράγοντες που επηρεάζουν την αύξηση της θερμοκρασίας'''
Οι συνθήκες της επιφάνειας της γης είναι βασικοί παράγοντες για τον προσδιορισμό της εξέλιξης της επιφανειακής θερμοκρασίας. Επομένως, η κάλυψης βλάστησης που επικρατεί στην επιφάνεια της γης επηρεάζει σημαντικά τις θερμικές ιδιότητες της επιφάνειας λόγω της σημαντικής διαφοράς στη θερμική αγωγιμότητα μεταξύ της βλάστησης και του γυμνού εδάφους. Τα περισσότερα μέρη της περιοχής μελέτης έχουν υψηλό μέγιστο NDVI με τιμή
άνω του 0,6. Μόνο η περιοχή των Υψηλών Ιμαλαίων έχει σχετικά χαμηλή βλάστηση λόγω της κάλυψης του χιονιού ή των παγετώνων. Ως εκ τούτου, η μικρή διακύμανση της βλάστησης σε αντίθεση με  την μεγάλη επιφάνεια που καλύπτεται από βλάστηση   παρουσιάζει περιορισμένη επίδραση στη διακύμανση της θερμοκρασίας της επιφάνειας. Ωστόσο, υπό τις συνθήκες που συνεπάγονται σημαντικές αλλαγές στον τύπο του επιφανειακού καλύμματος, πρέπει να υπάρχουν σημαντικές αλλαγές στο LST(Land Surface Temperature). Σύμφωνα με τα παραπάνω, οι παράγοντες  που σχετίζονται με την αύξηση της θερμοκρασίας είναι οι ακόλουθοι: 

'''1''')Αστική επέκταση: Η μεγάλη επέκταση της κατοικημένης περιοχής του Κατμαντού αντικατοπτρίζεται σαφώς από τη μείωση της βλάστησης,ειδικά στα περίχωρα της πόλης. Ως εκ τούτου, η γρήγορη επέκταση του κατοικημένου χώρου σημαντικά αλλάζει τις θερμικές ιδιότητες της επιφάνειας.

'''2''')Αλλαγή της πορείας των ποταμιών: Στην πεδιάδα Terai, τα περισσότερα ποτάμια είναι συγκεντρωμένα στη ζώνη Bhabar, μια ήπια επικλινή περιοχή χονδροειδών
αλλουβιακών αποθέσεων κάτω από τους λόφους Siwalik, αυτά τα ποτάμια τείνουν να αλλάζουν την πορεία τους συχνά. Η μεγάλη συγκέντρωση του μεγαλύτερου όγκου των υδάτων στο δυτικό τμήμα της περιοχής οδήγησαν σε πολύ μεγάλη μεταβολή της Θερμοκρασίας Επιφάνειας Εδάφους στο ανατολικό τμήμα. (πάνω απο 0,2C/έτος).

'''3''')Υποχώρηση χιονιού και παγετώνων: Οι περιοχές των Υψηλών Ιμαλαΐων καλύπτονται συχνά από χιόνια και παγετώνες. Ωστόσο λόγω της κλιματικής αλλαγής υπάρχουν ενδείξεις ότι υπάρχει μεγάλη μείωση του χιονιού και των παγετώνων ή οποία οδηγεί σε αύξηση της θερμοκρασίας στις περιοχές αυτες.

'''4''')Επιπτώσεις από την κλιματική υπερθέρμανση: Εκτός από την αύξηση της επιφανειακής θερμοκρασίας από διακυμάνσεις που υπάρχουν στο επιφανειακό έδαφος το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Διαπιστώθηκε ότι το φαινόμενο είναι πιο έντονο στις υψηλές περιοχές ενώ είναι πολύ χαμηλό ή ακόμη και δεν υπάρχει στις πεδιάδες Terai και στους λόφους Siwaliκ.
[[Αρχείο:NX_akraies_thermokrasies_1_3.png | thumb | right | Παρατηρήσεις χιονοκάλυψης (a)2001 (b)2017 και (c) η μεταβολή της την περίοδο 2001-2017 , πηγή:https://www.researchgate.net/publication/332401472_remote_sensing_An_Analysis_of_Land_Surface_Temperature_Trends_in_the_Central_Himalayan_Region_Based_on_MODIS_Products]]

* '''Αποτελέσματα'''
Το μοντέλο ATC εφαρμόστηκε στα LST ημέρας και νύχτας κάθε έτους. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της εφαρμογής, μπορεί να ληφθεί αποδεκτή ακρίβεια τοποθέτησης για τα περισσότερα εικονοστοιχεία με τη μέση τετραγωνική απόκλιση ρίζας (RMSD) εντός 3 K. Η σχετικά χαμηλή απόδοση εντοπίστηκε μόνο σε ορισμένα pixel υψηλού υψομέτρου λόγω του πολύπλοκου εδάφους. Με βάση την εκτιμώμενη ετήσια MAST(μέση ετήσια επιφάνεια εδάφους), οι μέσες τιμές MAST κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας παρουσιάσουν το γενικό θερμικό περιβάλλον του Νεπάλ. Επιπλέον, το μέγεθος της μεταβολής στο MAXT (ετήσια μέγιστη θερμοκρασία) είναι γενικά υψηλότερο από αυτό της αλλαγής στο MAST τόσο για την ημέρα όσο και για τη νύχτα, με μέσες τιμές 0,190 ◦ C / έτος κατά τη διάρκεια της ημέρας και0,091 ◦ C / thn τη νύχτα. 

*'''Συμπεράσματα''' 
Σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες που βασίζονται σε in situ αναλύσεις θερμοκρασίας αέρα κοντά στην επιφάνεια, αυτή η μελέτη παρείχε
μια νέα προσέγγιση για την καλύτερη κατανόηση του τρόπου αλλαγής του κλίματος στο κεντρικό Ιμαλάια. Τα αποτελέσματα έδειξαν σαφώς μια σημαντική τάση θέρμανσης στο επιφανειακό θερμικό περιβάλλον σε ολόκληρη
την περιοχή μελέτης και επισήμανε τους παράγοντες που είναι υπεύθυνοι για αυτό.
Τέλος, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η τάση της αύξησης της θερμοκρασίας θα επηρεάσει τις παροχές του οικοσυστήματος και τις κύριες υδρο-οικολογικές διαδικασίες στην περιοχή μελέτης, όπως και το γεγονός ότι θα πρέπει να χαραχθούν νέες στρατηγικές ως προς την αντιμετώπιση του προβλήματος της υπερθέρμανσης.


 [[category:Μετεωρολογικοί δορυφόροι]]