Θερμική νησίδα και η πορεία του δείκτη Δυσφορίας (DI) και των συγκεντρώσεων του όζοντος στο Θριάσειο πεδίο

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 14:59, 14 Δεκεμβρίου 2017

Θερμική νησίδα και η πορεία του δείκτη δυσφορίας (di) και των συγκεντρώσεων του όζοντος στο Θριάσιο Πεδίο

Συγγραφείς: Α. Μαυράκης 1 , Α. Παπαδοπούλου 2, Γ. Θεοχαράτος 3, Σ. Λυκούδης 4, Δ. Ασημακόπουλος 3, Κ. Καρτάλης 3, Α. Χρηστίδης 5, Ν. Πιτσιτάκης 6, Χ. Τσαντίλας 7, Ν. Ψούνης 8

1 Φυσικός-Περιβαλλοντολόγος-Εκπαιδευτικός, 2 Φυσικός-Περιβαλλοντολόγος, 3 Εργαστήριο Μετεωρολογίας, Πανεπιστήμιο Αθηνών, 4 Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, Ινστιτούτο Ερευνών Περιβάλλοντος & Βιώσιμης Ανάπτυξης, 5 Γραφείο Ελέγχου Ρύπανσης και Ποιότητας Περιβάλλοντος, Αναπτυξιακός Σχεδιασμός Δήμων και Κοινοτήτων Θριασίου Πεδίου, 6 Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία, 7 Χημικός-Περιβαλλοντολόγος, 8 Φυσικός

Πηγή: [1]

Περίληψη:

Η εργασία έχει σκοπό τον εντοπισμό της Αύξησης Θερμικής Νησίδας στη βιομηχανοποιημένη περιοχή του Θριασίου Πεδίου. Χρησιμοποιήθηκαν δορυφορικά δεδομένα από εικόνες ΝΟΑΑ κατόπιν κατάλληλης επεξεργασίας για συσχέτιση με επίγειες μετρήσεις. Εξετάζεται η συμπεριφορά του Δείκτη Δυσφορίας (di) για Ελευσίνα, Ασπρόπυργο και Παραλία Ασπροπύργου για το διάστημα 1998-1999. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ωριαίων τιμών θερμοκρασίας και υγρασίας του αέρα και συγκεντρώσεις όζοντος. Προέκυψαν τα συμπεράσματα: 1. Αυξημένες θερμοκρασίες έως και 2,5°C σε σχέση με το Λεκανοπέδιο κυρίως κατά τη διάρκεια της ημέρας. 2. Υψηλές τιμές του δείκτη di, πιθανολογώντας «θερμική ρύπανση» στην περιοχή, με επίδραση της απόστασης από τη θάλασσα. 3. Άμεση σχέση μεταξύ των πορειών δείκτη di και όζοντος.

1. Εισαγωγή Η βιομηχανοποίηση και αστικοποίηση του Θριασίου Πεδίου έχει προκαλέσει ποσοτικές και χωρικές διαφοροποιήσεις στη θερμοκρασία του αέρα διαφόρων περιοχών. Χρησιμοποιούνται δορυφορικά και επίγεια δεδομένα για την εκτίμηση της χωρικής κατανομής των τιμών της θερμοκρασίας. Επιπλέον, εξετάζεται η πορεία του Δείκτη Δυσφορίας (DI) και των συγκεντρώσεων όζοντος στην περιοχή για το διάστημα 1998-1999. Ο Δείκτης Δυσφορίας είναι ένας πολύ σημαντικός βιοκλιματικός δείκτης στηριζόμενος σε θερμοκρασιακές και υγρομετρικές μεταβολές με άμεσες επιπτώσεις στο αίσθημα άνεσης του πληθυσμού. Δίνεται από τη σχέση: DI= Τ-0,55(1-0,01RH)(Τ-14,5), όπου Τ η θερμοκρασία σε °C και RH η % Σχετική Υγρασία.

Ορίζεται ως θερμοκρασία ήρεμης και κορεσμένης ατμόσφαιρας με μέση ταχύτητα ανέμου 0,2 m/s, που έχει ίδιες επιπτώσεις στην ανθρώπινη άνεση με την υπό έρευνα υφιστάμενη ατμοσφαιρική κατάσταση σε άτομα που ηρεμούν. Χρησιμοποιήθηκε το 24 ως τιμή δείκτη, για την οποία στην πλειοψηφία του πληθυσμού παρατηρείται Δυσφορία. Τέλος, μελετάται η πορεία των συγκεντρώσεων όζοντος καθώς στην κατώτερη ατμόσφαιρα εισπνέεται από τον άνθρωπο, απορροφάται από ζωντανούς οργανισμούς, παράγεται φωτοχημικά από πρωτογενείς κυρίως ρύπους και στην επιφάνεια της γης μεταβάλλεται χωρικά και χρονικά επηρεαζόμενο από μετεωρολογικές συνθήκες.

2. Δεδομένα Οι δορυφορικές εικόνες ΝΟΑΑ αφορούν το χρονικό διάστημα 14/7-21/7 με διακριτική ικανότητα 1,1 km. Τα επίγεια δεδομένα από ΓΕΡΠΠΕ και ΕΜΥ αφορούν ωριαίες τιμές θερμοκρασίας και σχετικής υγρασίας του αέρα και συγκεντρώσεις όζοντος για τα έτη 1997-1999.

3. Θερμοκρασία Αέρα Τα δορυφορικά δεδομένα αφορούν θερμοκρασίες εδάφους. Με τα δύο θερμικά υπέρυθρα κανάλια AVHHR παρατηρήθηκαν τα νέφη, η θερμοκρασία και η εδαφική υγρασία. Τα δεδομένα συσχετίστηκαν συνολικά και μεμονωμένα με στοιχεία θερμοκρασιών αέρα από αντίστοιχους σταθμούς εδάφους, λόγω έλλειψης στοιχείων, οδηγώντας σε ποιοτικά συμπεράσματα.

Πίνακας 1: Τα χαρακτηριστικά των θέσεων των επίγειων σταθμών του Θριασίου

Η συσχέτιση πραγματοποιήθηκε μέσω ενός t-test, με τη συνθήκη t>>t0.025 να ισχύει συνολικά φανερώνοντας έτσι συσχέτιση επίγειων και δορυφορικών δεδομένων. Για το διάστημα 14-21/7/1997 προέκυψε συντελεστής συσχέτισης της τάξης του 0,95 επιτρέποντας την αξιοποίηση δορυφορικών εικόνων για εξαγωγή ποιοτικών συμπερασμάτων για τη χωρική κατανομή της θερμοκρασίας. Από τα δορυφορικά δεδομένα στα σχήματα 1 και 2 και τα επίγεια δεδομένα στο σχήμα 3 για κατανομή της θερμοκρασίας στην περιοχή του Θριασίου Πεδίου και Λεκανοπεδίου, παρατηρούνται υψηλές θερμοκρασίες κυρίως κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Πίνακας 2:Στατιστικά συσχέτισης μεταξύ δορυφόρων και επίγειων δεδομένων

Η χωρική κατανομή της θερμοκρασίας στο Θριάσιο χαρακτηρίζεται ως θερμική νησίδα σημειώνοντας θερμοκρασίες έως και 2,5°C υψηλότερες σε σχέση με την Αθήνα κατά τη διάρκεια της ημέρας ενώ τις νυχτερινές ώρες, οι θερμοκρασίες είναι παντού παρόμοιες. Στο Θριάσιο Πεδίο παρατηρείται ήπια δόμηση και ακάλυπτες εκτάσεις. Επομένως η αιτία του φαινομένου αναζητείται στην τοπική βιομηχανία, δηλαδή στην κατανάλωση καυσίμων και στο εκπεμπόμενο θερμικό φορτίο.

Eικόνα 1:Δορυφορική κατανομή της θερμοκρασίας

Eικόνα 2:Απεικόνιση των τιμών της θερμοκρασίας για όλους τους σταθμούς της Αττικής και της απόστασης των σταθμών από τη θάλασσα, για το Θριάσιο πεδίο

Η ένταση του φαινομένου είναι μικρότερη τις Κυριακές όπου δεν εκτελούνται οι παραπάνω δραστηριότητες. Η γεωμορφολογία της περιοχής εντείνει επίσης το φαινόμενο καθώς χαρακτηρίζεται ως κλειστή λεκάνη, περικλειόμενη από ορεινό και λοφώδες ανάγλυφο δημιουργώντας διαύλους βόρεια, ανατολικά και νότια της περιοχής. Η απόσταση των κορυφών κατά τη διεύθυνση Α-Δ είναι 10km, ενώ κατά τη Β-Ν είναι 16700 m. Στο Θριάσιο τα 12km των ακτών καλύπτονται από βιομηχανικές λιμενικές δραστηριότητες. Από τα επίγεια δεδομένα στο σχήμα 4 της κατανομής της θερμοκρασίας, παρατηρείται η υψηλότερη θερμοκρασία στον αστικό ιστό της Ελευσίνας (Σ20), η οποία βρίσκεται κοντά στις βιομηχανικές περιοχές της Μάνδρας και της Παραλίας Ασπροπύργου (Σ07). Φαίνεται ότι η αναμενόμενη αύξηση της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με την αύξηση της απόστασης μιας περιοχής από τη θάλασσα, διαταράσσεται από την ύπαρξη αστικού ιστού και βιομηχανικών μονάδων, φαινόμενο που εξασθενεί την Κυριακή.

Eικόνα 3:Κατανομή θερμοκρασίας από επίγειους σταθμούς στις 1500(α)Σάββατο, 10/7/1997 και (β)Κυριακή, 20/7/1997

4. Δείκτης Δυσφορίας (DI) Ο υπολογισμός του Δείκτη έγινε για τους σταθμούς Παραλίας Ασπροπύργου (Σ07), Δημοτικού Parking Ελευσίνας (Σ20) και Θριασίου Νοσοκομείου (Σ22). Παρατηρείται στο σχήμα 5, ο Δείκτης να παίρνει τιμές μεγαλύτερες του 24 στο πολεοδομικό συγκρότημα της Ελευσίνας, την πιο πυκνοκατοικημένη περιοχή του Θριασίου με μικρή απόσταση από τη θάλασσα, γεγονός που αυξάνει τη σχετική υγρασία. Στο σταθμό Σ22 παρατηρούνται λιγότερο δυσμενείς συνθήκες άνεσης. Στο σχήμα 6 φαίνεται πως οι αντίστοιχες ημερήσιες πορείες του Δείκτη και των συγκεντρώσεων όζοντος είναι παράλληλες, παρουσιάζοντας το συνδυασμό των συνθηκών δυσφορίας με υψηλή συγκέντρωση όζοντος, ο οποίος δημιουργεί μια δυσάρεστη κατάσταση για την ανθρώπινη υγεία.

Eικόνα 4:Σχήματα 5 & 6: Η ετήσια πορεία του δείκτη δυσφορίας και η ημερήσια πορεία του δείκτη δυσφορίας και του όζοντος

5. Συμπεράσματα Στη μελέτη προέκυψε ότι το Θριάσιο Πεδίο παρουσιάζει έντονο φαινόμενο θερμικής νησίδας με θερμοκρασία κατά 2,5°C υψηλότερη από αυτή της Αθήνας. Το φαινόμενο δε συνδέεται με τη δόμηση αλλά με την βιομηχανική δραστηριότητα, γεγονός που προδίδει θερμική ρύπανση κι επιπλέον επηρεάζει τη σχέση της μεταβολής της θερμοκρασίας με την απόσταση από τη θάλασσα. Στις περιοχές μεγαλύτερης έντασης του φαινομένου παρατηρούνται υψηλότερες και διαρκείς τιμές του Δείκτη Δυσφορίας, γεγονός που επιβαρύνεται και από τη μικρή απόσταση από τη θάλασσα. Τέλος, οι υψηλές τιμές του Δείκτη συνδυάζονται με υψηλές συγκεντρώσεις όζοντος δημιουργώντας δυσάρεστο περιβάλλον για τους ζωντανούς οργανισμούς.