Τηλεπισκόπηση μέσω δορυφόρων των αερομεταφερόμενων σωματιδίων και αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα πάνω από πόλεις παγκοσμίως
Από RemoteSensing Wiki
Authors: Pawan Gupta, Sundar A. Christopher, Jun Wang, Robert Gehrig, Yc Lee, Naresh Kumar
Εισαγωγή
Το αντικείμενο της εφαρμογής είναι η ποιότητα της ατμόσφαιρας. Στο παρόν άρθρο αναφέρεται η οπτική πυκνότητα των αερομεταφερόμενων σωματιδίων (aerosol optical thickness – AOT) για τον υπολογισμό της οποίας χρησιμοποιείται το MODIS ( MODerate resolution Imaging Spectro-radiometer). To MODIS αποτελεί ένα είδος δορυφορικού συστήματος το οποίο μεταφέρεται πάνω στους δορυφόρους της NASA Terra και Aqua.
Στόχος
Στόχος της εφαρμογής είναι η εξέταση της ποιότητας της ατμόσφαιρας σε ΡΜ2.5 βασισμένη στα πρότυπα της ΕΡΑ (Environmental Protection Agency).
Εκτέλεση
Αυτό πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ΑΟΤ σε συνδυασμό με τις μετρήσεις της συγκέντρωσης των ΡΜ2.5 που έγιναν από όργανα που βρίσκονται στο έδαφος σε 26 σταθμούς και σε πέντε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές του κόσμου (Ινδία (Δελχί), Αυστραλία (Σίδνεϋ), ΗΠΑ (Νέα Υόρκη), Ελβετία, Χονγκ Κονγκ). Η σχέση μεταξύ της μάζας των ΡΜ2.5 που μετρήθηκαν στο έδαφος και της στήλης του ΑΟΤ μπορεί να είναι διαφορετική εξαιτίας της διαφορετικής προέλευση των πηγών και της μεταφοράς των αεροζόλ στα διάφορα ύψη.
Τηλεπισκόπηση
Οι αισθητήρες του MODIS που υπάρχουν πάνω στους δορυφόρους Terra και Aqua έχουν 36 κανάλια φάσματος παρέχοντας πληροφορίες για τις συνθήκες που επικρατούν στην ατμόσφαιρα, τη γη και τους ωκεανούς. Το MODIS δίνει παρατηρήσεις χωρικές (250m -1km) και χρονικές (1-2 day) αναλύσεις σε διαφορετικές περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Στην εικόνα 1 η παγκόσμια κατανομή της οπτικής πυκνότητας των σωματιδίων του MODIS τη χρονική περίοδο Μαρτίου 2000-Φεβρουαρίου 2002. Σε μεγέθυνση απεικονίζονται λεπτομέρειες των τοποθεσιών όπου τα ΡΜ2.5 και το MODIS AOT συγκρίθηκαν. Οι περιοχές με σκούρο γκρι χρώμα δηλώνουν ότι δεν υπάρχουν δεδομένα. Υψηλές τιμές του ΑΟΤ παρατηρούνται πάνω από την Αφρική που οφείλονται στην σκόνη που μεταφέρεται από την έρημο Σαχάρα. Εκτός από την σκόνη, αστική και βιομηχανική ρύπανση κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στην ανατολική Κίνα, βόρεια Ινδία, ανατολικές ΗΠΑ και μέρη της Ευρώπης είναι υπεύθυνα για τις υψηλές συγκεντρώσεις των αεροζόλ.
Αλγόριθμος
Ο αλγόριθμος ΑΟΤ χρησιμοποιεί ακτινοβολίες σε επτά μήκη κύματος (0.47–2.13 μm) πάνω από τους ωκεανούς και σε δύο μήκη κύματος (0.47, και 0.67 μm) πάνω από την ξηρά. Πάνω από την ξηρά η ακρίβεια του MODIS AOT είναι ±0.05 έως ±0.15 όταν συγκρίνεται με τις μετρήσεις εδάφους της AERONET εκτός από ορισμένες εξαιρέσεις. Για δεδομένα του ΑΟΤ από το MODIS (στα 0.55 μm) χρησιμοποιήθηκε χωρική ανάλυση 10x10 km2.
Μετρήσεις
Στις ΗΠΑ, στην Αυστραλία και το Χονγκ Κονγκ οι συγκεντρώσεις των ΡΜ2.5 μετρήθηκαν από το Tapered-Element Oscillating Microbalance (TEOM). Στην Ελβετία από High Volume Samplers (HSV) Digital DA 80 και στο Δελχί χρησιμοποιήθηκε το φορητό Aerocet 531. Η γεωγραφική απεικόνιση των εικονοστοιχείων του MODIS με τους σταθμούς των ΡΜ2.5 διεξάγεται υπολογίζοντας την απόσταση μεταξύ τους χρησιμοποιώντας το γεωγραφικό μήκος και το γεωγραφικό πλάτος.
