RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Πέτρος Στρατής

2017-02-10T22:12:04Z

Petros stratis:

* [[Γεωργία Ακριβείας και Ασφάλεια Τροφίμων]]
* [[Χρήση της τηλεπισκόπησης στην εκτίμηση της παραγωγής καλαμποκιού]]
* [[Ταξινόμηση της κάλυψης γης και οικονομική αξιολόγηση των εσπεριδοειδών, με την χρήση της τηλεπισκόπησης]]
* [[Δείκτες για την αξιολόγηση των πιέσεων και αξιών σε Βιοτόπους και Προστατευόμενες Περιοχές.]]
* [[Πολλαπλού μήκους κύματος LiDAR φυλλικής επιφάνειας, για τηλεπισκόπηση βλάστησης: Σχεδιασμός και απόδοση του συστήματος]]
* [[Ανάπτυξη συστημάτων UAV για προμήθειες VNIR-TIR, στην γεωργία ακριβείας]]
* [[Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους]]
* [[Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI]]
* [[Ο Ρόλος του Landsat σε Οικολογικές Εφαρμογές Τηλεπισκόπησης]]
* [[Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιού]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Αθήνα) ]]

Πέτρος Στρατής

2017-02-10T22:09:46Z

Petros stratis:

* [[Γεωργία Ακριβείας και Ασφάλεια Τροφίμων]]
* [[Χρήση της τηλεπισκόπησης στην εκτίμηση της παραγωγής καλαμποκιού]]
* [[Ταξινόμηση της κάλυψης γης και οικονομική αξιολόγηση των εσπεριδοειδών, με την χρήση της τηλεπισκόπησης]]
* [[Δείκτες για την αξιολόγηση των πιέσεων και αξιών σε Βιοτόπους και Προστατευόμενες Περιοχές.]]
* [[Πολλαπλού μήκους κύματος LiDAR φυλλικής επιφάνειας, για τηλεπισκόπηση βλάστησης: Σχεδιασμός και απόδοση του συστήματος]]
* [[Ανάπτυξη συστημάτων UAV για προμήθειες VNIR-TIR, στην γεωργία ακριβείας]]
* [[Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους]]
* [[Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI]]
* [[Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιού]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Αθήνα) ]]

Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιού

2017-02-10T22:09:17Z

Petros stratis: /* 4. Συστήματα Παραγωγής */

=='''Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιού για την πιστοποίηση βιολογικού βαμβακιού στην Δυτική Αφρική'''==

== ''' 1. Περίληψη ''' ==

Τα βιολογικά προϊόντα πρέπει να ελέγχονται σύμφωνα με την νομοθεσία, σε επιτόπιο ετήσιο έλεγχο στα αγροτεμάχια. Μία μελέτη που έχει ήδη γίνει στην Γερμανία έχει δείξει ότι τα βιολογικά από τα μη βιολογικά σιτάρι και καλαμπόκι μπορούν να διαχωριστούν με τηλεπισκόπηση από τα μη βιολογικά. Αυτή η μέθοδος θα μπορέσει να βοηθήσει τα φορείς πιστοποίησης να εστιάσουν καλύτερα στα ευαίσθητα ρίσκου αγροτεμάχια. Αυτή η μελέτη εστιάζει ότι οι κύριες διαφορές των βιολογικών αγροτεμαχίων είναι οι διαφορετική εφαρμογή λίπανσης και ελέγχου των εχθρών, το οποίο οδηγεί σε βιοχημικές και βιοφυσικές διαφορές, μετρήσιμες τόσο στο χωράφι, όσο και τηλεπισκοπικά. Η μελέτη έγινε σε 100 αγροτεμάχια με βαμβάκι, 50 βιολογικά, 28 συμβατικά και 22 με γενετικά τροποποιημένο. Λήφθηκαν δύο δορυφορικές εικόνες από τον SPOT 5. Χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικά μοντέλα ανάλυσης και τελικά με την χρήση μονοπαραγοντικών και πολυπαραγοντικών γραμμικών μοντέλων, υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές σε περισσότερο από 86%. Αυτή είναι η πρώτη φορά που γίνεται αποτελεσματική διαφοροποίηση βιολογικής και μη καλλιέργειας σε αναπτυσσόμενη χώρα, κυρίως για βαμβάκι με καλά αποτελέσματα στην διαφοροποίηση.

==''' 2. Εισαγωγή '''==

Το πείραμα έγινε στην Μπουρκίνα Φάσο, όπου το βιολογικό βαμβάκι καλλιεργείται από το 2004 και καλύπτει το 1% της εθνικά καλλιεργούμενης έκτασης βαμβακιού. Οι βιοχημικές και βιοφυσικές διαφορές του βιολογικού βαμβακιού, καθιστούν εφικτή την διάκρισή του με τηλεπισκοπικές μεθόδους, από δορυφορικές φωτογραφίες. Η χρήση της μεθόδου θα μπορέσει να βοηθήσει στον εντοπισμό αγροτεμαχίων που υψηλότερο ρίσκο να μην ακολουθούν τις απαιτήσεις των κανονισμών και να πραγματοποιηθούν ανάλογοι έλεγχοι από τους φορείς πιστοποίησης (εικόνα 1).
Η μέθοδος εφαρμογής θα μπορούσε να λειτουργεί σε τέσσερα βήματα:
1) Εντοπισμός του αγροτεμαχίου και λήψη δεδομένων για τον έλεγχο
2) Ανάπτυξη μοντέλου διαχωρισμού από συγκριτικούς δείκτες που θα ληφθούν από τις δορυφορικές εικόνες
3) Χρήση του μοντέλου για να βελτιωθεί η βεβαιότητα για άλλα βιολογικά αγροτεμάχια,
4) Επιτόπιος έλεγχος στα περισσότερα αγροτεμάχια που θα θεωρηθούν ύποπτα

[[Αρχείο:Ps_art11_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σχηματική αναπαράσταση των στόχων της μελέτης: Είναι δυνατή η αναγνώριση του βιολογικού και μη βιολογικού βαμβακιού από δορυφορικές εικόνες? Πάνω Αριστερά: 15 Νοεμβρίου 2011, δορυφορική εικόνα από τον SPOT 5, της περιοχής προς μελέτη με τα αγροτεμάχια και τον επιτόπιο έλεγχο χλωροφύλλης ΙΙ να αποτυπώνεται.]]

== ''' 3. Μέθοδοι και Υλικά '''==

Η μελέτη έγινε ανατολικά της πόλης Μπανφόρα στην Νοτιοδυτική Μπουρκίνα Φάσο, στην Δυτική Αφρική (εικόνα 2). Δίνονται σχετικές περιγραφές για το κλίμα της περιοχής.
Αναλύεται η φαινολογία του βαμβακιού και συγκεκριμένα οι ημερομηνίες στην περιοχή. Συγκεκριμένα αναφέρεται ότι το βαμβάκι καλλιεργείται με χαμηλής έντασης μεθόδους και οι αγροτικές επιχειρήσεις γίνονται χειροκίνητα ή με την βοήθεια ζώων, και η συγκομιδή συλλέγεται πάντα με τα χέρια. Ημερομηνία σποράς είναι περίπου 20 Μαΐου εως 15 Ιουλίου, ανάλογα με την περίοδο των βροχοπτώσεων. Περιγράφεται η διαδικασία ανάπτυξης του φυτού και τέλος γίνεται αναφορά στην συγκομιδή, η οποία πραγματοποιείται περίπου Οκτώβρη και Νοέμβρη.

[[Αρχείο:Ps_art11_pic2.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Θέση της περιοχής που μελετήθηκε, νοτιοδυτικά του Μπουρκίνα Φάσο και η διάθεση των αγροτεμαχίων σύμφωνα με τα τρία συστήματα διαχείρισης: βιολογικό, συμβατικό και γενετικά τροποποιημένο.]]

==''' 4. Συστήματα Παραγωγής'''==

Το βιολογικό βαμβάκι καλλιεργείται σύμφωνα με την σχετική νομοθεσία, χωρίς συνθετικά λιπάσματα και φυτοπροστατευτικές εισροές. Το γενετικά τροποποιημένο αντιπροσωπεύεται κυρίως από πολλές ποικιλίες του Bt βαμβακιού. Το συμβατικό και γενετικά τροποποιημένο, δέχονται εφαρμογές από συνθετικά λιπάσματα και φυτοπροστατευτικά προϊόντα.
Πρόσφατη μελέτη στην Μπουρκίνα Φάσο έδειξε ότι σε 100 παραγωγούς, υπάρχει μεγάλη διαφορά στην τελική παραγωγή προϊόντος, καθώς το συμβατικό βαμβάκι έχει μέση παραγωγή 1100kg/ha, ενώ τα βιολογικό 675 kg/ha. Επίσης οι ελάχιστες παραγωγές ήταν περίπου 39% χαμηλότερα, δηλαδή περίπου 314 kg/ha για τα βιολογικά και 391 kg/ha για τα συμβατικά. Αυτή η μελέτη έδειξε επίσης ότι τα βιολογικά χωράφια, εάν καλλιεργηθούν σωστά μπορεί να έχουν παραγωγή περισσότερο από 1000 kg/ha.
Γενικά όμως, τα βιολογικά αγροτεμάχια ξεχωρίζουν και με γυμνό μάτι, αφού έχουν λιγότερη βιομάζα και μικρότερη παραγωγή.
Μία άλλη μελέτη έχει δείξει ότι δύο με τρία χρόνια μετά την μετάβαση στην βιολογική μετατροπή, τα χωράφια παράγωγου σχεδόν την ίδια ποσότητα με τα συμβατικά, και αυτό επειδή το έδαφος γίνεται πιο γόνιμο, λόγω της βιολογικής μεταχείρισης.
Δεν βρέθηκε καμία μελέτη που να συγκρίνει βιολογικό και μη βαμβάκι με τηλεπισκόπηση.
Γενικά οι διαφορές στα βιολογικά αγροτεμάχια περιλαμβάνουν λιγότερη φυλλική επιφάνεια, λιγότερη χλωροφύλλη ΙΙ στα φυτά και μικρότερα φυτά. Επίσης υπάρχει μεγαλύτερη ετερογένεια στα βιολογικά αγροτεμάχια λόγω της απουσίας χρήση ζιζανιοκτόνων και της απουσίας χημικών λιπασμάτων, τα οποία κάνουν τα θρεπτικά στοιχεία άμεσα διαθέσιμα στα φυτά.
Στα βιολογικά χωράφια, συνήθως υπάρχουν σωροί από οργανική ουσία (κοπριά). Επισης, δεν χρησιμοποιούνται ζιιζανιοκτόνα και τα έντομα δεν αντιμετωπίζονται με την ένταση που αντιμετωπίζονται στα συμβατικά αγροτεμάχια.

[[Αρχείο:Ps_art11_pic3.png|800px|thumb|center| Πίνακας 1. Διαφορές μεταξύ βιολογικής και μη βιολογικής διαχείρισης βαμβακιού, με αποτέλεσμα να υπάρχουν διαφορές στα φυτά, σχετικούς δείκτες, και τις μεθόδους μέτρησης για την μέτρηση στο αγροτεμάχιο και την τηλεπισκόπηση από δορυφόρο. ]]

==''' 5. Λήψη δεδομένων και υπολογισμός δεικτών'''==

Περιγράφεται ο τρόπος που επιλέχθηκαν και με ποια κριτήρια οι παραγωγοί των 100 αγροτεμαχίων, καθώς επίσης τι ελέγχθηκε κατά τον επιτόπιο έλεγχο και από τις δορυφορικές εικόνες.
Συγκεκριμένα στον επιτόπιο έλεγχο μετρήθηκαν το ύψος των φυτών, η συγκέντρωση σε Χλωροφύλλη ΙΙ, η εκτίμηση της κάλυψης της φιλικής επιφάνειας και η ετερογένεια κάλυψης.
Οι δορυφορικές εικόνες που λήφθηκαν, λόγω και της συννεφιάς που επικρατούσε λήφθηκαν διαφορετικές ημερομηνίες από τις προγραμματισμένες. Συγκεκριμένα την 15 Νοέμβρη 2011 και 30 Οκτώβρη 2011. Στην δεύτερη υπήρχε συννεφιά εν μέρει και δεν αναλύθηκε το 11% των προγραμματισμένων αγροτεμαχίων. Τα δεδομένα ψηφιοποιήθηκαν σε ArcGIS, στην εικόνα του SPOT 5, χρησιμοποιώντας τα αρχεία μέσω GPS. Επίσης το eCognition και R υπολόγισαν τις φασματικές ζώνες

6. Στατιστική Ανάλυση

Στη συνέχεια έγινε στατιστική ανάλυση για να διαπιστωθεί αν τα αγροτεμάχια έχουν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα ανάλυσης, με μόνο δεδομένα που λήφθηκαν από επιτόπιους ελέγχους, μοντέλα με δεδομένα που λήφθηκαν μόνο από τις δορυφορικές εικόνες και μοντέλα που συνδύαζαν δεδομένα επιτόπιου ελέγχου και δορυφορικών εικόνων.

==''' 7. Αποτελέσματα και Συζήτηση'''==

Τελικά αναπτύσσονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν για κάθε μοντέλο που αναλύθηκε (μονοπαραγοντικό, πολυπαραγοντικό και μοντέλο τεκμηρίωσης), ενώ καταλήγει στο συμπέρασμα ότι από τις δορυφορικές εικόνες συμπεραίνεται ότι τα βιολογικά αγροτεμάχια έχουν στατιστικά σημαντικά χαμηλότερη ανάπτυξη και μεγαλύτερη ετερογένεια. Ωστόσο, όπως ήδη αναφέρθηκε, εν είναι πάντα διακριτές αυτές οι διαφορές μεταξύ των συστημάτων. Από την άλλη οι φυτικοί δείκτες για το CCI έδειξα ότι υπάρχει μικρότερη ετερογένεια για τα βιολογικά αγροτεμάχια, κάτι που δεν συμβαδίζει με την αρχική υπόθεση.
Στα τεχνικά αποτελέσματα, έδειξαν ότι υπάρχουν σημαντικές διαφορές στους διαφορετικούς τρόπους καλλιέργειας. Γίνεται μία εκτενής ανάλυση για τα αποτελέσματα κάθε μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση των δεδομένων.
Για την χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων, γίνεται αναφορά στην δυσκολία λήψης τους, όπως όταν υπήρχε συννεφιά, όπως και η ύπαρξη δένδρων. Επίσης αναφέρονται και κάποιοι άλλοι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν το τελικό αποτέλεσμα, όπως είναι η περίοδος που κάθε παραγωγός έσπειρε το βαμβάκι, καθώς επίσης η φυσική γονιμότητα του εδάφους σε κάθε αγροτεμάχιο χωριστά.
Τέλος, αναφέρεται ότι αυτή η μελέτη βασίστηκε μόλις σε 100 παραγωγούς και είναι ενδεικτική, καθώς τα δείγματα που λήφθηκαν δεν αντιπροσωπεύουν πλήρως την περιοχή μελέτης ή την πειφέρεια.

==''' 8. Συμπεράσματα'''==

Αυτή η μελέτη δείχνει (για πρώτη φορά) ότι οι τεχνικές της τηλεπισκόπησης μπορούν να διαχωρίσουν τα βιολογικά από τα μη βιολογικά αγροτεμάχια βαμβακιού στις αναπτυσσόμενες χώρες της Νοτιοδυτικής Αφρικής. Συνεπώς, απαιτείται συνέχιση της μελέτης, έτσι ώστε να βοηθηθεί και η διαδικασία πιστοποίησης, στοχεύοντας σε αγροτεμάχια που υπάρχει υπόνοια ότι δεν είναι βιολογικά. Επίσης περαιτέρω έρευνα θα μπορούσε να εστιαστεί στην διαπίστωση του ιδανικού φαινολογικού σταδίου για τον διαχωρισμό του συστήματος διαχείρισης με τηλεπισκόπηση στην Δυτική Αφρική και στην εκτίμηση της χρήσης ευρύτερων φασματικών μεθόδων (SWIR και πάνω).

==''' 9. Βιβλιογραφία'''==

'''Πηγή''': Remote sensing enables high discrimination between organic and non-organic cotton for organic cotton certification in West Africa

''' Συγγραφείς''': Antoine Denis, Bernard Tychon

'''Δημοσίευση ''': Agron. Sustain. Dev. (2015) 35:1499–1510 DOI 10.1007/s13593-015-0313-2

'''Link ''': http://download.springer.com/static/pdf/93/art%253A10.1007%252Fs13593-015-0313-2.pdf?originUrl=http%3A%2F%2Flink.springer.com%2Farticle%2F10.1007%2Fs13593-015-0313-2&token2=exp=1486751521~acl=%2Fstatic%2Fpdf%2F93%2Fart%25253A10.1007%25252Fs13593-015-0313-2.pdf%3ForiginUrl%3Dhttp%253A%252F%252Flink.springer.com%252Farticle%252F10.1007%252Fs13593-015-0313-2*~hmac=98a4dc4cd03f89a1ae86024513dee7d6638d38e2e9a0dbd3a0ace5a75459c955

[[category:Έλεγχος επιδοτήσεων]]

Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιού

2017-02-10T22:08:46Z

Petros stratis:

=='''Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιού για την πιστοποίηση βιολογικού βαμβακιού στην Δυτική Αφρική'''==

== ''' 1. Περίληψη ''' ==

Τα βιολογικά προϊόντα πρέπει να ελέγχονται σύμφωνα με την νομοθεσία, σε επιτόπιο ετήσιο έλεγχο στα αγροτεμάχια. Μία μελέτη που έχει ήδη γίνει στην Γερμανία έχει δείξει ότι τα βιολογικά από τα μη βιολογικά σιτάρι και καλαμπόκι μπορούν να διαχωριστούν με τηλεπισκόπηση από τα μη βιολογικά. Αυτή η μέθοδος θα μπορέσει να βοηθήσει τα φορείς πιστοποίησης να εστιάσουν καλύτερα στα ευαίσθητα ρίσκου αγροτεμάχια. Αυτή η μελέτη εστιάζει ότι οι κύριες διαφορές των βιολογικών αγροτεμαχίων είναι οι διαφορετική εφαρμογή λίπανσης και ελέγχου των εχθρών, το οποίο οδηγεί σε βιοχημικές και βιοφυσικές διαφορές, μετρήσιμες τόσο στο χωράφι, όσο και τηλεπισκοπικά. Η μελέτη έγινε σε 100 αγροτεμάχια με βαμβάκι, 50 βιολογικά, 28 συμβατικά και 22 με γενετικά τροποποιημένο. Λήφθηκαν δύο δορυφορικές εικόνες από τον SPOT 5. Χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικά μοντέλα ανάλυσης και τελικά με την χρήση μονοπαραγοντικών και πολυπαραγοντικών γραμμικών μοντέλων, υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές σε περισσότερο από 86%. Αυτή είναι η πρώτη φορά που γίνεται αποτελεσματική διαφοροποίηση βιολογικής και μη καλλιέργειας σε αναπτυσσόμενη χώρα, κυρίως για βαμβάκι με καλά αποτελέσματα στην διαφοροποίηση.

==''' 2. Εισαγωγή '''==

Το πείραμα έγινε στην Μπουρκίνα Φάσο, όπου το βιολογικό βαμβάκι καλλιεργείται από το 2004 και καλύπτει το 1% της εθνικά καλλιεργούμενης έκτασης βαμβακιού. Οι βιοχημικές και βιοφυσικές διαφορές του βιολογικού βαμβακιού, καθιστούν εφικτή την διάκρισή του με τηλεπισκοπικές μεθόδους, από δορυφορικές φωτογραφίες. Η χρήση της μεθόδου θα μπορέσει να βοηθήσει στον εντοπισμό αγροτεμαχίων που υψηλότερο ρίσκο να μην ακολουθούν τις απαιτήσεις των κανονισμών και να πραγματοποιηθούν ανάλογοι έλεγχοι από τους φορείς πιστοποίησης (εικόνα 1).
Η μέθοδος εφαρμογής θα μπορούσε να λειτουργεί σε τέσσερα βήματα:
1) Εντοπισμός του αγροτεμαχίου και λήψη δεδομένων για τον έλεγχο
2) Ανάπτυξη μοντέλου διαχωρισμού από συγκριτικούς δείκτες που θα ληφθούν από τις δορυφορικές εικόνες
3) Χρήση του μοντέλου για να βελτιωθεί η βεβαιότητα για άλλα βιολογικά αγροτεμάχια,
4) Επιτόπιος έλεγχος στα περισσότερα αγροτεμάχια που θα θεωρηθούν ύποπτα

[[Αρχείο:Ps_art11_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σχηματική αναπαράσταση των στόχων της μελέτης: Είναι δυνατή η αναγνώριση του βιολογικού και μη βιολογικού βαμβακιού από δορυφορικές εικόνες? Πάνω Αριστερά: 15 Νοεμβρίου 2011, δορυφορική εικόνα από τον SPOT 5, της περιοχής προς μελέτη με τα αγροτεμάχια και τον επιτόπιο έλεγχο χλωροφύλλης ΙΙ να αποτυπώνεται.]]

== ''' 3. Μέθοδοι και Υλικά '''==

Η μελέτη έγινε ανατολικά της πόλης Μπανφόρα στην Νοτιοδυτική Μπουρκίνα Φάσο, στην Δυτική Αφρική (εικόνα 2). Δίνονται σχετικές περιγραφές για το κλίμα της περιοχής.
Αναλύεται η φαινολογία του βαμβακιού και συγκεκριμένα οι ημερομηνίες στην περιοχή. Συγκεκριμένα αναφέρεται ότι το βαμβάκι καλλιεργείται με χαμηλής έντασης μεθόδους και οι αγροτικές επιχειρήσεις γίνονται χειροκίνητα ή με την βοήθεια ζώων, και η συγκομιδή συλλέγεται πάντα με τα χέρια. Ημερομηνία σποράς είναι περίπου 20 Μαΐου εως 15 Ιουλίου, ανάλογα με την περίοδο των βροχοπτώσεων. Περιγράφεται η διαδικασία ανάπτυξης του φυτού και τέλος γίνεται αναφορά στην συγκομιδή, η οποία πραγματοποιείται περίπου Οκτώβρη και Νοέμβρη.

[[Αρχείο:Ps_art11_pic2.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Θέση της περιοχής που μελετήθηκε, νοτιοδυτικά του Μπουρκίνα Φάσο και η διάθεση των αγροτεμαχίων σύμφωνα με τα τρία συστήματα διαχείρισης: βιολογικό, συμβατικό και γενετικά τροποποιημένο.]]

==''' 4. Συστήματα Παραγωγής'''==

Το βιολογικό βαμβάκι καλλιεργείται σύμφωνα με την σχετική νομοθεσία, χωρίς συνθετικά λιπάσματα και φυτοπροστατευτικές εισροές. Το γενετικά τροποποιημένο αντιπροσωπεύεται κυρίως από πολλές ποικιλίες του Bt βαμβακιού. Το συμβατικό και γενετικά τροποποιημένο, δέχονται εφαρμογές από συνθετικά λιπάσματα και φυτοπροστατευτικά προϊόντα.
Πρόσφατη μελέτη στην Μπουρκίνα Φάσο έδειξε ότι σε 100 παραγωγούς, υπάρχει μεγάλη διαφορά στην τελική παραγωγή προϊόντος, καθώς το συμβατικό βαμβάκι έχει μέση παραγωγή 1100kg/ha, ενώ τα βιολογικό 675 kg/ha. Επίσης οι ελάχιστες παραγωγές ήταν περίπου 39% χαμηλότερα, δηλαδή περίπου 314 kg/ha για τα βιολογικά και 391 kg/ha για τα συμβατικά. Αυτή η μελέτη έδειξε επίσης ότι τα βιολογικά χωράφια, εάν καλλιεργηθούν σωστά μπορεί να έχουν παραγωγή περισσότερο από 1000 kg/ha.
Γενικά όμως, τα βιολογικά αγροτεμάχια ξεχωρίζουν και με γυμνό μάτι, αφού έχουν λιγότερη βιομάζα και μικρότερη παραγωγή.
Μία άλλη μελέτη έχει δείξει ότι δύο με τρία χρόνια μετά την μετάβαση στην βιολογική μετατροπή, τα χωράφια παράγωγου σχεδόν την ίδια ποσότητα με τα συμβατικά, και αυτό επειδή το έδαφος γίνεται πιο γόνιμο, λόγω της βιολογικής μεταχείρισης.
Δεν βρέθηκε καμία μελέτη που να συγκρίνει βιολογικό και μη βαμβάκι με τηλεπισκόπηση.
Γενικά οι διαφορές στα βιολογικά αγροτεμάχια περιλαμβάνουν λιγότερη φυλλική επιφάνεια, λιγότερη χλωροφύλλη ΙΙ στα φυτά και μικρότερα φυτά. Επίσης υπάρχει μεγαλύτερη ετερογένεια στα βιολογικά αγροτεμάχια λόγω της απουσίας χρήση ζιζανιοκτόνων και της απουσίας χημικών λιπασμάτων, τα οποία κάνουν τα θρεπτικά στοιχεία άμεσα διαθέσιμα στα φυτά.
Στα βιολογικά χωράφια, συνήθως υπάρχουν σωροί από οργανική ουσία (κοπριά). Επισης, δεν χρησιμοποιούνται ζιιζανιοκτόνα και τα έντομα δεν αντιμετωπίζονται με την ένταση που αντιμετωπίζονται στα συμβατικά αγροτεμάχια.

[[Αρχείο:Ps_art11_pic3.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Διαφορές μεταξύ βιολογικής και μη βιολογικής διαχείρισης βαμβακιού, με αποτέλεσμα να υπάρχουν διαφορές στα φυτά, σχετικούς δείκτες, και τις μεθόδους μέτρησης για την μέτρηση στο αγροτεμάχιο και την τηλεπισκόπηση από δορυφόρο. ]]

==''' 5. Λήψη δεδομένων και υπολογισμός δεικτών'''==

Περιγράφεται ο τρόπος που επιλέχθηκαν και με ποια κριτήρια οι παραγωγοί των 100 αγροτεμαχίων, καθώς επίσης τι ελέγχθηκε κατά τον επιτόπιο έλεγχο και από τις δορυφορικές εικόνες.
Συγκεκριμένα στον επιτόπιο έλεγχο μετρήθηκαν το ύψος των φυτών, η συγκέντρωση σε Χλωροφύλλη ΙΙ, η εκτίμηση της κάλυψης της φιλικής επιφάνειας και η ετερογένεια κάλυψης.
Οι δορυφορικές εικόνες που λήφθηκαν, λόγω και της συννεφιάς που επικρατούσε λήφθηκαν διαφορετικές ημερομηνίες από τις προγραμματισμένες. Συγκεκριμένα την 15 Νοέμβρη 2011 και 30 Οκτώβρη 2011. Στην δεύτερη υπήρχε συννεφιά εν μέρει και δεν αναλύθηκε το 11% των προγραμματισμένων αγροτεμαχίων. Τα δεδομένα ψηφιοποιήθηκαν σε ArcGIS, στην εικόνα του SPOT 5, χρησιμοποιώντας τα αρχεία μέσω GPS. Επίσης το eCognition και R υπολόγισαν τις φασματικές ζώνες

6. Στατιστική Ανάλυση

Στη συνέχεια έγινε στατιστική ανάλυση για να διαπιστωθεί αν τα αγροτεμάχια έχουν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα ανάλυσης, με μόνο δεδομένα που λήφθηκαν από επιτόπιους ελέγχους, μοντέλα με δεδομένα που λήφθηκαν μόνο από τις δορυφορικές εικόνες και μοντέλα που συνδύαζαν δεδομένα επιτόπιου ελέγχου και δορυφορικών εικόνων.

==''' 7. Αποτελέσματα και Συζήτηση'''==

Τελικά αναπτύσσονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν για κάθε μοντέλο που αναλύθηκε (μονοπαραγοντικό, πολυπαραγοντικό και μοντέλο τεκμηρίωσης), ενώ καταλήγει στο συμπέρασμα ότι από τις δορυφορικές εικόνες συμπεραίνεται ότι τα βιολογικά αγροτεμάχια έχουν στατιστικά σημαντικά χαμηλότερη ανάπτυξη και μεγαλύτερη ετερογένεια. Ωστόσο, όπως ήδη αναφέρθηκε, εν είναι πάντα διακριτές αυτές οι διαφορές μεταξύ των συστημάτων. Από την άλλη οι φυτικοί δείκτες για το CCI έδειξα ότι υπάρχει μικρότερη ετερογένεια για τα βιολογικά αγροτεμάχια, κάτι που δεν συμβαδίζει με την αρχική υπόθεση.
Στα τεχνικά αποτελέσματα, έδειξαν ότι υπάρχουν σημαντικές διαφορές στους διαφορετικούς τρόπους καλλιέργειας. Γίνεται μία εκτενής ανάλυση για τα αποτελέσματα κάθε μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση των δεδομένων.
Για την χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων, γίνεται αναφορά στην δυσκολία λήψης τους, όπως όταν υπήρχε συννεφιά, όπως και η ύπαρξη δένδρων. Επίσης αναφέρονται και κάποιοι άλλοι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν το τελικό αποτέλεσμα, όπως είναι η περίοδος που κάθε παραγωγός έσπειρε το βαμβάκι, καθώς επίσης η φυσική γονιμότητα του εδάφους σε κάθε αγροτεμάχιο χωριστά.
Τέλος, αναφέρεται ότι αυτή η μελέτη βασίστηκε μόλις σε 100 παραγωγούς και είναι ενδεικτική, καθώς τα δείγματα που λήφθηκαν δεν αντιπροσωπεύουν πλήρως την περιοχή μελέτης ή την πειφέρεια.

==''' 8. Συμπεράσματα'''==

Αυτή η μελέτη δείχνει (για πρώτη φορά) ότι οι τεχνικές της τηλεπισκόπησης μπορούν να διαχωρίσουν τα βιολογικά από τα μη βιολογικά αγροτεμάχια βαμβακιού στις αναπτυσσόμενες χώρες της Νοτιοδυτικής Αφρικής. Συνεπώς, απαιτείται συνέχιση της μελέτης, έτσι ώστε να βοηθηθεί και η διαδικασία πιστοποίησης, στοχεύοντας σε αγροτεμάχια που υπάρχει υπόνοια ότι δεν είναι βιολογικά. Επίσης περαιτέρω έρευνα θα μπορούσε να εστιαστεί στην διαπίστωση του ιδανικού φαινολογικού σταδίου για τον διαχωρισμό του συστήματος διαχείρισης με τηλεπισκόπηση στην Δυτική Αφρική και στην εκτίμηση της χρήσης ευρύτερων φασματικών μεθόδων (SWIR και πάνω).

==''' 9. Βιβλιογραφία'''==

'''Πηγή''': Remote sensing enables high discrimination between organic and non-organic cotton for organic cotton certification in West Africa

''' Συγγραφείς''': Antoine Denis, Bernard Tychon

'''Δημοσίευση ''': Agron. Sustain. Dev. (2015) 35:1499–1510 DOI 10.1007/s13593-015-0313-2

'''Link ''': http://download.springer.com/static/pdf/93/art%253A10.1007%252Fs13593-015-0313-2.pdf?originUrl=http%3A%2F%2Flink.springer.com%2Farticle%2F10.1007%2Fs13593-015-0313-2&token2=exp=1486751521~acl=%2Fstatic%2Fpdf%2F93%2Fart%25253A10.1007%25252Fs13593-015-0313-2.pdf%3ForiginUrl%3Dhttp%253A%252F%252Flink.springer.com%252Farticle%252F10.1007%252Fs13593-015-0313-2*~hmac=98a4dc4cd03f89a1ae86024513dee7d6638d38e2e9a0dbd3a0ace5a75459c955

[[category:Έλεγχος επιδοτήσεων]]

Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιού

2017-02-10T22:01:07Z

Petros stratis: Νέα σελίδα με '=='''Η Τηλεπισκόπηση επιτρέπει την διαφοροποίηση μεταξύ βιολογικού και μη-βιολογικού βαμβακιο...'

Αρχείο:Ps art11 pic3.png

2017-02-10T21:59:13Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art11 pic2.png

2017-02-10T21:59:01Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art11 pic1.png

2017-02-10T21:58:47Z

Petros stratis:

Ο Ρόλος του Landsat σε Οικολογικές Εφαρμογές Τηλεπισκόπησης

2017-02-10T17:57:27Z

Petros stratis: Νέα σελίδα με '=='''Εισαγωγή'''== Στο άρθρο γίνεται μία ιστορική αναδρομή στο 1960 και στα οικολογικά κινήματα, κα...'

=='''Εισαγωγή'''==
Στο άρθρο γίνεται μία ιστορική αναδρομή στο 1960 και στα οικολογικά κινήματα, καθώς επίσης στην σταδιακή ανάπτυξη της τεχνολογίας, όπως του GIS την δεκαετία του 1960 και 1970, όπως και των υπολογιστών, των μικροεπεξεργαστών κτλ..
Η εκτόξευση του δορυφόρου Sputnik το 1957, ήταν η έναρξη της εποχής του διαστήματος. Συνεχίζεται η ιστορική αναδρομή στις διαστημικές αποστολές, οι οποίες τελικά σχετίζονται με την ανάπτυξη της τηλεπισκόπησης αργότερα, κυρίως με την χρήση του δορυφόρου Landsat, το 1972, στον οποίο αναφέρεται το παρόν άρθρο. Η χρήση των ψηφιακών δεδομένων ήταν μία επανάσταση για την οικολογία, αφού μπορούσαν να μοιραστούν εύκολα τα δεδομένα και να γίνουν εργασίες σε μεγάλες περιοχές, μέσω τηλεπισκόπησης. Επίσης οι Θεματικοί Χάρτες Landsat (ΤΜ) και οι Βελτιωμένοι Θεματικοί Χάρτες Plus (ΕΤΜ+) αποκτούν φασματικές μετρήσεις σε όλα τα βασικά τμήματα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, κάτι που δίνει τη δυνατότητα για την ανάλυση επιπλέον δεδομένων.
Στο άρθρο επίσης γίνεται αναφορά στις χρήσεις του υλικού που λαμβάνεται από τον Landsat, όπως τους αισθητήρες που έχει, τους φασματικούς φυτικούς δείκτες, την ανάδειξη της δύναμης της ανάκλασης SWIR σε οικολογικές εφαρμογές με τηλεπισκόπηση.

== '''Ιστορική Αναφορά στο Πρόγραμμα Landsat '''==

Αναφέρεται ότι η τεχνολογία που αναφερόταν στην τάση του ανθρώπου να προσπαθεί να ανέβει σε υψηλότερα επίπεδα για να δει το τοπίο και τα οικοσυστήματα καλύτερα, ξεκίνησε στα μέσα του 1800, όταν οι πρώτες κάμερες δέθηκαν σε μπαλόνια . Τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, η έρευνα συνδυάστηκε με την πράξη και ξεκίνησε η παρατήρηση της Γης, όπως την ξέρουμε σήμερα. Ο Landsat ήταν το πρώτο διαστημόπλοιο που έκανε παρατήρηση της Γης.
Γίνεται αναφορά για τον τρόπο που αντιδρά η βλάστηση στην ακτινοβολία και η δυνατότητα λήψης δεδομένων από τη ορατή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και την εγγύς υπέρυθρη, η οποία προσφέρει ιδιαίτερα χρήσιμα δεδομένα για την παρατήρηση της οικολογίας. Επιπλέον το φάσμα ανάκλασης της βλάστησης, χρησιμοποιείται ως βάση για την έγχρωμη φωτογράφηση υπερύθρων (CIR), κάτι που ξεκίνησε και από τα κατασκοπικά αεροπλάνα των ΗΠΑ, τα οποία έβλεπαν από ύψος 18 km. Αντίστοιχα υπήρξαν εφαρμογές στα διαστημόπλοια Apollo/ Gemini.
Συνεχίζει η ιστορική αναδρομή στο άρθρο και καταλήγει στην παρουσίαση των επτά εκτοξεύσεων Landsat από το 1972 μέχρι την ημερομηνία της μελέτης. Δηλαδή σχεδόν κάθε τρία χρόνια, μέχρι το Landsat 5, το 1984 και στη συνέχεια ο 6 την δεκαετία του 1990, ο οποίος δεν μπόρεσε να μπει σε τροχιά. Ο Landsat 7 εκτοξεύτηκε το 1999.
Περιγράφονται τα συστήματα που είχε κάθε Landsat και πως εξελίχθηκαν, όπως ότι ξεκίνησαν με τρία κανάλια (κόκκινο, πράσινο, NIR) και RBV – return beam instrument. Ο δεύτερος Landsat έκανε μία δοκιμή στα συστήματα RBV και MSS (multispectral scanner sensor) σε τρία κανάλια πάλι, αλλά τα τέσσερα κανάλια και η διακριτική ικανότητα των 30m πραγματοποιήθηκε στο Landsat3. Ωστόσο η αναλογική μετάδοση των σημάτων RBV δημιούργησε πρόβλημα με παραμορφώσεις του σήματος.
Στον Landsat 4 χρησιμοποιήθηκε το σύστημα TM, παρόμοιο με το MSS, το πρώτο όμως έχει και ουσιαστική ενίσχυση. Έτσι, ενώ το MSS είχε τέσσερα κανάλια, 6-bit και εικόνα 80m, to ΤΜ έχει 7 κανάλια, 8bit και 30m διακριτική ικανότητα.
Ο Landsat 7 εισήγαγε την ETM+, me 15m πανχρωματικά κανάλια και 15m διακριτική ικανότητα, καθώς επίσης το γεγονός ότι κάθε 16 μέρες επιστρέφει στο ίδιο σημείο.
Περιγράφεται η πολιτική κατάσταση και οι ακυρώσεις αποστολών και προγραμμάτων στα τέλη της δεκαετίας του 1990 και στις αρχές της δεκαετίας του 2000, καθώς επίσης ότι τελικά τον Μάιο 2003 ο Landsat 7, παρουσίασε δυσλειτουργία στον αισθητήρα ETM+, κάτι που είχε ως αποτέλεσμα να χάνεται το 20-25% των δεδομένων σε κάθε εικόνα.
Το πρόγραμμα Landsat έχει τελικά επιτύχει να λειτουργεί 30 έτη παρά τα οικονομικά και πολιτικά προβλήματα που κατά καιρούς παρουσιάστηκαν στις ΗΠΑ.

=='''Δημιουργία των Φυτικών Φασματικών Δεικτών και Landsat'''==

Λίγα χρόνια πριν την αποστολή του ERTS (Landsat 1), δημιουργήθηκε ο χρωματισμός του γρασιδιού με ακτινοβολία NIR (750 nm) σε κόκκινο (650nm) ανάκλαση, ο οποίος ονομάστηκε έγχρωμος δείκτης γρασιδιού. Αντίστοιχα παρουσιάζονται και άλλοι δείκτες που αναπτύχθηκαν και τελικά φθάνουμε στον NDVI (normalized difference vegetation index, ο οποίος προκύπτει από τη σχέση (NIR-red)/(NIR+red). Τα δεδομένα του Landsat ήταν σημαντικό στοιχείο για να την ανάπτυξη του NDVI και των άλλων δεικτών (SVIs). Επίσης ο Landsat ήταν και ο πρώτος δορυφόρος με συστήματα SWIR

== '''Ανάδειξη της δύναμης των βραχέων κυμάτων της υπέρυθρης ανακλαστικότητας '''==

Η σημασία του TM και του ETM+, έγκειται στο γεγονός ότι αυτά τα συστήματα περιλαμβάνουν και κανάλια SWIT, κάτι που είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στην οικολογία, αφού αναγνωρίζονται στην μελέτη της δασικής βλάστησης.
Γενικά μπορεί να υπολογιστεί η βιομάζα και η ηλικία των δένδρων, ενώ είναι πολύ χρήσιμα στον προσδιορισμό των αλλαγών που παρατηρούνται στα δάση.
Ωστόσο υπάρχουν και σημαντικές εφαρμογές και εκτός των δασών, όπως η χρήση ανάκλασης SWIR στην ταξινόμηση εδαφών, λόγω της ευαισθησίας στην δομή του εδάφους, την συγκέντρωση οργανικής ύλης και την υγρασία.

== '''Οικολογικές εφαρμογές του Landsat '''==

Οι εφαρμογές του Landsat στην οικολογία είναι πολλές όλα αυτά τα 30 χρόνια λειτουργίας και ταξινομούνται σε αυτές που α) χρησιμοποιούνται τα δεδομένα για να χαρακτηριστεί η κατάσταση και η δυναμική του οικοσυστήματος, και αυτές που β) βασίζονται στην συμβολή του Landsat σε αυξημένης περιπλοκότητας οικολογικά μοντέλα.
Για την πρώτη περίπτωση η εφαρμογές ομαδοποιούνται στην δημιουργία θεματικών ταξινομήσεων (ταξινόμηση δασών, όπως όγκος ξυλείας, οικότοποι άγριας ζωής κτλ. όπως Σχήμα 1.).
Επίσης την δημιουργία χαρτών χρήσης γης στην γεωργία κ.α. Επιπλέον στην Βιοφυσική (π.χ. κατάσταση βλάστησης), όπως στο Σχήμα 2.

[[Αρχείο:Ps_art10_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Χάρτες χρήσης γης και δάσους για 7 km από αρκτικό δάσος στον Βόρειο Καναδά (αριστερά) και μεικτό δάσος φυλλοβόλων – αειθαλών ανατολικά της Μασαχουσέτης (Δεξιά), οι οποίες λήφθηκαν από τον Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus data.]]

[[Αρχείο:Ps_art10_pic2.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Χάρτες από δείκτες φυλλικής επιφάνειας (από 0 έως 8 τετραγωνικά μέτρα φυλλικής επιφάνειας, ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας γης) για δύο 7km από τμήματα 7km λειμώνων στο Κάνσας (αριστερά) και γεωργική γη στο Ιλινόις (δεξιά), οι οποίες λήφθηκαν από τον Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus data.]]

Στην ίδια κατηγορία περιλαμβάνεται η χρονική δυναμική, δηλαδή η επανάληψη που υπάρχει όταν ο δορυφόρος διέρχεται από το ίδιο σημείο σε συγκεκριμένες περιόδους. Έτσι μπορούν να προσδιοριστούν αλλαγές που πραγματοποιούνται.
Επιπλέον, τα χωρικά μοτίβα είναι μία σημαντική εφαρμογή των δεδομένων του Landsat στην οικολογία, αφού μπορούν να μετρηθούν χαρακτηριστικά του τοπίου, να ταξινομηθεί η χρήση γης, να βρεθούν μονοπάτια κτλ. (Σχήμα 3.)

[[Αρχείο:Ps_art10_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Landsat Thematic Mapper imagery αντιπροσωπεύει τρεις ημερομηνίες για ένα μικρό (3km από 5km) τμήμα δασικής περιοχής στο Δυτικό Όρεγκον και ένας χάρτης δραστηριότητας σε δασική συγκομιδή, η οποία προέκυψε από τα δεδομένα. ]]

Τέλος η χαρτογράφηση μεγάλων περιοχών είναι μία σημαντική εφαρμογή των δεδομένων του Landsat.
Όσο αφορά την κατηγορία της χρήσης των δεδομένων του Landsat στη δημιουργία οικολογικών μοντέλων, όλα τα χρόνια έχουν δημιουργηθεί πολυάριθμα μοντέλα. Οι κύριες κατηγορίες που ανήκουν τα μοντέλα είναι Φυσιολογικά Μοντέλα, Μοντέλα Μέτρησης (π.χ. μέτρηση άνθρακα, όπως φαίνεται και στο σχήμα 4), αξιολόγηση των ενδιαιτημάτων της άγριας ζωής, κοινωνικοοικονομικές σπουδές μέσω της αλλαγής χρήσης γης.

[[Αρχείο:Ps_art10_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Μοντέλο για την ανάπτυξη της ροής του άνθρακα σε σχέση με τον χρόνο, για τουλάχιστον 800,000 ha δασικής έκτασης στο Δυτικό Όρεγκον. Το μοντέλο χρησιμοποιεί εικόνες Landsat για να προετοιμάσει τις συνθήκες στο δάσος και πολλαπλές ημερομηνίες για να προσδιορίσει τις διαταραχές στο δάσος. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιούνται από μοντέλα για να μετρηθεί η δυναμική του άνθρακα σε δασικά συστήματα και στον τομέα των δασικών προϊόντων. ]]

=='''Αυξανόμενη Κληρονομιά του Landsat '''==
Τις τελευταίες δεκαετίες οι οικολογικές επιστήμες έχουν επηρεαστεί από τις κοινωνικοπολιτικές αλλαγές. Παράλληλα και η ραγδαία εξάπλωση της τεχνολογίας έχει δημιουργήσει νέα εργαλεία για την έρευνα και την μελέτη της οικολογίας. Η τηλεπισκόπηση είναι ένα από αυτά τα εργαλεία και ξεκίνησε από τους δορυφόρους Landsat.
Η χρήση των φυτικών δεικτών για την εξαγωγή τοπικών και χρονικών πληροφοριών για τα φυτά είναι πολύ σημαντική και χρήσιμη. Η ανάκλαση SWIR μπορεί να δώσει ακόμα περισσότερα δεδομένα σε μεγάλες εκτάσεις.
Το μέλλον των Landsat και των αισθητήρων τους είναι στην μοντελοποίηση διαφόρων οικολογικών διεργασιών. Ωστόσο, οι αισθητήρες από έναν δορυφόρο δεν είναι πάντα ικανοί να προσδιορίσουν την κατάσταση στην γη, γι’ αυτό το μέλλον θα συσχετιστεί με αισθητήρες που θα βρίσκονται στην γη και τα δεδομένα τους θα συνδυάζονται αυτά του Landsat.
[[Αρχείο:Ps_art10_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Μοντέλο για την ανάλυση του παραλιακού τοπίου και την μελέτη μοντελοποίησης, ή CLAMS, που συνδέει την δασική οικολογία με την πολιτική και τις κοινωνικές διαδικασίες. Η κατάσταση του τοπίου τροποποιείται στη διάρκεια του χρόνου (t) και δίνεται από τον συνδυασμό των χαρτών που λαμβάνονται από τον Landsat και τα μοντέλα προσομοίωσης . Τα οικολογικά και κοινωνικοοικονομικά αποτελέσματα αξιολογούνται σε σχέση με διάφορες υποθετικές δασικές πολιτικές. ]]

== '''Βιβλιογραφία '''==

'''Πηγή''': Landsat’s Role in Ecological Applications of Remote Sensing

'''Συγγραφείς''': Warren B. Cohen, Samuel N. Goward

'''Δημοσίευση''': BioScience, June 2004/ Vol. 54 No. 6

'''Link''': https://academic.oup.com/bioscience/article/54/6/535/294251/Landsat-s-Role-in-Ecological-Applications-of

[[category:Οικολογία]]

Αρχείο:Ps art10 pic5.png

2017-02-10T17:49:06Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art10 pic4.png

2017-02-10T17:48:54Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art10 pic3.png

2017-02-10T17:48:35Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art10 pic2.png

2017-02-10T17:48:01Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art10 pic1.png

2017-02-10T17:47:42Z

Petros stratis: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Ps art10 pic1.png"

Αρχείο:Ps art10 pic1.png

2017-02-10T17:43:47Z

Petros stratis:

Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI

2017-02-10T17:35:34Z

Petros stratis: /* Μεθοδολογία */

==''' Περίληψη'''==
Οι αλλαγές που έχουν πραγματοποιηθεί τον 21ο αιώνα, λόγω των αυξημένων αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, έχουν αλλάξει τις συνθήκες θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων. Η θέση της Τουρκίας σε υποτροπική κλιματική ζώνη, έχει αποτέλεσμα να βρίσκεται σε συνεχή απειλή από την παγκόσμια ξηρασία.
Σε αυτήν την μελέτη, παρακολουθούντα τα φαινολογικά χαρακτηριστικά της Φιστικάς (Pistacia Vera L.) σε διάφορους τύπους εδαφών. Η παρακολούθηση έγινε με δεδομένα που λήφθηκαν την περίοδο 2000-2010 από τον MODIS.
Σημαντική τράπεζα γονιδίων για την φιστικιά είναι η Περιοχή της Εγγύς Ανατολής, καθώς επίσης του Καυκάσου, του Ιράν και του Τουρκμενιστάν. Η επαρχία της Τουρκίας, Γκαζιαντέπ, έχει τα μεγαλύτερο ποσοστό φιστικιών στην Τουρκία. Τα δείγματα λήφθηκαν από την περιοχή Νιζίπ της Γκαζιαντέπ. Κατά την επιλογή των σημείων ελέγχου, επιλέχθηκαν αγροτεμάχια με παραλακτικότητα στα χαρακτηριστικά του εδάφους, κι έτσι προσδιορίστηκαν οι φαινολογικές αλλαγές στα δένδρα.
Στην εργασία διαπιστώθηκε, ότι το φιστίκι έδειξε την υψηλότερη δραστικότητα της βιομάζας, τον Απρίλιο και τον Μάιο και παρουσίασε μείωση στην δραστηριότητα της βιομάζας τον Ιούνιο. Τα στάδια στην Φιστικιά παρουσιάζουν ομοιότητες σε όλες τις ομάδες του εδάφους. Ωστόσο, παρατηρήθηκε ότι τα δείγματα φιστικιών λήφθηκαν από κεκλιμένες περιοχές στο βόρειο τμήμα της περιοχής του Νιζίρ, είχαν υψηλότερη δραστηριότητα της βιομάζας.

==''' Εισαγωγή'''==
Αναφέρονται τα πρόβλημα που έχουν δημιουργηθεί και πρόκειται να δημιουργηθούν τα επόμενα χρόνια σε χώρες όπως η Τουρκία, λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη. Προτείνεται ότι η παρακολούθηση και η καταγραφή της φαινολογίας των αγροτικών προϊόντων, ως το σημαντικότερο τρόπο για την αντιμετώπιση των αλλαγών που θα γίνουν, σε χώρες που θα επηρεαστούν σημαντικά από την παγκόσμια αλλαγή του κλίματος.
Η τηλεπισκόπηση, αναφέρεται ως ανώτερη μέθοδος όσο αναφορά την ταχύτητα, τη συνοχή, την αξιοπιστία και το κόστος, τα οποία απαιτούνται για τα δεδομένα αυτού του μεγέθους. Στην τηλεπισκόπηση, τα γεωργικά δεδομένα μπορούν να αναγνωριστούν, χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα και δορυφόρους. Περιγράφεται ο δείκτης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) και αναφέρεται ότι τα δεδομένα MODIS NDVI, χρησιμοποιήθηκαν και στην παρούσα μελέτη και επιτρέπουν να παρακολουθηθεί μεγάλη αγροτική έκταση, λόγω της χωρικής και χρονικής ανάλυσης. Τα δεδομένα Modis, καταγράφονται από την NASA από το 1988.
Σε αυτήν την μελέτη, η φαινολογία της φιστικιάς (Pistacia vera L.) μελετάται, σε διαφορετικά είδη εδάφους.
Τα δεδομένα MODIS 2000-2010 χρησιμοποιήθηκαν για να εντοπιστούν τα δένδρα φιστικιάς στην περιοχή Nizip της Gaziantep.

==''' Σημείο ελέγχου και Δεδομένα'''==
Παρουσιάζονται στοιχεία για το Nizip (κλιματολογικά, πληθυσμός, υψόμετρο. κτλ.).

Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας
[[Αρχείο:Ps_art9_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας. ]]

Οι δορυφόροι MODIS, έχουν εκτοξευτεί από την NASA (National Aeronautical and Space Administration) και οι αισθητήρες τους λέγονται TERRA. Έχουν 36 συχνότητες με 0,4 mm και 14,4mm μήκος κύματος. Στους δορυφόρους MODIS, τα κανάλια 1 και 2 έχουν 250m, τα κανάλια 3 και 7 έχουν 500m και τα υπόλοιπα 29 κανάλια έχουν 1km διακριτική ικανότητα.
Οι εικόνες NODIS NDVI λαμβάνονται σε πακέτο hdf, το οποίο ονομάζεται MOD13Q1, στην πλατφόρμα MODIS Terra. Το κανάλι 2 του MODIS είναι εικόνες MODIS NDVI. Αυτές οι εικόνες λαμβάνονται δύο φορές την μέρα και στέλνονται κάθε 16 μέρες.
Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν 250 εικόνες MODIS NDVI που λήφθηκαν από το 2000 εως το 210, σε περιόδους 18 ημερών. Συνολικά 23 εικόνες NDVI ετοιμάστηκαν κάθε μήνα, εκτός από τον Ιανουάριο.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Δεδομένα MODIS DATA που χρησιμοποιήθηκαν για την μελέτη. ]]

==''' Μεθοδολογία'''==
''' Τεχνολογίες Τηλεπισκόπησης και Ανάλυση Βλάστησης'''
Η ακτινοβολία που δεν απορροφάται από την ατμόσφαιρα και δεν διαθλάται, φθάνει στην γη και υφίσταται αλληλεπίδραση. Όταν η ενέργεια χτυπά την επιφάνεια της Γης, τρεις αλληλεπιδράσεις υπάρχουν. Η απορρόφηση, η μετάδοση και η ανάκλαση. Αναφέρεται ότι η τηλεπισκόπηση ασχολείται με την ενέργεια που ανακλάται και γίνεται ανάλυση των δύο τύπων ανάκλασης, διάθλασης και πλήρους ανάκλασης.

''' Φασματοσκοπικά Χαρακτηριστικά Φυτών'''
Αναφέρεται ότι η βλάστηση είναι ένα επίγειο αντικείμενο που μπορεί να αναγνωριστεί αρκετά εύκολα, καθώς επίσης να αναλυθεί με μεθόδους τηλεπισκόπησης. Αναλύονται γενικά οι λόγοι που η βλάστηση αναγνωρίζεται εύκολα (π.χ. δεν υπάρχει αντικείμενο μεταξύ αισθητήρα και βλάστησης, τα φυτικά είδη αποδίδουν χαρακτηριστική ανάκλαση, κτλ.). Τα φυτά γενικά απορροφούν σε μήκη κύματος 0,4-0,7 μm, το οποίο ονομάζεται ορατό μήκος κύματος.

''' Φυτικοί Δείκτες'''
Οι φυτικοί δείκτες, αποτελούν την μαθηματική συσχέτιση μεταξύ της ανάκλασης σε διαφορετικά μήκη κύματος.

''' Δείκτες Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (NDVI) '''
Οι φυτικοί δείκτες αναπτύχθηκαν κυρίως για μελέτες βλάστησης και γεωπονικές μελέτες και αποτελούν τον συνδυασμό της ανάκλασης στο εγγύς υπέρυθρο και το ορατό κόκκινο.
Ο NDVI είναι ένας φυτικός δείκτης, ο οποίος χρησιμοποιείται κυρίως για να εντοπίσει την αλλαγή της βλάστησης, της ταξινόμησης των δασών και σε γεωπονικές μελέτες.

''' NDVI = (NIR – R) / (NIR + R) '''
Ο NDVI αναφέρεται σε μετατροπή της μέγιστης διαφοράς του Φυτικού Δείκτη με την σχέση (NDVI+1)*100, για να διευκολυνθεί η στατιστική ανάλυση.
Στο έγγραφο γίνεται ανάλυση για τον τρόπο λειτουργίας του NDVI και τις διαφορές στην απορρόφηση της ακτινοβολίας.

''' Results and Discussion'''
Οι περιοχές που επιλέχθηκαν ήταν στα βορειοδυτικά και νοτιοανατολικά τμήματα του Nizip (Σχήμα 2 και 3). Περιγράφονται και σε σχετικό Πίνακα τα χαρακτηριστικά του εδάφους της περιοχής που μελετήθηκε. Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι τα σημεία ελέγχου με μεγαλύτερη ευαισθησία στην διάβρωση είναι τα βόρεια, με υψηλή κλίση. Οι περιοχές δοκιμής στο νότιο τμήμα είναι περιοχές με χαμηλή κλίση και μεγάλο πάχος του εδάφους.
Στο βόρειο τμήμα της περιοχής μελέτης, υπάρχουν Basaltic vertisol και κοκκινοκαφέ εδάφη. Κολλουβιακά και καφέ εδάφη βρέθηκαν στα Νότια σημεία. Το Σχήμα 2 δείχνει ότι μεγάλο ποσοστό της καλλιεργούμενης έκτασης φιστικιάς, καλλιεργείται στην περιοχή μελέτης. Αυτό είναι σημαντικό, γιατί δείχνει την οικονομική σημασία των φιστικιών στην επαρχία Nizip.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic3.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Έδαφος, κλίση και ευαισθησία διάβρωσης των περιοχών μελέτης. ]]

Πραγματοποιείται παρουσίαση και ανάλυση των τεσσάρων ομάδων εδαφών που υπάρχουν στην περιοχή και γίνεται συσχέτιση με την καλλιέργεια της φιστικιάς:
• Καφέ εδάφη
• Κοκκινοκαφέ εδάφη
• Κολουβιακά εδάφη
• Basaltic vertisols

Η ανάλυση που έχει πραγματοποιηθεί φαίνεται και στα σχήματα 2 και 3.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic4.png|400px|thumb|left|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic5.png|400px|thumb|right|]]

Εικόνα 2. Κατανομή των Φιστικιών και του Τύπου Εδάφους στην περιοχή Nizip (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

[[Αρχείο:Ps_art9_pic6.png|400px|thumb|left|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic7.png|400px|thumb|right|]]

Εικόνα 3. Κλίση και ευαισθησία διάβρωσης της περιοχής NIZIP (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

Από την μελέτη διαπιστώθηκε ότι ο NDVI ήταν ψηλότερος στα κοκκινοκαφέ εδάφη και αμέσως μετά στα καφέ εδάφη, παρότι και τα δύο εδάφη μοιάζουν πολύ και είναι χαρακτηριστικά σε ημιτροπικές ζώνες. Ο ψηλός NDVI δείχνει και μεγαλύτερη δραστηριότητα της βιομάζας. Επίσης στις περιοχές με μεγάλη κλίση, η βιομάζα είναι ακόμα μεγαλύτερη. Αυτό δείχνει ότι η φιστικιά μπορεί να καλλιεργηθεί ευκολότερα σε άγονα, πετρώδη, ασβεστώδη και με μεγάλη κλίση εδάφη (Σχήμα 4 και 5).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Μεταβολές σε φιστικιές σε εδάφη που έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά από το 2000-2010]]

Διαπιστώθηκε ότι τα κοκκινοκαφέ εδάφη σε όλες τις περιόδους του έτους έδωσαν τον υψηλότερο NDVI, από όλα τα άλλα εδάφη (Σχήμα 5).
Ωστόσο, τον Απρίλιο και Μάιο, που διαπιστώθηκε ότι όλα τα εδάφη είχαν την μεγαλύτερη αύξηση βιομάζας, ο υψηλότερος δείκτης ήταν στα κοκκινοκαφέ εδάφη και basaltic vertisols.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Μέση φαινολογία της Φιστικιάς σε εδάφη με διαφορετικά χαρακτηριστικά (2000-2010)]]

[[Αρχείο:Ps_art9_pic10.png|400px|thumb|center|Πίνακας 3. Αποτελέσματα μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kendall Trend σε τιμές NDVI το 2000-2010 (* δείχνει σημαντική επίπεδο σε 90% διάστημα εμπιστοσύνης)]]

Κάνοντας στατιστική ανάλυση του NDVI σε 23 περιόδους με το μη παραμετρικό τέστ Mann-Kendall, βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Γενικά έδειξε μία διαφορά κυρίως τους μήνες Απρίλιο και Μάιο σε όλους τους τύπους εδαφών.
Στο καφέ έδαφος και κολουβιακό έδαφος, βρέθηκαν σημαντικές διαφορές τον Μάρτιο και τον Ιούνιο. Στα κολουβιακά εδάφη βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές τις εν λόγω περιόδους. Στα καφέ εδάφη υπήρξε αρνητική στατιστικά σημαντική, συσχέτιση αρχές Μαΐου, ενώ θετική συσχέτιση υπήρξε την πρώτη περίοδο του Νοεμβρίου. Γενικά οι τάσεις του NDVI ήταν θετικές, εκτός του Απριλίου και Μαΐου (Πίνακας 3 και Σχήμα 6).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic11.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Γράφημα της μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kedall που εφαρμόστηκε στις τιμές NDVI το 2000-2010]]

=='''Συμπεράσματα'''==

Αναφέρεται ότι είναι πολύ σημαντική η χρήση της τηλεπισκόπησης για την συλλογή και ανάλυση δεδομένων στην γεωργία, έτσι ώστε να αντιμετωπιστούν οι αλλαγές στις κλιματολογικές συνθήκες και της αυξανόμενης ξηρασίας. Συγκεκριμένα αναφέρεται ότι η μεγαλύτερη βιομάζα στην φιστικιά υπολογίστηκε τον Απρίλιο και Μάιο, αλλά κάθε Μάιο και Ιούνιο η βιομάζα ήταν μειούμενη, για τα έντεκα χρόνια του πειράματος.
Επίσης βρέθηκε ότι η κλίση του εδάφους επηρεάζει θετικά την ανάπτυξη τω φυτών, ενώ προσδιορίστηκε από στα τέσσερα είδη εδαφών, πως επηρεάζεται η φαινολογία της φιστικιάς.

== ''' Βιβλιογραφία ''' ==

''' Πηγή '': Investigation of the Phenology of Pistachio (Pistacia Vera L.) on Different Soil Types Using MODIS NDVI Data

''' Συγγραφείς''': Erdihan Tunc, Mehmet Ali Celik, Ali Ekber Gulersoy

'''Δημοσίευση ''': International Journal of Scientific Research, Vollume 2, Issue 12, December 2013, ISSN No2277 – 8179

'''Link ''': https://www.researchgate.net/publication/270505246_Investigation_of_the_Phenology_of_Pistachio_Pistacia_Vera_L_on_Different_Soil_Types_Using_MODIS_NDVI_Data

[[category:Ακραίες Θερμοκρασίες (παγετός – καύσωνας)]]

Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI

2017-02-10T17:34:53Z

Petros stratis: /* Μεθοδολογία */

Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI

2017-02-10T17:33:31Z

Petros stratis: /* Μεθοδολογία */

==''' Περίληψη'''==
Οι αλλαγές που έχουν πραγματοποιηθεί τον 21ο αιώνα, λόγω των αυξημένων αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, έχουν αλλάξει τις συνθήκες θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων. Η θέση της Τουρκίας σε υποτροπική κλιματική ζώνη, έχει αποτέλεσμα να βρίσκεται σε συνεχή απειλή από την παγκόσμια ξηρασία.
Σε αυτήν την μελέτη, παρακολουθούντα τα φαινολογικά χαρακτηριστικά της Φιστικάς (Pistacia Vera L.) σε διάφορους τύπους εδαφών. Η παρακολούθηση έγινε με δεδομένα που λήφθηκαν την περίοδο 2000-2010 από τον MODIS.
Σημαντική τράπεζα γονιδίων για την φιστικιά είναι η Περιοχή της Εγγύς Ανατολής, καθώς επίσης του Καυκάσου, του Ιράν και του Τουρκμενιστάν. Η επαρχία της Τουρκίας, Γκαζιαντέπ, έχει τα μεγαλύτερο ποσοστό φιστικιών στην Τουρκία. Τα δείγματα λήφθηκαν από την περιοχή Νιζίπ της Γκαζιαντέπ. Κατά την επιλογή των σημείων ελέγχου, επιλέχθηκαν αγροτεμάχια με παραλακτικότητα στα χαρακτηριστικά του εδάφους, κι έτσι προσδιορίστηκαν οι φαινολογικές αλλαγές στα δένδρα.
Στην εργασία διαπιστώθηκε, ότι το φιστίκι έδειξε την υψηλότερη δραστικότητα της βιομάζας, τον Απρίλιο και τον Μάιο και παρουσίασε μείωση στην δραστηριότητα της βιομάζας τον Ιούνιο. Τα στάδια στην Φιστικιά παρουσιάζουν ομοιότητες σε όλες τις ομάδες του εδάφους. Ωστόσο, παρατηρήθηκε ότι τα δείγματα φιστικιών λήφθηκαν από κεκλιμένες περιοχές στο βόρειο τμήμα της περιοχής του Νιζίρ, είχαν υψηλότερη δραστηριότητα της βιομάζας.

==''' Εισαγωγή'''==
Αναφέρονται τα πρόβλημα που έχουν δημιουργηθεί και πρόκειται να δημιουργηθούν τα επόμενα χρόνια σε χώρες όπως η Τουρκία, λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη. Προτείνεται ότι η παρακολούθηση και η καταγραφή της φαινολογίας των αγροτικών προϊόντων, ως το σημαντικότερο τρόπο για την αντιμετώπιση των αλλαγών που θα γίνουν, σε χώρες που θα επηρεαστούν σημαντικά από την παγκόσμια αλλαγή του κλίματος.
Η τηλεπισκόπηση, αναφέρεται ως ανώτερη μέθοδος όσο αναφορά την ταχύτητα, τη συνοχή, την αξιοπιστία και το κόστος, τα οποία απαιτούνται για τα δεδομένα αυτού του μεγέθους. Στην τηλεπισκόπηση, τα γεωργικά δεδομένα μπορούν να αναγνωριστούν, χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα και δορυφόρους. Περιγράφεται ο δείκτης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) και αναφέρεται ότι τα δεδομένα MODIS NDVI, χρησιμοποιήθηκαν και στην παρούσα μελέτη και επιτρέπουν να παρακολουθηθεί μεγάλη αγροτική έκταση, λόγω της χωρικής και χρονικής ανάλυσης. Τα δεδομένα Modis, καταγράφονται από την NASA από το 1988.
Σε αυτήν την μελέτη, η φαινολογία της φιστικιάς (Pistacia vera L.) μελετάται, σε διαφορετικά είδη εδάφους.
Τα δεδομένα MODIS 2000-2010 χρησιμοποιήθηκαν για να εντοπιστούν τα δένδρα φιστικιάς στην περιοχή Nizip της Gaziantep.

==''' Σημείο ελέγχου και Δεδομένα'''==
Παρουσιάζονται στοιχεία για το Nizip (κλιματολογικά, πληθυσμός, υψόμετρο. κτλ.).

Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας
[[Αρχείο:Ps_art9_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας. ]]

Οι δορυφόροι MODIS, έχουν εκτοξευτεί από την NASA (National Aeronautical and Space Administration) και οι αισθητήρες τους λέγονται TERRA. Έχουν 36 συχνότητες με 0,4 mm και 14,4mm μήκος κύματος. Στους δορυφόρους MODIS, τα κανάλια 1 και 2 έχουν 250m, τα κανάλια 3 και 7 έχουν 500m και τα υπόλοιπα 29 κανάλια έχουν 1km διακριτική ικανότητα.
Οι εικόνες NODIS NDVI λαμβάνονται σε πακέτο hdf, το οποίο ονομάζεται MOD13Q1, στην πλατφόρμα MODIS Terra. Το κανάλι 2 του MODIS είναι εικόνες MODIS NDVI. Αυτές οι εικόνες λαμβάνονται δύο φορές την μέρα και στέλνονται κάθε 16 μέρες.
Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν 250 εικόνες MODIS NDVI που λήφθηκαν από το 2000 εως το 210, σε περιόδους 18 ημερών. Συνολικά 23 εικόνες NDVI ετοιμάστηκαν κάθε μήνα, εκτός από τον Ιανουάριο.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Δεδομένα MODIS DATA που χρησιμοποιήθηκαν για την μελέτη. ]]

==''' Μεθοδολογία'''==
''' Τεχνολογίες Τηλεπισκόπησης και Ανάλυση Βλάστησης'''
Η ακτινοβολία που δεν απορροφάται από την ατμόσφαιρα και δεν διαθλάται, φθάνει στην γη και υφίσταται αλληλεπίδραση. Όταν η ενέργεια χτυπά την επιφάνεια της Γης, τρεις αλληλεπιδράσεις υπάρχουν. Η απορρόφηση, η μετάδοση και η ανάκλαση. Αναφέρεται ότι η τηλεπισκόπηση ασχολείται με την ενέργεια που ανακλάται και γίνεται ανάλυση των δύο τύπων ανάκλασης, διάθλασης και πλήρους ανάκλασης.

''' Φασματοσκοπικά Χαρακτηριστικά Φυτών'''
Αναφέρεται ότι η βλάστηση είναι ένα επίγειο αντικείμενο που μπορεί να αναγνωριστεί αρκετά εύκολα, καθώς επίσης να αναλυθεί με μεθόδους τηλεπισκόπησης. Αναλύονται γενικά οι λόγοι που η βλάστηση αναγνωρίζεται εύκολα (π.χ. δεν υπάρχει αντικείμενο μεταξύ αισθητήρα και βλάστησης, τα φυτικά είδη αποδίδουν χαρακτηριστική ανάκλαση, κτλ.). Τα φυτά γενικά απορροφούν σε μήκη κύματος 0,4-0,7 μm, το οποίο ονομάζεται ορατό μήκος κύματος.

''' Φυτικοί Δείκτες'''
Οι φυτικοί δείκτες, αποτελούν την μαθηματική συσχέτιση μεταξύ της ανάκλασης σε διαφορετικά μήκη κύματος.

''' Δείκτες Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (NDVI) '''
Οι φυτικοί δείκτες αναπτύχθηκαν κυρίως για μελέτες βλάστησης και γεωπονικές μελέτες και αποτελούν τον συνδυασμό της ανάκλασης στο εγγύς υπέρυθρο και το ορατό κόκκινο.
Ο NDVI είναι ένας φυτικός δείκτης, ο οποίος χρησιμοποιείται κυρίως για να εντοπίσει την αλλαγή της βλάστησης, της ταξινόμησης των δασών και σε γεωπονικές μελέτες.

''' NDVI = (NIR – R) / (NIR + R) '''
Ο NDVI αναφέρεται σε μετατροπή της μέγιστης διαφοράς του Φυτικού Δείκτη με την σχέση (NDVI+1)*100, για να διευκολυνθεί η στατιστική ανάλυση.
Στο έγγραφο γίνεται ανάλυση για τον τρόπο λειτουργίας του NDVI και τις διαφορές στην απορρόφηση της ακτινοβολίας.

''' Results and Discussion'''
Οι περιοχές που επιλέχθηκαν ήταν στα βορειοδυτικά και νοτιοανατολικά τμήματα του Nizip (Σχήμα 2 και 3). Περιγράφονται και σε σχετικό Πίνακα τα χαρακτηριστικά του εδάφους της περιοχής που μελετήθηκε. Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι τα σημεία ελέγχου με μεγαλύτερη ευαισθησία στην διάβρωση είναι τα βόρεια, με υψηλή κλίση. Οι περιοχές δοκιμής στο νότιο τμήμα είναι περιοχές με χαμηλή κλίση και μεγάλο πάχος του εδάφους.
Στο βόρειο τμήμα της περιοχής μελέτης, υπάρχουν Basaltic vertisol και κοκκινοκαφέ εδάφη. Κολλουβιακά και καφέ εδάφη βρέθηκαν στα Νότια σημεία. Το Σχήμα 2 δείχνει ότι μεγάλο ποσοστό της καλλιεργούμενης έκτασης φιστικιάς, καλλιεργείται στην περιοχή μελέτης. Αυτό είναι σημαντικό, γιατί δείχνει την οικονομική σημασία των φιστικιών στην επαρχία Nizip.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic3.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Έδαφος, κλίση και ευαισθησία διάβρωσης των περιοχών μελέτης. ]]

Πραγματοποιείται παρουσίαση και ανάλυση των τεσσάρων ομάδων εδαφών που υπάρχουν στην περιοχή και γίνεται συσχέτιση με την καλλιέργεια της φιστικιάς:
• Καφέ εδάφη
• Κοκκινοκαφέ εδάφη
• Κολουβιακά εδάφη
• Basaltic vertisols

Η ανάλυση που έχει πραγματοποιηθεί φαίνεται και στα σχήματα 2 και 3.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic4.png|400px|thumb|left|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic5.png|400px|thumb|right|]]

Εικόνα 2. Κατανομή των Φιστικιών και του Τύπου Εδάφους στην περιοχή Nizip (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

[[Αρχείο:Ps_art9_pic6.png|400px|thumb|center|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic7.png|400px|thumb|center|]]

Εικόνα 3. Κλίση και ευαισθησία διάβρωσης της περιοχής NIZIP (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

Από την μελέτη διαπιστώθηκε ότι ο NDVI ήταν ψηλότερος στα κοκκινοκαφέ εδάφη και αμέσως μετά στα καφέ εδάφη, παρότι και τα δύο εδάφη μοιάζουν πολύ και είναι χαρακτηριστικά σε ημιτροπικές ζώνες. Ο ψηλός NDVI δείχνει και μεγαλύτερη δραστηριότητα της βιομάζας. Επίσης στις περιοχές με μεγάλη κλίση, η βιομάζα είναι ακόμα μεγαλύτερη. Αυτό δείχνει ότι η φιστικιά μπορεί να καλλιεργηθεί ευκολότερα σε άγονα, πετρώδη, ασβεστώδη και με μεγάλη κλίση εδάφη (Σχήμα 4 και 5).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Μεταβολές σε φιστικιές σε εδάφη που έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά από το 2000-2010]]

Διαπιστώθηκε ότι τα κοκκινοκαφέ εδάφη σε όλες τις περιόδους του έτους έδωσαν τον υψηλότερο NDVI, από όλα τα άλλα εδάφη (Σχήμα 5).
Ωστόσο, τον Απρίλιο και Μάιο, που διαπιστώθηκε ότι όλα τα εδάφη είχαν την μεγαλύτερη αύξηση βιομάζας, ο υψηλότερος δείκτης ήταν στα κοκκινοκαφέ εδάφη και basaltic vertisols.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Μέση φαινολογία της Φιστικιάς σε εδάφη με διαφορετικά χαρακτηριστικά (2000-2010)]]

[[Αρχείο:Ps_art9_pic10.png|400px|thumb|center|Πίνακας 3. Αποτελέσματα μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kendall Trend σε τιμές NDVI το 2000-2010 (* δείχνει σημαντική επίπεδο σε 90% διάστημα εμπιστοσύνης)]]

Κάνοντας στατιστική ανάλυση του NDVI σε 23 περιόδους με το μη παραμετρικό τέστ Mann-Kendall, βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Γενικά έδειξε μία διαφορά κυρίως τους μήνες Απρίλιο και Μάιο σε όλους τους τύπους εδαφών.
Στο καφέ έδαφος και κολουβιακό έδαφος, βρέθηκαν σημαντικές διαφορές τον Μάρτιο και τον Ιούνιο. Στα κολουβιακά εδάφη βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές τις εν λόγω περιόδους. Στα καφέ εδάφη υπήρξε αρνητική στατιστικά σημαντική, συσχέτιση αρχές Μαΐου, ενώ θετική συσχέτιση υπήρξε την πρώτη περίοδο του Νοεμβρίου. Γενικά οι τάσεις του NDVI ήταν θετικές, εκτός του Απριλίου και Μαΐου (Πίνακας 3 και Σχήμα 6).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic11.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Γράφημα της μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kedall που εφαρμόστηκε στις τιμές NDVI το 2000-2010]]

=='''Συμπεράσματα'''==

Αναφέρεται ότι είναι πολύ σημαντική η χρήση της τηλεπισκόπησης για την συλλογή και ανάλυση δεδομένων στην γεωργία, έτσι ώστε να αντιμετωπιστούν οι αλλαγές στις κλιματολογικές συνθήκες και της αυξανόμενης ξηρασίας. Συγκεκριμένα αναφέρεται ότι η μεγαλύτερη βιομάζα στην φιστικιά υπολογίστηκε τον Απρίλιο και Μάιο, αλλά κάθε Μάιο και Ιούνιο η βιομάζα ήταν μειούμενη, για τα έντεκα χρόνια του πειράματος.
Επίσης βρέθηκε ότι η κλίση του εδάφους επηρεάζει θετικά την ανάπτυξη τω φυτών, ενώ προσδιορίστηκε από στα τέσσερα είδη εδαφών, πως επηρεάζεται η φαινολογία της φιστικιάς.

== ''' Βιβλιογραφία ''' ==

''' Πηγή '': Investigation of the Phenology of Pistachio (Pistacia Vera L.) on Different Soil Types Using MODIS NDVI Data

''' Συγγραφείς''': Erdihan Tunc, Mehmet Ali Celik, Ali Ekber Gulersoy

'''Δημοσίευση ''': International Journal of Scientific Research, Vollume 2, Issue 12, December 2013, ISSN No2277 – 8179

'''Link ''': https://www.researchgate.net/publication/270505246_Investigation_of_the_Phenology_of_Pistachio_Pistacia_Vera_L_on_Different_Soil_Types_Using_MODIS_NDVI_Data

[[category:Ακραίες Θερμοκρασίες (παγετός – καύσωνας)]]

Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI

2017-02-10T17:32:42Z

Petros stratis: /* Μεθοδολογία */

==''' Περίληψη'''==
Οι αλλαγές που έχουν πραγματοποιηθεί τον 21ο αιώνα, λόγω των αυξημένων αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, έχουν αλλάξει τις συνθήκες θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων. Η θέση της Τουρκίας σε υποτροπική κλιματική ζώνη, έχει αποτέλεσμα να βρίσκεται σε συνεχή απειλή από την παγκόσμια ξηρασία.
Σε αυτήν την μελέτη, παρακολουθούντα τα φαινολογικά χαρακτηριστικά της Φιστικάς (Pistacia Vera L.) σε διάφορους τύπους εδαφών. Η παρακολούθηση έγινε με δεδομένα που λήφθηκαν την περίοδο 2000-2010 από τον MODIS.
Σημαντική τράπεζα γονιδίων για την φιστικιά είναι η Περιοχή της Εγγύς Ανατολής, καθώς επίσης του Καυκάσου, του Ιράν και του Τουρκμενιστάν. Η επαρχία της Τουρκίας, Γκαζιαντέπ, έχει τα μεγαλύτερο ποσοστό φιστικιών στην Τουρκία. Τα δείγματα λήφθηκαν από την περιοχή Νιζίπ της Γκαζιαντέπ. Κατά την επιλογή των σημείων ελέγχου, επιλέχθηκαν αγροτεμάχια με παραλακτικότητα στα χαρακτηριστικά του εδάφους, κι έτσι προσδιορίστηκαν οι φαινολογικές αλλαγές στα δένδρα.
Στην εργασία διαπιστώθηκε, ότι το φιστίκι έδειξε την υψηλότερη δραστικότητα της βιομάζας, τον Απρίλιο και τον Μάιο και παρουσίασε μείωση στην δραστηριότητα της βιομάζας τον Ιούνιο. Τα στάδια στην Φιστικιά παρουσιάζουν ομοιότητες σε όλες τις ομάδες του εδάφους. Ωστόσο, παρατηρήθηκε ότι τα δείγματα φιστικιών λήφθηκαν από κεκλιμένες περιοχές στο βόρειο τμήμα της περιοχής του Νιζίρ, είχαν υψηλότερη δραστηριότητα της βιομάζας.

==''' Εισαγωγή'''==
Αναφέρονται τα πρόβλημα που έχουν δημιουργηθεί και πρόκειται να δημιουργηθούν τα επόμενα χρόνια σε χώρες όπως η Τουρκία, λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη. Προτείνεται ότι η παρακολούθηση και η καταγραφή της φαινολογίας των αγροτικών προϊόντων, ως το σημαντικότερο τρόπο για την αντιμετώπιση των αλλαγών που θα γίνουν, σε χώρες που θα επηρεαστούν σημαντικά από την παγκόσμια αλλαγή του κλίματος.
Η τηλεπισκόπηση, αναφέρεται ως ανώτερη μέθοδος όσο αναφορά την ταχύτητα, τη συνοχή, την αξιοπιστία και το κόστος, τα οποία απαιτούνται για τα δεδομένα αυτού του μεγέθους. Στην τηλεπισκόπηση, τα γεωργικά δεδομένα μπορούν να αναγνωριστούν, χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα και δορυφόρους. Περιγράφεται ο δείκτης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) και αναφέρεται ότι τα δεδομένα MODIS NDVI, χρησιμοποιήθηκαν και στην παρούσα μελέτη και επιτρέπουν να παρακολουθηθεί μεγάλη αγροτική έκταση, λόγω της χωρικής και χρονικής ανάλυσης. Τα δεδομένα Modis, καταγράφονται από την NASA από το 1988.
Σε αυτήν την μελέτη, η φαινολογία της φιστικιάς (Pistacia vera L.) μελετάται, σε διαφορετικά είδη εδάφους.
Τα δεδομένα MODIS 2000-2010 χρησιμοποιήθηκαν για να εντοπιστούν τα δένδρα φιστικιάς στην περιοχή Nizip της Gaziantep.

==''' Σημείο ελέγχου και Δεδομένα'''==
Παρουσιάζονται στοιχεία για το Nizip (κλιματολογικά, πληθυσμός, υψόμετρο. κτλ.).

Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας
[[Αρχείο:Ps_art9_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας. ]]

Οι δορυφόροι MODIS, έχουν εκτοξευτεί από την NASA (National Aeronautical and Space Administration) και οι αισθητήρες τους λέγονται TERRA. Έχουν 36 συχνότητες με 0,4 mm και 14,4mm μήκος κύματος. Στους δορυφόρους MODIS, τα κανάλια 1 και 2 έχουν 250m, τα κανάλια 3 και 7 έχουν 500m και τα υπόλοιπα 29 κανάλια έχουν 1km διακριτική ικανότητα.
Οι εικόνες NODIS NDVI λαμβάνονται σε πακέτο hdf, το οποίο ονομάζεται MOD13Q1, στην πλατφόρμα MODIS Terra. Το κανάλι 2 του MODIS είναι εικόνες MODIS NDVI. Αυτές οι εικόνες λαμβάνονται δύο φορές την μέρα και στέλνονται κάθε 16 μέρες.
Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν 250 εικόνες MODIS NDVI που λήφθηκαν από το 2000 εως το 210, σε περιόδους 18 ημερών. Συνολικά 23 εικόνες NDVI ετοιμάστηκαν κάθε μήνα, εκτός από τον Ιανουάριο.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Δεδομένα MODIS DATA που χρησιμοποιήθηκαν για την μελέτη. ]]

==''' Μεθοδολογία'''==
''' Τεχνολογίες Τηλεπισκόπησης και Ανάλυση Βλάστησης'''
Η ακτινοβολία που δεν απορροφάται από την ατμόσφαιρα και δεν διαθλάται, φθάνει στην γη και υφίσταται αλληλεπίδραση. Όταν η ενέργεια χτυπά την επιφάνεια της Γης, τρεις αλληλεπιδράσεις υπάρχουν. Η απορρόφηση, η μετάδοση και η ανάκλαση. Αναφέρεται ότι η τηλεπισκόπηση ασχολείται με την ενέργεια που ανακλάται και γίνεται ανάλυση των δύο τύπων ανάκλασης, διάθλασης και πλήρους ανάκλασης.

''' Φασματοσκοπικά Χαρακτηριστικά Φυτών'''
Αναφέρεται ότι η βλάστηση είναι ένα επίγειο αντικείμενο που μπορεί να αναγνωριστεί αρκετά εύκολα, καθώς επίσης να αναλυθεί με μεθόδους τηλεπισκόπησης. Αναλύονται γενικά οι λόγοι που η βλάστηση αναγνωρίζεται εύκολα (π.χ. δεν υπάρχει αντικείμενο μεταξύ αισθητήρα και βλάστησης, τα φυτικά είδη αποδίδουν χαρακτηριστική ανάκλαση, κτλ.). Τα φυτά γενικά απορροφούν σε μήκη κύματος 0,4-0,7 μm, το οποίο ονομάζεται ορατό μήκος κύματος.

''' Φυτικοί Δείκτες'''
Οι φυτικοί δείκτες, αποτελούν την μαθηματική συσχέτιση μεταξύ της ανάκλασης σε διαφορετικά μήκη κύματος.

''' Δείκτες Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (NDVI) '''
Οι φυτικοί δείκτες αναπτύχθηκαν κυρίως για μελέτες βλάστησης και γεωπονικές μελέτες και αποτελούν τον συνδυασμό της ανάκλασης στο εγγύς υπέρυθρο και το ορατό κόκκινο.
Ο NDVI είναι ένας φυτικός δείκτης, ο οποίος χρησιμοποιείται κυρίως για να εντοπίσει την αλλαγή της βλάστησης, της ταξινόμησης των δασών και σε γεωπονικές μελέτες.

''' NDVI = (NIR – R) / (NIR + R) '''
Ο NDVI αναφέρεται σε μετατροπή της μέγιστης διαφοράς του Φυτικού Δείκτη με την σχέση (NDVI+1)*100, για να διευκολυνθεί η στατιστική ανάλυση.
Στο έγγραφο γίνεται ανάλυση για τον τρόπο λειτουργίας του NDVI και τις διαφορές στην απορρόφηση της ακτινοβολίας.

''' Results and Discussion'''
Οι περιοχές που επιλέχθηκαν ήταν στα βορειοδυτικά και νοτιοανατολικά τμήματα του Nizip (Σχήμα 2 και 3). Περιγράφονται και σε σχετικό Πίνακα τα χαρακτηριστικά του εδάφους της περιοχής που μελετήθηκε. Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι τα σημεία ελέγχου με μεγαλύτερη ευαισθησία στην διάβρωση είναι τα βόρεια, με υψηλή κλίση. Οι περιοχές δοκιμής στο νότιο τμήμα είναι περιοχές με χαμηλή κλίση και μεγάλο πάχος του εδάφους.
Στο βόρειο τμήμα της περιοχής μελέτης, υπάρχουν Basaltic vertisol και κοκκινοκαφέ εδάφη. Κολλουβιακά και καφέ εδάφη βρέθηκαν στα Νότια σημεία. Το Σχήμα 2 δείχνει ότι μεγάλο ποσοστό της καλλιεργούμενης έκτασης φιστικιάς, καλλιεργείται στην περιοχή μελέτης. Αυτό είναι σημαντικό, γιατί δείχνει την οικονομική σημασία των φιστικιών στην επαρχία Nizip.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic3.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Έδαφος, κλίση και ευαισθησία διάβρωσης των περιοχών μελέτης. ]]

Πραγματοποιείται παρουσίαση και ανάλυση των τεσσάρων ομάδων εδαφών που υπάρχουν στην περιοχή και γίνεται συσχέτιση με την καλλιέργεια της φιστικιάς:
• Καφέ εδάφη
• Κοκκινοκαφέ εδάφη
• Κολουβιακά εδάφη
• Basaltic vertisols

Η ανάλυση που έχει πραγματοποιηθεί φαίνεται και στα σχήματα 2 και 3.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic4.png|400px|thumb|center|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic5.png|400px|thumb|center|]]

Εικόνα 2. Κατανομή των Φιστικιών και του Τύπου Εδάφους στην περιοχή Nizip (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

[[Αρχείο:Ps_art9_pic6.png|400px|thumb|center|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic7.png|400px|thumb|center|]]

Εικόνα 3. Κλίση και ευαισθησία διάβρωσης της περιοχής NIZIP (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

Από την μελέτη διαπιστώθηκε ότι ο NDVI ήταν ψηλότερος στα κοκκινοκαφέ εδάφη και αμέσως μετά στα καφέ εδάφη, παρότι και τα δύο εδάφη μοιάζουν πολύ και είναι χαρακτηριστικά σε ημιτροπικές ζώνες. Ο ψηλός NDVI δείχνει και μεγαλύτερη δραστηριότητα της βιομάζας. Επίσης στις περιοχές με μεγάλη κλίση, η βιομάζα είναι ακόμα μεγαλύτερη. Αυτό δείχνει ότι η φιστικιά μπορεί να καλλιεργηθεί ευκολότερα σε άγονα, πετρώδη, ασβεστώδη και με μεγάλη κλίση εδάφη (Σχήμα 4 και 5).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Μεταβολές σε φιστικιές σε εδάφη που έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά από το 2000-2010]]

Διαπιστώθηκε ότι τα κοκκινοκαφέ εδάφη σε όλες τις περιόδους του έτους έδωσαν τον υψηλότερο NDVI, από όλα τα άλλα εδάφη (Σχήμα 5).
Ωστόσο, τον Απρίλιο και Μάιο, που διαπιστώθηκε ότι όλα τα εδάφη είχαν την μεγαλύτερη αύξηση βιομάζας, ο υψηλότερος δείκτης ήταν στα κοκκινοκαφέ εδάφη και basaltic vertisols.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Μέση φαινολογία της Φιστικιάς σε εδάφη με διαφορετικά χαρακτηριστικά (2000-2010)]]

[[Αρχείο:Ps_art9_pic10.png|400px|thumb|center|Πίνακας 3. Αποτελέσματα μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kendall Trend σε τιμές NDVI το 2000-2010 (* δείχνει σημαντική επίπεδο σε 90% διάστημα εμπιστοσύνης)]]

Κάνοντας στατιστική ανάλυση του NDVI σε 23 περιόδους με το μη παραμετρικό τέστ Mann-Kendall, βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Γενικά έδειξε μία διαφορά κυρίως τους μήνες Απρίλιο και Μάιο σε όλους τους τύπους εδαφών.
Στο καφέ έδαφος και κολουβιακό έδαφος, βρέθηκαν σημαντικές διαφορές τον Μάρτιο και τον Ιούνιο. Στα κολουβιακά εδάφη βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές τις εν λόγω περιόδους. Στα καφέ εδάφη υπήρξε αρνητική στατιστικά σημαντική, συσχέτιση αρχές Μαΐου, ενώ θετική συσχέτιση υπήρξε την πρώτη περίοδο του Νοεμβρίου. Γενικά οι τάσεις του NDVI ήταν θετικές, εκτός του Απριλίου και Μαΐου (Πίνακας 3 και Σχήμα 6).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic11.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Γράφημα της μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kedall που εφαρμόστηκε στις τιμές NDVI το 2000-2010]]

=='''Συμπεράσματα'''==

Αναφέρεται ότι είναι πολύ σημαντική η χρήση της τηλεπισκόπησης για την συλλογή και ανάλυση δεδομένων στην γεωργία, έτσι ώστε να αντιμετωπιστούν οι αλλαγές στις κλιματολογικές συνθήκες και της αυξανόμενης ξηρασίας. Συγκεκριμένα αναφέρεται ότι η μεγαλύτερη βιομάζα στην φιστικιά υπολογίστηκε τον Απρίλιο και Μάιο, αλλά κάθε Μάιο και Ιούνιο η βιομάζα ήταν μειούμενη, για τα έντεκα χρόνια του πειράματος.
Επίσης βρέθηκε ότι η κλίση του εδάφους επηρεάζει θετικά την ανάπτυξη τω φυτών, ενώ προσδιορίστηκε από στα τέσσερα είδη εδαφών, πως επηρεάζεται η φαινολογία της φιστικιάς.

== ''' Βιβλιογραφία ''' ==

''' Πηγή '': Investigation of the Phenology of Pistachio (Pistacia Vera L.) on Different Soil Types Using MODIS NDVI Data

''' Συγγραφείς''': Erdihan Tunc, Mehmet Ali Celik, Ali Ekber Gulersoy

'''Δημοσίευση ''': International Journal of Scientific Research, Vollume 2, Issue 12, December 2013, ISSN No2277 – 8179

'''Link ''': https://www.researchgate.net/publication/270505246_Investigation_of_the_Phenology_of_Pistachio_Pistacia_Vera_L_on_Different_Soil_Types_Using_MODIS_NDVI_Data

[[category:Ακραίες Θερμοκρασίες (παγετός – καύσωνας)]]

Αρχείο:Ps art9 pic10.png

2017-02-10T17:31:00Z

Petros stratis: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Ps art9 pic10.png"

Αρχείο:Ps art9 pic10.png

2017-02-10T17:28:44Z

Petros stratis:

Πέτρος Στρατής

2017-02-10T17:24:45Z

Petros stratis:

* [[Γεωργία Ακριβείας και Ασφάλεια Τροφίμων]]
* [[Χρήση της τηλεπισκόπησης στην εκτίμηση της παραγωγής καλαμποκιού]]
* [[Ταξινόμηση της κάλυψης γης και οικονομική αξιολόγηση των εσπεριδοειδών, με την χρήση της τηλεπισκόπησης]]
* [[Δείκτες για την αξιολόγηση των πιέσεων και αξιών σε Βιοτόπους και Προστατευόμενες Περιοχές.]]
* [[Πολλαπλού μήκους κύματος LiDAR φυλλικής επιφάνειας, για τηλεπισκόπηση βλάστησης: Σχεδιασμός και απόδοση του συστήματος]]
* [[Ανάπτυξη συστημάτων UAV για προμήθειες VNIR-TIR, στην γεωργία ακριβείας]]
* [[Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους]]
* [[Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Αθήνα) ]]

Ανάλυση των Φαινολογικών Χαρακτηριστικών της Φιστικιάς (Pistacia Vera L.) σε διαφορετικούς τύπους εδάφους, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα MODIS NDVI

2017-02-10T17:23:28Z

Petros stratis: Νέα σελίδα με '==''' Περίληψη'''== Οι αλλαγές που έχουν πραγματοποιηθεί τον 21ο αιώνα, λόγω των αυξημένων αερίων τ...'

==''' Περίληψη'''==
Οι αλλαγές που έχουν πραγματοποιηθεί τον 21ο αιώνα, λόγω των αυξημένων αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, έχουν αλλάξει τις συνθήκες θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων. Η θέση της Τουρκίας σε υποτροπική κλιματική ζώνη, έχει αποτέλεσμα να βρίσκεται σε συνεχή απειλή από την παγκόσμια ξηρασία.
Σε αυτήν την μελέτη, παρακολουθούντα τα φαινολογικά χαρακτηριστικά της Φιστικάς (Pistacia Vera L.) σε διάφορους τύπους εδαφών. Η παρακολούθηση έγινε με δεδομένα που λήφθηκαν την περίοδο 2000-2010 από τον MODIS.
Σημαντική τράπεζα γονιδίων για την φιστικιά είναι η Περιοχή της Εγγύς Ανατολής, καθώς επίσης του Καυκάσου, του Ιράν και του Τουρκμενιστάν. Η επαρχία της Τουρκίας, Γκαζιαντέπ, έχει τα μεγαλύτερο ποσοστό φιστικιών στην Τουρκία. Τα δείγματα λήφθηκαν από την περιοχή Νιζίπ της Γκαζιαντέπ. Κατά την επιλογή των σημείων ελέγχου, επιλέχθηκαν αγροτεμάχια με παραλακτικότητα στα χαρακτηριστικά του εδάφους, κι έτσι προσδιορίστηκαν οι φαινολογικές αλλαγές στα δένδρα.
Στην εργασία διαπιστώθηκε, ότι το φιστίκι έδειξε την υψηλότερη δραστικότητα της βιομάζας, τον Απρίλιο και τον Μάιο και παρουσίασε μείωση στην δραστηριότητα της βιομάζας τον Ιούνιο. Τα στάδια στην Φιστικιά παρουσιάζουν ομοιότητες σε όλες τις ομάδες του εδάφους. Ωστόσο, παρατηρήθηκε ότι τα δείγματα φιστικιών λήφθηκαν από κεκλιμένες περιοχές στο βόρειο τμήμα της περιοχής του Νιζίρ, είχαν υψηλότερη δραστηριότητα της βιομάζας.

==''' Εισαγωγή'''==
Αναφέρονται τα πρόβλημα που έχουν δημιουργηθεί και πρόκειται να δημιουργηθούν τα επόμενα χρόνια σε χώρες όπως η Τουρκία, λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη. Προτείνεται ότι η παρακολούθηση και η καταγραφή της φαινολογίας των αγροτικών προϊόντων, ως το σημαντικότερο τρόπο για την αντιμετώπιση των αλλαγών που θα γίνουν, σε χώρες που θα επηρεαστούν σημαντικά από την παγκόσμια αλλαγή του κλίματος.
Η τηλεπισκόπηση, αναφέρεται ως ανώτερη μέθοδος όσο αναφορά την ταχύτητα, τη συνοχή, την αξιοπιστία και το κόστος, τα οποία απαιτούνται για τα δεδομένα αυτού του μεγέθους. Στην τηλεπισκόπηση, τα γεωργικά δεδομένα μπορούν να αναγνωριστούν, χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα και δορυφόρους. Περιγράφεται ο δείκτης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) και αναφέρεται ότι τα δεδομένα MODIS NDVI, χρησιμοποιήθηκαν και στην παρούσα μελέτη και επιτρέπουν να παρακολουθηθεί μεγάλη αγροτική έκταση, λόγω της χωρικής και χρονικής ανάλυσης. Τα δεδομένα Modis, καταγράφονται από την NASA από το 1988.
Σε αυτήν την μελέτη, η φαινολογία της φιστικιάς (Pistacia vera L.) μελετάται, σε διαφορετικά είδη εδάφους.
Τα δεδομένα MODIS 2000-2010 χρησιμοποιήθηκαν για να εντοπιστούν τα δένδρα φιστικιάς στην περιοχή Nizip της Gaziantep.

==''' Σημείο ελέγχου και Δεδομένα'''==
Παρουσιάζονται στοιχεία για το Nizip (κλιματολογικά, πληθυσμός, υψόμετρο. κτλ.).

Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας
[[Αρχείο:Ps_art9_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1.Τοποθεσία της Περιοχής εργασίας. ]]

Οι δορυφόροι MODIS, έχουν εκτοξευτεί από την NASA (National Aeronautical and Space Administration) και οι αισθητήρες τους λέγονται TERRA. Έχουν 36 συχνότητες με 0,4 mm και 14,4mm μήκος κύματος. Στους δορυφόρους MODIS, τα κανάλια 1 και 2 έχουν 250m, τα κανάλια 3 και 7 έχουν 500m και τα υπόλοιπα 29 κανάλια έχουν 1km διακριτική ικανότητα.
Οι εικόνες NODIS NDVI λαμβάνονται σε πακέτο hdf, το οποίο ονομάζεται MOD13Q1, στην πλατφόρμα MODIS Terra. Το κανάλι 2 του MODIS είναι εικόνες MODIS NDVI. Αυτές οι εικόνες λαμβάνονται δύο φορές την μέρα και στέλνονται κάθε 16 μέρες.
Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν 250 εικόνες MODIS NDVI που λήφθηκαν από το 2000 εως το 210, σε περιόδους 18 ημερών. Συνολικά 23 εικόνες NDVI ετοιμάστηκαν κάθε μήνα, εκτός από τον Ιανουάριο.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Δεδομένα MODIS DATA που χρησιμοποιήθηκαν για την μελέτη. ]]

==''' Μεθοδολογία'''==
''' Τεχνολογίες Τηλεπισκόπησης και Ανάλυση Βλάστησης'''
Η ακτινοβολία που δεν απορροφάται από την ατμόσφαιρα και δεν διαθλάται, φθάνει στην γη και υφίσταται αλληλεπίδραση. Όταν η ενέργεια χτυπά την επιφάνεια της Γης, τρεις αλληλεπιδράσεις υπάρχουν. Η απορρόφηση, η μετάδοση και η ανάκλαση. Αναφέρεται ότι η τηλεπισκόπηση ασχολείται με την ενέργεια που ανακλάται και γίνεται ανάλυση των δύο τύπων ανάκλασης, διάθλασης και πλήρους ανάκλασης.

''' Φασματοσκοπικά Χαρακτηριστικά Φυτών'''
Αναφέρεται ότι η βλάστηση είναι ένα επίγειο αντικείμενο που μπορεί να αναγνωριστεί αρκετά εύκολα, καθώς επίσης να αναλυθεί με μεθόδους τηλεπισκόπησης. Αναλύονται γενικά οι λόγοι που η βλάστηση αναγνωρίζεται εύκολα (π.χ. δεν υπάρχει αντικείμενο μεταξύ αισθητήρα και βλάστησης, τα φυτικά είδη αποδίδουν χαρακτηριστική ανάκλαση, κτλ.). Τα φυτά γενικά απορροφούν σε μήκη κύματος 0,4-0,7 μm, το οποίο ονομάζεται ορατό μήκος κύματος.

''' Φυτικοί Δείκτες'''
Οι φυτικοί δείκτες, αποτελούν την μαθηματική συσχέτιση μεταξύ της ανάκλασης σε διαφορετικά μήκη κύματος.

''' Δείκτες Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (NDVI) '''
Οι φυτικοί δείκτες αναπτύχθηκαν κυρίως για μελέτες βλάστησης και γεωπονικές μελέτες και αποτελούν τον συνδυασμό της ανάκλασης στο εγγύς υπέρυθρο και το ορατό κόκκινο.
Ο NDVI είναι ένας φυτικός δείκτης, ο οποίος χρησιμοποιείται κυρίως για να εντοπίσει την αλλαγή της βλάστησης, της ταξινόμησης των δασών και σε γεωπονικές μελέτες.

''' NDVI = (NIR – R) / (NIR + R) '''
Ο NDVI αναφέρεται σε μετατροπή της μέγιστης διαφοράς του Φυτικού Δείκτη με την σχέση (NDVI+1)*100, για να διευκολυνθεί η στατιστική ανάλυση.
Στο έγγραφο γίνεται ανάλυση για τον τρόπο λειτουργίας του NDVI και τις διαφορές στην απορρόφηση της ακτινοβολίας.

''' Results and Discussion'''
Οι περιοχές που επιλέχθηκαν ήταν στα βορειοδυτικά και νοτιοανατολικά τμήματα του Nizip (Σχήμα 2 και 3). Περιγράφονται και σε σχετικό Πίνακα τα χαρακτηριστικά του εδάφους της περιοχής που μελετήθηκε. Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι τα σημεία ελέγχου με μεγαλύτερη ευαισθησία στην διάβρωση είναι τα βόρεια, με υψηλή κλίση. Οι περιοχές δοκιμής στο νότιο τμήμα είναι περιοχές με χαμηλή κλίση και μεγάλο πάχος του εδάφους.
Στο βόρειο τμήμα της περιοχής μελέτης, υπάρχουν Basaltic vertisol και κοκκινοκαφέ εδάφη. Κολλουβιακά και καφέ εδάφη βρέθηκαν στα Νότια σημεία. Το Σχήμα 2 δείχνει ότι μεγάλο ποσοστό της καλλιεργούμενης έκτασης φιστικιάς, καλλιεργείται στην περιοχή μελέτης. Αυτό είναι σημαντικό, γιατί δείχνει την οικονομική σημασία των φιστικιών στην επαρχία Nizip.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic3.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Έδαφος, κλίση και ευαισθησία διάβρωσης των περιοχών μελέτης. ]]

Πραγματοποιείται παρουσίαση και ανάλυση των τεσσάρων ομάδων εδαφών που υπάρχουν στην περιοχή και γίνεται συσχέτιση με την καλλιέργεια της φιστικιάς:
• Καφέ εδάφη
• Κοκκινοκαφέ εδάφη
• Κολουβιακά εδάφη
• Basaltic vertisols

Η ανάλυση που έχει πραγματοποιηθεί φαίνεται και στα σχήματα 2 και 3.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic4.png|400px|thumb|center|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic5.png|400px|thumb|center|]]

Εικόνα 2. Κατανομή των Φιστικιών και του Τύπου Εδάφους στην περιοχή Nizip (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

[[Αρχείο:Ps_art9_pic6.png|400px|thumb|center|]]
[[Αρχείο:Ps_art9_pic7.png|400px|thumb|center|]]

Εικόνα 3. Κλίση και ευαισθησία διάβρωσης της περιοχής NIZIP (τροποποιημένα δεδομένα από του Υπουργείο Γεωργίας, 1987)

Από την μελέτη διαπιστώθηκε ότι ο NDVI ήταν ψηλότερος στα κοκκινοκαφέ εδάφη και αμέσως μετά στα καφέ εδάφη, παρότι και τα δύο εδάφη μοιάζουν πολύ και είναι χαρακτηριστικά σε ημιτροπικές ζώνες. Ο ψηλός NDVI δείχνει και μεγαλύτερη δραστηριότητα της βιομάζας. Επίσης στις περιοχές με μεγάλη κλίση, η βιομάζα είναι ακόμα μεγαλύτερη. Αυτό δείχνει ότι η φιστικιά μπορεί να καλλιεργηθεί ευκολότερα σε άγονα, πετρώδη, ασβεστώδη και με μεγάλη κλίση εδάφη (Σχήμα 4 και 5).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Μεταβολές σε φιστικιές σε εδάφη που έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά από το 2000-2010]]

Διαπιστώθηκε ότι τα κοκκινοκαφέ εδάφη σε όλες τις περιόδους του έτους έδωσαν τον υψηλότερο NDVI, από όλα τα άλλα εδάφη (Σχήμα 5).
Ωστόσο, τον Απρίλιο και Μάιο, που διαπιστώθηκε ότι όλα τα εδάφη είχαν την μεγαλύτερη αύξηση βιομάζας, ο υψηλότερος δείκτης ήταν στα κοκκινοκαφέ εδάφη και basaltic vertisols.

[[Αρχείο:Ps_art9_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Μέση φαινολογία της Φιστικιάς σε εδάφη με διαφορετικά χαρακτηριστικά (2000-2010)]]

Καφέ Εδάφη Κολουβιακά Εδάφη Κοκκινοκαφέ Εδάφη Basalt Vertisol
Μήνες Τέστ Ζ Σημαντικότητα Τέστ Ζ Σημαντικότητα Τέστ Ζ Σημαντικότητα Τέστ Ζ Σημαντικότητα
Ιανουάριος -0,18 -0,18 0,18 0,36
0,99 0,45 0,00 -0,45
Φεβρουάριος 0,45 0,27 -0,63 -1,17
0,86 1,17 0,55 0,39
Μάρτιος 0,86 1,95 + 1,33 1,17
1,02 1,33 0,08 0,55
Απρίλιος 0,47 1,09 1,09 1,25
-0,55 0,23 -0,23 -0,55
Μάιος -2,02 * 0,00 -0,78 -0,93
-0,62 -1,40 -1,40 -1,25
Ιούνιος -0,08 0,00 -1,40 -0,78
0,47 1,09 0,00 0,62
Ιούλιος 0,31 2,02 * -0,,47 1,09
0,23 0,16 0,31 0,31
Αύγουστος -0,16 0,93 0,47 1,25
-0,47 0,16 -0,78 -0,31
Σεπτέμβριος 1,56 0,16 0,62 1,09
1,09 -0,78 -0,16 -0,16
Οκτώβριος 1,48 0,00 -0,62 0,16
Νοέμβριος 1,71 + 0,31 -0,93 0,31
1,25 0,00 0,78 0,00
Δεκέμβριος 0,00 -0,31 -0,31 0,00
-0,47 0,47 0,00 0,16

Πίνακας 3. Αποτελέσματα μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kendall Trend σε τιμές NDVI
το 2000-2010 (* δείχνει σημαντική επίπεδο σε 90% διάστημα εμπιστοσύνης)

Κάνοντας στατιστική ανάλυση του NDVI σε 23 περιόδους με το μη παραμετρικό τέστ Mann-Kendall, βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Γενικά έδειξε μία διαφορά κυρίως τους μήνες Απρίλιο και Μάιο σε όλους τους τύπους εδαφών.
Στο καφέ έδαφος και κολουβιακό έδαφος, βρέθηκαν σημαντικές διαφορές τον Μάρτιο και τον Ιούνιο. Στα κολουβιακά εδάφη βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές τις εν λόγω περιόδους. Στα καφέ εδάφη υπήρξε αρνητική στατιστικά σημαντική, συσχέτιση αρχές Μαΐου, ενώ θετική συσχέτιση υπήρξε την πρώτη περίοδο του Νοεμβρίου. Γενικά οι τάσεις του NDVI ήταν θετικές, εκτός του Απριλίου και Μαΐου (Πίνακας 3 και Σχήμα 6).

[[Αρχείο:Ps_art9_pic11.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Γράφημα της μη παραμετρικής ανάλυσης Mann-Kedall που εφαρμόστηκε στις τιμές NDVI το 2000-2010]]

=='''Συμπεράσματα'''==

Αναφέρεται ότι είναι πολύ σημαντική η χρήση της τηλεπισκόπησης για την συλλογή και ανάλυση δεδομένων στην γεωργία, έτσι ώστε να αντιμετωπιστούν οι αλλαγές στις κλιματολογικές συνθήκες και της αυξανόμενης ξηρασίας. Συγκεκριμένα αναφέρεται ότι η μεγαλύτερη βιομάζα στην φιστικιά υπολογίστηκε τον Απρίλιο και Μάιο, αλλά κάθε Μάιο και Ιούνιο η βιομάζα ήταν μειούμενη, για τα έντεκα χρόνια του πειράματος.
Επίσης βρέθηκε ότι η κλίση του εδάφους επηρεάζει θετικά την ανάπτυξη τω φυτών, ενώ προσδιορίστηκε από στα τέσσερα είδη εδαφών, πως επηρεάζεται η φαινολογία της φιστικιάς.

== ''' Βιβλιογραφία ''' ==

''' Πηγή '': Investigation of the Phenology of Pistachio (Pistacia Vera L.) on Different Soil Types Using MODIS NDVI Data

''' Συγγραφείς''': Erdihan Tunc, Mehmet Ali Celik, Ali Ekber Gulersoy

'''Δημοσίευση ''': International Journal of Scientific Research, Vollume 2, Issue 12, December 2013, ISSN No2277 – 8179

'''Link ''': https://www.researchgate.net/publication/270505246_Investigation_of_the_Phenology_of_Pistachio_Pistacia_Vera_L_on_Different_Soil_Types_Using_MODIS_NDVI_Data

[[category:Ακραίες Θερμοκρασίες (παγετός – καύσωνας)]]

Αρχείο:Ps art9 pic11.png

2017-02-10T17:13:43Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic9.png

2017-02-10T17:13:16Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic8.png

2017-02-10T17:13:04Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic7.png

2017-02-10T17:12:51Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic6.png

2017-02-10T17:12:33Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic5.png

2017-02-10T17:12:09Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic4.png

2017-02-10T17:11:41Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic3.png

2017-02-10T17:11:28Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic2.png

2017-02-10T17:11:16Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art9 pic1.png

2017-02-10T17:11:04Z

Petros stratis:

Πέτρος Στρατής

2017-02-10T16:23:53Z

Petros stratis:

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:22:02Z

Petros stratis: /* Υλικά και Μέθοδοι */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

=='''Εισαγωγή'''==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

=='''Υλικά και Μέθοδοι'''==
'''Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)'''

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

=='''Αποτελέσματα και Συζήτηση'''==

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

=='''Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής'''==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

=='''Συμπεράσματα'''==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

=='''Βιβλιογραφία'''==

'''Πηγή''': Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

'''Συγγραφείς''': C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

'''Δημοσίευση''': Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

'''Link''': http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:21:50Z

Petros stratis: /* Υλικά και Μέθοδοι */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

=='''Εισαγωγή'''==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

=='''Υλικά και Μέθοδοι'''==
'''Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

=='''Αποτελέσματα και Συζήτηση'''==

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

=='''Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής'''==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

=='''Συμπεράσματα'''==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

=='''Βιβλιογραφία'''==

'''Πηγή''': Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

'''Συγγραφείς''': C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

'''Δημοσίευση''': Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

'''Link''': http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:21:29Z

Petros stratis: /* ’’’Υλικά και Μέθοδοι’’’ */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

=='''Εισαγωγή'''==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

=='''Υλικά και Μέθοδοι'''==
‘’’Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

=='''Αποτελέσματα και Συζήτηση'''==

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

=='''Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής'''==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

=='''Συμπεράσματα'''==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

=='''Βιβλιογραφία'''==

'''Πηγή''': Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

'''Συγγραφείς''': C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

'''Δημοσίευση''': Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

'''Link''': http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:20:45Z

Petros stratis: /* ‘’’Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής’’’ */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

=='''Εισαγωγή'''==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

==’’’Υλικά και Μέθοδοι’’’==
‘’’Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

=='''Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής'''==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

=='''Συμπεράσματα'''==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

=='''Βιβλιογραφία'''==

'''Πηγή''': Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

'''Συγγραφείς''': C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

'''Δημοσίευση''': Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

'''Link''': http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:20:31Z

Petros stratis: /* ’’’Βιβλιογραφία’’’ */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

=='''Εισαγωγή'''==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

==’’’Υλικά και Μέθοδοι’’’==
‘’’Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

==‘’’Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής’’’==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

=='''Συμπεράσματα'''==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

=='''Βιβλιογραφία'''==

'''Πηγή''': Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

'''Συγγραφείς''': C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

'''Δημοσίευση''': Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

'''Link''': http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:19:43Z

Petros stratis: /* ’’’Συμπεράσματα’’’ */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

=='''Εισαγωγή'''==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

==’’’Υλικά και Μέθοδοι’’’==
‘’’Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

==‘’’Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής’’’==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

=='''Συμπεράσματα'''==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

==’’’Βιβλιογραφία’’’==

‘’’Πηγή ‘’’: Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

‘’’Συγγραφείς’’’: C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

‘’’Δημοσίευση’’’: Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

‘’’Link’’’: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:19:23Z

Petros stratis: /* ’’’Εισαγωγή’’’ */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

=='''Εισαγωγή'''==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

==’’’Υλικά και Μέθοδοι’’’==
‘’’Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

==‘’’Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής’’’==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

==’’’Συμπεράσματα’’’==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

==’’’Βιβλιογραφία’’’==

‘’’Πηγή ‘’’: Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

‘’’Συγγραφείς’’’: C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

‘’’Δημοσίευση’’’: Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

‘’’Link’’’: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:18:11Z

Petros stratis: /* ’’’Περίληψη’’’ */

=='''Περίληψη'''==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

==’’’Εισαγωγή’’’==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

==’’’Υλικά και Μέθοδοι’’’==
‘’’Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

==‘’’Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής’’’==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

==’’’Συμπεράσματα’’’==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

==’’’Βιβλιογραφία’’’==

‘’’Πηγή ‘’’: Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

‘’’Συγγραφείς’’’: C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

‘’’Δημοσίευση’’’: Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

‘’’Link’’’: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Εκπομπές Μεθανίου από 20 χωματερές στις ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους

2017-02-10T16:17:49Z

Petros stratis: Νέα σελίδα με '==’’’Περίληψη’’’== Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον ...'

==’’’Περίληψη’’’==
Οι εκπομπές μεθανίου σε ΧΥΤΑ έχουν ποσοτικοποιηθεί σε συνάρτηση με τον τύπο του κλίματος και το είδος της κάλυψης σε 20 ΧΥΤΑ, χρησιμοποιώντας την (EPA) Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος, την (OTM – Other Test Method) – 10 κάθετες χαρτογραφήσεις ακτινικού νέφους (VRPM – vertical radial plume mapping) με ρυθμιζόμενες διόδους λέιζερ (TDLs – tunable diode lasers). Τα δεδομένα VRPM συγκεντρώθηκαν αρχικά ως εκπομπές gr CH4/sec και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε gr CH4/m2/μέρα. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι για την μετατροπή. Η πρώτη βασίστηκε ότι στα ζητούμενα πεδία υπάρχει εκπομπή μεθανίου ή ακετυλενίου και στην πολλαπλή ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression analysis). Η δεύτερη ήταν ένα εικονικό μοντέλο στον υπολογιστή, το οποίο βασίστηκε στο (ISC3 – Industrial Source Complex) και στο (PSCMs – Pasquill plume stability class models) . Οι υπολογισμοί των εκπομπών σε gr CH4/m2/μέρα για κάθε μετρούμενο VRPM με τις δύο μεθόδους συμβάδιζαν (r2 = 0.93). Τα δεδομένα για ο VRPM λήφθηκαν από την επιφάνεια κάλυψης, το προσωρινό –ενδιάμεσο και τελικό έδαφος, ή τις συνθετικές επικαλύψεις. Τα δεδομένα έδειξαν ότι οι εκπομπές μεθανίου είναι συνάρτηση του κλίματος και του υλικού κάλυψης. Τα υγρά υποτροπικά κλίματα είχαν τις υψηλότερες εκπομπές για όλους τους τύπους κάλυψης στα 207, 1227, 102 και 32 gr CH4/m2/μέρα, για επιφάνεια κάλυψης (χωρίς κάλυψη), προσωρινό, ενδιάμεσο και τελική κάλυψη εδάφους αντίστοιχα. Η υγρασία κατά τους ζεστούς καλοκαιρινούς μήνες έδειξε 67, 51 και 27 gr CH4/m2/μέρα για προσωρινά, ενδιάμεσα και τελική κάλυψη. Στο μεσογειακό κλίμα έγινε έλεγχος για ενδιάμεση και τελική κάλυψη μόνο, και βρέθηκε να είναι 11 και 6 gr CH4/m2/μέρα, αντίστοιχα. ενώ τα ημίξηρα κλίματα έδειξαν 85, 11, 3.7 και 2.7 gr CH4/m2/μέρα για την επιφάνεια κάλυψης, την προσωρινή κάλυψη, την ενδιάμεση και την τελική. Ένας κλειστός, συνθετικά καλυμμένος χώρος ταφής που καλύπτεται με έδαφος και βλάστηση και ένα σύστημα που συγκεντρώνει το αέριο, σε υγρό ηπειρωτικό και ζεστό καλοκαίρι έδειξε ότι υπήρχαν εκπομπές μόνο 0,09 gr CH4/m2/μέρα, όταν μετρήθηκε.

==’’’Εισαγωγή’’’==
Γίνεται μία παρουσίαση για τις χωματερές και ότι γίνονται αναερόβιες μέσα σε μήνες από την εγκατάσταση των Δημοτικών Σκουπιδιών. Αυτό, πραγματοποιείται λόγω της κατανάλωσης του οξυγόνου από τα αερόβια βακτήρια.
Από βιβλιογραφία περιγράφεται ότι ο συνολικός άνθρακας πρέπει να υπολογίζεται ως συγκεντρωμένος, οξειδωμένος, εκπεμπόμενος, ή απομονωμένος. Αυτή η μελέτη αναφέρεται μόνο στην ποσότητα μεθανίου που εκπέμπεται από τα καλύμματα των χώρων υγειονομικής ταφής.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό των εκπομπών (δυναμική και στατική παρακολούθηση νέφους, αντίστροφη μοντελοποίηση νέφους, διαφοροποιημένη απορρόφηση LiDAR (light detection and ranging)). Ωστόσο, σε αυτήν την μελέτη ήταν δυνατή η χαρτογράφηση του νέφους με κάθετες ακτίνες (VRPM) σε συνεργασία με την EPA (U.S. Environmental Protection Agency) όπως περιγράφεται από το EPA OTM-10, για την αποτελεσματικότητα της ποσοτικοποίησης των εκπομπών μεθανίου από διάφορους τύπους κάλυψης χώρων υγειονομικής ταφής και σε διαφορετικό περιβάλλον. Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης συνδυάζονται τις τοπικές ταχύτητες του ανέμου και τα δεδομένα κίνησης του ανέμου, έτσι ώστε να αντληθεί η ροή κατά μήκους της μέτρησης στο κατακόρυφο επίπεδο.
Δύο μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν, η μέθοδος πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης (MLRM – multiple linear regression method) και το Σύνθετο Μοντέλο Διασποράς Βιομηχανικής Πηγής (ISC3-PSCM – Industrial Source Complex Dispesion Model and Pasquill Stability Class Model).
Οι τελικές επικαλύψεις με έδαφος, ενδιάμεσες επικαλύψεις με έδαφος, προσωρινές επικαλύψεις και η απουσία κάλυψης, καθώς επίσης οι συνθετικές καλύψεις μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας με στόχο να δοθούν πληροφορίες για να αξιολογηθεί η μέθοδος και να ποσοτικοποιηθούν οι εκπομπές μεθανίου για του διαφορετικούς τρόπους κάλυψης.
Στην εικόνα 1 φαίνονται οι περιοχές των Η.Π.Α., όπου χρησιμοποιήθηκαν οι χώροι υγειονομικής ταφής.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic1.png|400px|thumb|center| Εικόνα 1. Σημεία Οπτικής Τηλεπισκόπησης στις Η.Π.Α.. Το κλίμα των περιοχών ποικίλει από ημίξερο στις Δυτικές ΗΠΑ σε υγρό υποτροπικό στα Νότια. ]]

==’’’Υλικά και Μέθοδοι’’’==
‘’’Οπτική Τηλεπισκόπηση χρησιμοποιώντας Κάθετη Ακτινική Χαρτογράφηση του Νέφους (VRPM)’’’

Η προσέγγιση της οπτικής τηλεπισκόπησης (ORS – Optical Remote Sensing) της EPA OTM-10, είναι να ληφθεί η συγκέντρωση του μεθανίου με την παρακολούθηση του ανέμου με VRPM. Η μέθοδος VRPM ORS αξιολογήθηκε στην παρούσα μελέτη. Χρησιμοποιήθηκε ρυθμιζόμενη δίοδος laser (TDL), ως ORS, γιατί το μεθάνιο απορροφά μεγάλη ποσότητα στο υπέρυθρο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η βασική εγκατάσταση του OTM-10 VRPM φαίνεται στο Σχήμα 2, με υποθετικό αποτύπωμα ACF (Area Contribution to the Flux). Η διαμόρφωση του σχήματος 2, διαμορφώνεται στο χωράφι, σύμφωνα με το σχήμα 3.
Δύο laser προσδιορίζουν τέσσερα επίπεδα VRPM, για να αναχαιτίσουν τον άνεμο στην περιοχή μελέτης. Το μήκος της πτήσης κυμαίνεται από 75 σε 300m. Οι χώροι υγειονομικής ταφής ήταν μεγαλύτεροι από τα επίπεδα. Προσήνεμα στα αεροπλάνα ήταν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες και ακολουθούσαν οι επικλινείς.
Κάθε αεροπλάνο VRPM της μελέτης έχει διαμόρφωση πέντε δεσμών όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα αποτελέσματα υπολογίστηκαν με το λογισμικό ARCADIS (ARCADIS U.S., Inc., 2007) από την εξίσωση OTM-10.

[[Αρχείο:Ps_art8_pic2.png|400px|thumb|center| Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση της μελέτης Χώρος Υγειονομικής Ταφής με τις εκπομπές μεθανίου]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic3.png|400px|thumb|center| Εικόνα 2. Σχηματική Αναπαράσταση της εγκατάστασης του OTM-10 με το αναμενόμενο ACF από ένα κάθετο φτερό σε VRPM αεροπλάνο. Το ποσοστό δείχνει τις εκπομπές σε προσομοιωμένο μεθάνιο στην επιφάνεια, ανακτημένο στην απόσταση (11).]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic4.png|400px|thumb|center| Εικόνα 3. Μετρήσεις VRPM στα περισσότερα σημεία. Κάθε κουτί αναφέρεται ως «πόδι». Πολυεπίπεδη εγκατάσταση επιτρέπει την αποτελεσματική συγκέντρωση των δεδομένων. ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic5.png|400px|thumb|center| Εικόνα 4. Παράδειγμα από χάρτη βαθμιαίας συγκέντρωσης VRPM. Ο άξονας χ αντιπροσωπεύει την εγκάρσια απόσταση από τον άνεμο (TDL to tower in meters). Σημείωση οι συγκεντρώσεις μειώνονται με το ύψος. Το TDL φαίνεται κάτω αριστερά.]]

Περιοχή που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς της ροής (ACF – Area contributing to flux)

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η μελέτη στους χώρους υγειονομικής ταφής έγινε για να υπολογιστούν οι εκπομπές μεθανίου σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, μέθοδο κάλυψης του χώρου και συνθήκες κάλυψης. Οι χώροι ταφής με ενδιάμεσο και τελικό κάλυμμα, είχαν όλοι μέθοδο συλλογής του αερίου. Στα προσωρινά καλυμμένα και χωρίς κάλυψη δεν υπήρχε σύστημα συλλογής τους αερίου.
Πραγματοποιήθηκαν 72.581 σαρώσεις, από τις οποίες οι 49.819 δεν τηρούσαν τα απαιτούμενα κριτήρια για το VRPM, για ένα έγκυρο αποτέλεσμα. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το ποσοστό αποδοχής για το VRPM είναι 31,4%. Δύο μέθοδοι χειρισμού των δεδομένων αξιολογήθηκαν.

Σύγκριση Μεθόδων

[[Αρχείο:Ps_art8_pic6.png|400px|thumb|center| Εικόνα 5. Σύγκριση της ροής που μετρήθηκε από το MLRM με την επιφανειακή εξίσωση ACF, με την μέτρηση της ροής που υπολογίστηκε από την επίπεδη επιφάνεια MLRM, η οποία ακολουθήθηκε από επικλινή επιφάνεια ACF για όλες τις μέρες αποτελέσματα από το αεροπλάνο VRPM.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic7.png|400px|thumb|center| Εικόνα 6. Σύγκριση της ροής που υπολογίστηκε με το μοντέλο ACF επίπεδης επιφάνειας MLRM, σε σχέση με την ροή που υπολογίστηκε με το μοντέλο επίπεδης επιφάνειας PSCM, ACF για καθημερινά αποτελέσματα VRPM ]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic8.png|400px|thumb|center| Εικόνα 7. Σύγκριση των ημερησίων VRPM επιφανειών των μέσων όρων των ποδιών, σε σχέση με τους ημερήσιους μέσους ομαδοποιημένων σαρώσεων για τον υπολογισμό του μοντέλου επίπεδης επιφάνειας MLRM]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic9.png|400px|thumb|center| Εικόνα 8. Σύγκριση των μέσων μηκών VRPM με τα μέσα (3-5 μερών) των μέσων ομαδοποιημένων χρησιμοποιώντας το μοντέλο MLRM επίπεδης επιφάνειας για να υπολογιστεί με εξίσωση ο ACF και να προσδιοριστεί η ροή σε gr CH4/m2/μέρα.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic10.png|400px|thumb|center| Πίνακας 2. Αποτελέσματα Συνδυαστικής Ροής (gr CH4/m2/μέρα) σε διαφορετικές συνθήκες.]]

==‘’’Εκπομπές Μεθανίου στον Χώρο Υγειονομικής Ταφής’’’==

[[Αρχείο:Ps_art8_pic11.png|400px|thumb|center| Αποτελέσματα Ροής για τρεις διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic12.png|400px|thumb|center| Προσωρινή κάλυψη εδάφους και τα αποτελέσματα στην ροή για τρείς διαφορετικούς τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic13.png|400px|thumb|center| Ενδιάμεση κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή για πέντε τύπους κλίματος.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic14.png|400px|thumb|center| Τελική κάλυψη με έδαφος και αποτελέσματα στην ροή. Η θέση ΝC είναι συνθετικά καλυμμένο σημείο με σύστημα συγκέντρωσης αερίου.]]

[[Αρχείο:Ps_art8_pic15.png|400px|thumb|center| Σύγκριση όλων των μέσων ροών και όλων των συνδυασμών ροών για όλα τα κλίματα.]]

==’’’Συμπεράσματα’’’==
Η οπτική τηλεπισκόπηση με TM-10 είναι μία μέθοδος που μπορεί να έχει εφαρμογή στην βιομηχανία υγειονομικής ταφής.

==’’’Βιβλιογραφία’’’==

‘’’Πηγή ‘’’: Methane emissions from 20 landfills across the United States using Vertical radial plume mapping

‘’’Συγγραφείς’’’: C. Douglas Goldsmith Jr., Jeffrey Chanton, Tarek Abichou, Nathan Swan, Roger Green & Gary hater

‘’’Δημοσίευση’’’: Journal of the Air & Waste Management Association, 62:2, 183-197, DOI: 10.1080/10473289.2011.639480

‘’’Link’’’: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10473289.2011.639480

[[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]

Αρχείο:Ps art8 pic15.png

2017-02-10T15:54:51Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art8 pic14.png

2017-02-10T15:54:41Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art8 pic13.png

2017-02-10T15:54:30Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art8 pic12.png

2017-02-10T15:54:17Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art8 pic11.png

2017-02-10T15:54:08Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art8 pic10.png

2017-02-10T15:53:43Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art8 pic9.png

2017-02-10T15:53:32Z

Petros stratis:

Αρχείο:Ps art8 pic8.png

2017-02-10T15:53:17Z

Petros stratis: