Ανάλυση των επιπτώσεων των δασικών πυρκαγιών του Αυγούστου 2007 σχετικά με την ποιότητα του αέρα της Αθήνας
Από RemoteSensing Wiki
Ανάλυση των επιπτώσεων των δασικών πυρκαγιών του Αυγούστου 2007, σχετικά με την ποιότητα του αέρα της Αθήνας χρησιμοποιώντας πολλαπλούς απομακρυσμένους αισθητήρες αεροζόλ, μετεωρολογικά δεδομένα και επίγειες μετρήσεις
Analysis of the impact of the forest fires in August 2007 on air quality of Athens using multi-sensor aerosol remote sensing data, meteorology and surface observations
Συγγραφείς: Yang Liu, Ralph A. Kahn, Archontoula Chaloulakou, Petros Koutrakis
Πηγή: Atmospheric Environment, Volume 43, Issue 21, July 2009, Pages 3310-3318
Στόχος Εφαρμογής
Από τα τέλη Αυγούστου έως τις αρχές Σεπτεμβρίου 2007, η Ελλάδα υπέστη τις χειρότερες δασικές πυρκαγιές τα τελευταία 50 χρόνια. Συνολικά 2.700 τετραγωνικά χιλιόμετρα δάσους, ελαιώνων και καλλιεργήσιμων εκτάσεων καταστράφηκαν από τις πυρκαγιές, και 84 άτομα έχασαν τη ζωή τους. Εκτός από τις άμεσες ζημιές που προκλήθηκαν παράχθηκαν σε μεγάλες ποσότητες αέριοι ρύπων και σωματίδια (PM10 και PM2.5, αιωρούμενα σωματίδια, μικρότερα από 10 μm και 2,5 μm σε μέγεθος, αντίστοιχα) διασκορπισμένα πάνω από την περιοχή. Η Αθήνα επηρεάστηκε τόσο από τις πυρκαγιές στην Πελοπόννησο όσο και στην Εύβοια, στις οποίες οφείλονταν το πρώτο επεισόδιο ρύπανσης. Στο δεύτερο επεισόδιο, η μεταφορά της βιομηχανικής ρύπανσης από την Ιταλία και τη Δυτική Ευρώπη, καθώς και οι δασικές πυρκαγιές στην Αλβανία συνέβαλαν ουσιαστικά στα επίπεδα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην Αθήνα. Ακόμη, τοπικές πηγές ατμοσφαιρικής ρύπανσης συνέβαλαν στα επίπεδα των σωματιδίων κατά τη διάρκεια αυτών των επεισοδίων. Τα δορυφορικά δεδομένα παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για την χωρική κατανομή των συγκεντρώσεων των σωματιδίων, ως εκ τούτου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό των πηγών ρύπανσης. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η μελέτης της ποιότητας του αέρα της Αθήνας με χρήση δεδομένων από πολλαπλούς απομακρυσμένους αισθητήρες αεροζόλ στα οποία ενσωματώνονται επίγειες μετρήσεις και μετεωρολογικά δεδομένα κα έτσι τα καθιστούν και έτσι τα καθιστούν ένα αξιόπιστο εργαλείο για μελέτη επεισοδίων ρύπανσης όπως αυτά που προκαλούνται εξαιτίας των δασικών πυρκαγιών.
Δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα ανάλυση είναι τα εξής:
- Επίγεια δεδομένα παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα: Καθημερινός έλεγχος της συγκέντρωσης των PM10 σε συγκεκριμένες περιοχές της Αθήνας.
- Δορυφορικά δεδομένα: Χρησιμοποιήθηκαν οι αισθητήρες Multiangle Imaging SpectroRadiometer (MISR) και Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) και οι δορυφόροι EOS Terra και Aqua καθώς και όργανο παρακολούθησης του όζοντος (Ozone Monitoring Instrument –OMI). Ακόμα χρησιμοποιήθηκαν εικόνες MODIS RGB true color ανάλυσης 250m (είτε από δορυφόρο Terra είτενAqua) και εικόνες από την περιοχή που υπάρχει ενεργή φωτιά ανάλυσης 1Km οι οποίες λήφθηκαν από MODIS 4 μm radiance. Τέλος χρησιμοποιήθηκαν συσκευές αερολυμάτων που σήμερα λειτουργούν με αλγόριθμό MODIS (MODIS AOD).
- Μετεωρολογικά δεδομένα
Επεξεργασία δεδομένων
Τα δεδομένα MODIS, ΟΜΙ, και MISR αποθηκεύονται σε εξειδικευμένο Ιεραρχικό Data Format (HDF). Τα Αεροζόλ δεδομένα και τις συναφείς γεωγραφικές συντεταγμένες για κάθε κέντρο βάρους pixel του δορυφόρου αποσυμπιέστηκαν με χρήση των Interactive Data Language (ΙΤΤ Visual Information Solutions, Boulder, CO). Καθημερινές εικόνες και δεδομένα από Terra και Aqua MODIS, ΟΜΙ, και MISR, μαζί με HYSPLIT τροχιές που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των δύο επεισοδίων που αναφέρθηκαν παραπάνω και οργανώθηκαν σε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS). Μια MODIS true color εικόνα είτε από Terra ή Aqua, επελέγει για μεγιστοποίηση της ποιότητας εικόνας και χρησιμοποιήθηκε ως επίπεδο βάση και προσαρμόστηκαν σε αυτή τα υπόλοιπα δεδομένα.
Συμπεράσματα
Α) Πρώτο επεισόδιο ρύπανσης (βλέπε εικόνες 1 και 2)
Ο καπνός που παρήχθει από τις φωτιές στην Εύβοια πέρασε ακριβώς πάνω από την Αθήνα στις 25 Αυγούστου και 26 και προκάλεσε σημαντική αύξηση των συγκεντρώσεων PM10. Οι πυρκαγιές στη Πελοπόννησο μπορεί να έχουν επηρεάσει επίσης την ποιότητα του αέρα στην Αθήνα στις 27 Αυγούστου, όταν ο άνεμος στη νότια Ελλάδα έφερε καπνό στην Αθήνα. Επιπλέον, εκτός από τις τοπικές πηγές εκπομπών, η ελληνικές δασικές πυρκαγιές υπήρξαν σημαντικοί παράγοντες στο επεισόδιο ρύπανσης του αέρα από τον Αύγουστο του 24 και 28.
Β) Δεύτερο επεισόδιο ρύπανσης (βλέπε εικόνες 3 και 4)
Το επεισόδιο ρύπανσης μεταξύ 30 Αυγούστου και 3 του Σεπτέμβριου είναι πιο πιθανό να οφείλεται σε μια περιφερειακή μεταφορά της βιομηχανικής ρύπανσης από την Ιταλία και ίσως και τη Δυτική Ευρώπη, καθώς και σε μεταφορά καπνού από τις δασικές πυρκαγιές στην Αλβανία. Κατά την περίοδο αυτή, η κυρίαρχη κατεύθυνση του ανέμου αλλάξει από τα βορειοανατολικά προς τα δυτικά και βορειοδυτικά. Η μάζα του αέρα πάνω από την Αθήνα την 1η Σεπτεμβρίου προέρχονταν από τη βορειοδυτική Ελλάδα. Η κίνηση της ρυπανθείσας μάζας αέρα είναι από βορειοδυτικά προς τα νοτιοανατολικά. Η συνεισφορά από τις τοπικές πηγές, συγκεντρώνεται στα ρηχά του οριακού στρώματος κατά τη διάρκεια αυτού του επεισοδίου, θα μπορούσε να είναι πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με τη συνεισφορά των περιφερειακών μεταφορών.
Γ) συνεισφορά των δορυφορικών δεδομένων στα επεισόδια ατμοσφαιρικής ρύπανσης
- Η εικόνα MODIS true color που αναφέρθηκε παραπάνω χρησιμοποιήθηκε ως πρώτη επίπεδο βάσης σε αυτή την ανάλυση, επί της οποίας επικαλύπτονται άλλα δορυφορικά δεδομένα και πορείες HYSPLIT. Αυτές οι εικόνες μαζί με τις ενεργές εστίες πυρκαγιών βοήθησαν στον εντοπισμό της προέλευσης του καπνού πυρκαγιάς, και να παρείχε μια προκαταρκτική εκτίμηση για το ποιος καπνός μπορεί να έχει επηρεάσει την ποιότητα του αέρα στην Αθήνα.
- Οι σημερινοί τύποι ΟΜΙ μπορούν να χρησιμοποιηθεί μόνο για τη ποιοτική διάκριση διαφορετικών αερολυμάτων, όπως ο καπνός των δασικών πυρκαγιών εναντίον της βιομηχανικής ρύπανσης.
- Οι MISR παρέχουν υψηλής ποιότητας μετρήσεις ΑΟD και για ύψη καπνού πέρα από το έδαφος.
