شنبه, ۲۸ فروردین ۱۴۰۰ ۱۰:۵۶ ۱۷۸
چچ
تصاویر ماهواره شب Suomi - NNP

تصاویر ماهواره شب Suomi - NNP

نمایه تصاویر ماهواره شب Suomi - NNP. در بخش زیر کاربر می تواند با انتخاب تاریخ دلخواه، تصاویر این ماهواره را مشاهده نماید.


.


فروردین 1400
اردیبهشت 1400
خرداد 1400
تیر 1400
مرداد 1400
شهریور 1400

مقدمه
تمام تصاویری که ما از شب داریم تاریکی و سیاهی است و تصور ما این است که در شب چیزی بجز طیف حرارتی و مادون قرمز از زمین قابل رویت نبوده، اما حقیقت این است که زمین واقعاً شبها تاریک نیست و بخشی از آن که در تاریکی است بواسطه نورهای ساطع شده از وسایل مختلف (چراغ های شهری، معابر، تاسیسات نفتی و ...) با سنسورهای مخصوص بصورت تصاویر قابل رویت می باشد. در واقع منابع روشنایی متنوعی از جمله سکونتگاه های انسانی، آتش سوزی و آتشفشان، چاه های نفت و گاز، شفق قطبی، انعکاس نور مهتاب و ستاره ها توسط آب، برف، ابرها و بیابان ها (هوا و اقیانوس نیز گاهی می درخشند)، برای شناسایی در تصاویر شب وجود دارد.
تعداد انگشت شماری از دانشمندان، نورهای شبانه ای که از زمین ساطع می شود را طی چهار دهه گذشته با ماهواره های نظامی و عکاسی فضانوردان مشاهده کرده اند. اما در سال 2012، تغییرات تازه ای به وجود آمد. ماهواره -Suomi National Polar-orbiting Partnership (NPP) - در اکتبر 2011 توسط ناسا، اداره ملی اقیانوس و جوی (NOAA) و وزارت دفاع امریکا پرتاب شد. این ماهواره دارای یک سنسور حساس به نور کم بود که می توانست منایع نوری را در شب شش برابر بهتر تشخیص دهد و وضوح مکانی و سطحی را به نسبت بسیار بالایی بهبود بخشید. همچنین از آنجا که Suomi NPP یک ماهواره علمی غیرنظامی است، داده ها در عرض چند دقیقه تا چند ساعت پس از کسب، در دسترس دانشمندان قرار می گیرند.


ضرورت و اهمیت پایش
مجموعه تصویر برداری مادون قرمز Suomi NPP می تواند نور کم را در مقیاس یک چراغ بزرگراهی که با فاصله ای از سایر عوارض روشن می باشد یا یک قایق ماهیگیری مشاهده کند. حتی می تواند نور جوی ضعیف و شبانه را که از ابرهای روشن ساطع شده مشاهده نماید. از طریق استفاده از "باند روز و شب" می تواند اولین اندازه گیری کمی از انتشار و بازتاب نور را انجام داده و شدت و منابع نور شب را از هم متمایز کند. مجموع این اندازه گیری ها نمایی جهانی از ردپای انسان بر روی زمین را به ما می دهد. این نورها همیشه وجود داشته اند، اما ما هرگز توانایی استفاده کامل از آنها را نداشته ایم ولی حالا و با استفاده از تصاویر این سنجنده راهی برای انجام این کار داریم. یکی از انگیزه های اصلی برای تهیه این سنسورها، کمک به هواشناسان مخصوصاً در بخش نظامی جهت انجام مطالعات در شب بود. هواشناسان نظامی می خواستند ابرها و طوفان ها، توده های دود و طوفان های گرد و غبار را در تمام ساعت ها ردیابی کنند. ابرها همیشه در حال تغییر هستند و انواع خاصی وجود دارد که در طول شب بیشتر نمایان می شوند. به عنوان مثال، در هنگام سرد شدن هوا و سطح هوا و متراکم شدن رطوبت، احتمالاً مه تشکیل می شود. ابرها و رعد و برق های همرفتی در طول روز و زمانی که خورشید سطح را گرم کرده فعال شده و جو پایین را بی ثبات می کند. خصوصیات و توزیع بسیاری از ابرها در انتقال از نور خورشید به تاریکی، به سرعت تغییر می کند (تصویر 1).


 نمونه ای از رفتار ابرها در تصاویر روز و شب (سانفرانسیسکو و لس آنجلس)

تصویر 1: نمونه ای از رفتار ابرها در تصاویر روز و شب (سانفرانسیسکو و لس آنجلس) ( تصویر سمت چپ، تصویر روز و تصویر سمت راست، تصویر شب می باشد)


مهمترین بخش استفاده از تصاویر شب، مطالعه چراغ های شهری است. تصاویر شبانه منظره ای قابل درک از سیاره ما را فراهم می کند چراغ های شهر وسیله ای کاملاً ساده برای نقشه برداری از مناطق شهری در مقایسه با مناطق روستایی و نشان دادن این که مکان های اصلی جمعیت کجا هستند (ویلیام استفانوف). آنها همچنین یک شاخص مناسب برای ردیابی رشد شهری و حومه شهر هستند که از برنامه ریزی برای استفاده از انرژی و خطرات شهری، مطالعه جزایر گرمایی شهری و مدل های آب و هوایی برخوردار است. دانشمندان علوم اجتماعی و جمعیت شناسان از آن برای مدل سازی توزیع فضایی فعالیت اقتصادی، سطوح ساخته شده و جمعیت استفاده کرده اند. برنامه ریزان و گروه های زیست محیطی از نقشه چراغ ها برای انتخاب مکان هایی برای رصد خانه های نجومی و نظارت بر توسعه انسان در اطراف پارک ها و پناهگاه های حیات وحش استفاده کرده اند. شرکت های برق، مدیران اورژانس و رسانه های خبری برای مشاهده خاموشی به چراغ های شب روی می آورند.


نقش فناوری فضایی / سنجش از دور
فضانوردان در شب نیز از زمین عکس می گیرند و در حقیقت، عکس های آنها از وضوح مکانی حتی بالاتری برخوردار هستند (به طور معمول 10 تا 100 متر در هر پیکسل). اما فضانوردان به زمین بطور کامل نگاه نمی کنند. با توجه به مدار ایستگاه فضایی بین المللی، آنها نمی توانند سطح را در مناطق قطبی شدید ببینند، اگرچه می توانند پدیده ها را در جو فوقانی مشاهده کنند (ویلیام استراکا، دانشمند علوم جوی در دانشگاه ویسکانسین). همچنین ایستگاه بین المللی فضایی (ISS) هر دو یا سه روز و در زمان های متغیر از روی یک نقطه مشخص ازروی زمین عبور می کند، در حالی که Suomi NPP تقریباً در همان زمان دو بار در روز روی همان نقطه پرواز می کند. نورهای ساطع شده از منابع گرمایی و احتراقی مانند شراره های آتش حاصل از سوختن گازها و یا آتش سوزی ها در طول موج های مختلف گسیل می کنند و با طول موج های حاصل از چراغ های روشنایی تفاوت هایی دارند. که به وسیله ترکیب باند های مریی و مادون قرمز نزدیک، این دو ( چراغ ها از منابع نوری حاصل از آتش سوزی) را می توان از هم تفکیک نمود.


کاربرد ها و دستگاه های بهره بردار
کاربرد های سنجش از دور از تصاویر شب عبارتند از:

  • مطالعات ابرها
  • پایش آتش سوزی
  • فعالیت های آتش فشانی
  • مطالعات اقلیمی
  • فعالیت های انسانی
  • شیلات
  • نظامی
  • مباحث شهری
  • و....

با توجه به موارد مذکور نهاد های ذیل می توانند از این محصول استفاده نمایند:

  • سازمان های نظامی
  • بنادر و کشتی رانی
  • شهرداری ها
  • هواشناسی
  • زمین شناسی
  • سازمان جنگل ها
  • شیلات
  • وزارت کشور
  • و....

دوره زمانی تولید محصول
ماهواره NPP و ابزار تصویربرداری مادون قرمز قابل مشاهده ((Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) VIIRS)، تقریباً در ساعت 1:30 صبح و 1:30 بعد از ظهر از هر مکان مشخصی روی زمین عبور می کنند. هر روز به وقت محلی، رصد سیاره زمین به صورت نوارهای عمودی از قطب به قطب انجام می پذیرد. سنسور VIIRS طیف سنجی است که فوتون های نور را در 22 باند طول موج مختلف تشخیص و جمع آوری می نماید (جدول 1).


جدول 1 : مشخصات باند های ماهواره


بنابراین این محصول به صورت روزانه تولید می شود. برخلاف دوربین های عکس برداری که در یک نوردهی، عکس می گیرد، VIIRS با اسکن مکرر یک صحنه و ارایه آن به صورت میلیون ها پیکسل، تصویر تولید می کند. باند مخصوص به نور کم به صورتی طراحی شده است که تشخیص دهد که هنگام برداشت کدام حالت فعال باشد (نور کم رسیده به سنسور، نور متوسط یا نور زیاد) تا اطمینان حاصل شود که هر پیکسل میزان نور ساطع شده را به طور دقیق نشان می دهد. این حالت در یک دوربین دستی به این صورت است که، ابزاری برای تصویر برداری در شب وجود دارد که پس از تنظیم آن، دریچه دیافراگم بسیار بیشتراز آنچه که در شرایط تصویربرداری نور روز انجام می شود، بازخواهد ماند (Elvidge، leads the Earth Observation Group at NOAA’s National Geophysical Data Center). این باعث افزایش زمان نوردهی می شود یعنی مدت زمانی که در آن فوتون ها را برای پیکسل جمع می کند. اگر یک پیکسل بسیار روشن باشد، حالت کم سنسور از اشباع بیش از حد پیکسل جلوگیری می کند. اگر پیکسل تاریک باشد، سیگنال تقویت می شود. عرض هر پیکسل تقریباً 742 متر (0/46 مایل) و همچنین سنسور بصورت هوشمند می تواند منابع نور کم نور را تشخیص دهد. از آنجا که اندازه گیری های VIIRS کاملاً کالیبره شده است، دانشمندان اکنون دقت لازم برای اندازه گیری کمی ابرها و سایر ویژگی ها را دارند (جدول 2).


جدول 2: مشخصات فنی ماهواره



آدرس کوتاه شده:
فهرست طبقات