یکشنبه, ۲۸ آذر ۱۴۰۰ ۰۸:۴۵ ۱۰۵
طبقه بندی: توسعه کاربرد RS
چچ
پایش دمای سطح آب به کمک داده های ماهواره ای

پایش دمای سطح آب به کمک داده های ماهواره ای

در این مطالعه با ذکر مورد نمونه به بررسی قابلیت ها و توانایی های فناوری سنجش از دور در زمینه پایش دمای سطح آب پرداخته شده است.

مقدمه و بیان موضوع
دمای سطح دریا (SST)، دمای آب در نزدیکی سطح دریا است که نقش مهمی در فعالیت های سیستم جوی، زندگی آبزیان، جریانات دریایی، میزان شوری و دیگر خصوصیات آب دریاها دارد و یکی از پارامترهای پرکاربرد در مطالعات مربوط به اقیانوس شناسی و اتمسفر می باشد. این نوع از دما می تواند اثرات قابل توجهی بر اکوسیستم های دریایی و زندگی جوامع انسانی حواشی این دریاها داشته باشد. دمای سطح آب دریاها، اقیانوس ها و دریاچه ها یکی از شاخص های سنجش ویژگی های اقیانوس شناسی و هواشناسی است، به طوری که در مسائل اقیانوس شناسی، هواشناسی، ماهیگیری و سیاست گذاری ها و برنامه ریزی های دریایی نقش مهمی ایفا می کند. در اقیانوس شناسی از تحلیل دمای سطح آب برای مطالعه دینامیک دریا و در هواشناسی در مسائل پیش بینی هوا و در شیلات و ماهیگیری برای تعیین نواحی تجمع ماهیان بهره می برند. همچنین تغییرات و دگرگونی های غیرعادی دمای آب، عاملی در شناخت دگرگونی های اقلیمی محسوب می شود. در حقیقت آگاهی از توزیع زمانی و مکانی دمای سطح آب برای کاربرد های مختلف، از جمله مطالعه جریان دریاها و پیش بینی بودجه انرژی بسیار ارزشمند است. تشخیص دمای صحیح هر نقطه از اقیانوس و دسترسی به تغییرات لحظه ای آن پژوهشگران را قادر می سازد تا مطالعاتی نظیر تغییرات اقلیمی مناطق مختلف، پیش بینی طوفان های شدید، ردیابی جریان های آبی، ردیابی و تشخیص محل اجتماع ماهی ها و بسیاری از موارد دیگر را با دقتی که بستگی به میزان دقت در سنجش دمای سطح آب دارد انجام دهند اما با توجه وسعت آب های روی سطح زمین، امکان اندازه گیری دمای آب در سطح وسیع با وسایل دستی و یا با استفاده از بویه ها کاری سخت و بسیار پرهزینه است. لذا جهت اندازه گیری و سنجش دمای سطح آب از تصاویر ماهواره ای که ابزاری مناسب و کارآمد در این زمینه هستند استفاده می شود.


ضرورت اجرا و اهداف

  • ضرورت

از آنجایی که دمای سطح آب نقش مهمی در فعالیت های سیستم جوی، زندگی آبزیان، جریانات دریایی، میزان شوری و دیگر خصوصیات آب دریاها دارد، ضرورت دارد که نقشه حرارتی سطح آب تهیه و در فواصل مناسب به روز رسانی گردد. این امر به راحتی و با استفاده از تصاویر ماهواره ای امکان پذیر می باشد.


  • اهداف
    • بررسی روش های موجود برای مطالعه و برآورد درجه حرارت سطح آب
    • تهیه نقشه حرارت سطح دریاها و به روز رسانی آنها در فواصل مناسب
    • استفاده از نقشه حرارت سطح دریاها در کشور

داده ها و روش ها
برای اندازه گیری SST از طول موج مادون قرمز حرارتی استفاده می شود که دارای تاریخچه ای طولانی می باشد. اغلب طول موج 3.7 میکرومتر و نزدیک به 10 میکرومتر جهت اندازه گیری دمای سطح آب دریاها استفاده می شوند. هر دو باند نسبت به وجود ابرها و پراکندگی توسط ذرات معلق و بخار آب جوی حساس هستند. به همین دلیل ، اندازه گیری مادون قرمز حرارتی SST ابتدا به تصحیح جوی سیگنال بازیابی شده نیاز دارد و فقط برای پیکسل های بدون ابر قابل انجام است. بنابراین، نقشه های SST گردآوری شده از اندازه گیری مادون قرمز حرارتی، اغلب ترکیب های هفتگی یا ماهانه هستند که زمان کافی برای گرفتن پیکسل های بدون ابر در یک منطقه را فراهم می آورد. تصاویر سنجنده (AVHRR) در سری ماهواره های NOAA در مدار قطبی (POES)، سنجنده (ATSR) در ماهواره سنجش از دور اروپا (ERS-2)، تصاویر ماهواره زمین آهنگ (GOES) و تصاویر سنجنده (MODIS) بر روی ماهواره های Terra و Aqua بیشترین کاربرد را در زمینه اندازه گیری دمای سطح آب دارند. اندازه گیری SST از طول موج مادون قرمز حرارتی دارای نقاط قوت تاریخچه طولانی، دقت و رزولوشن مناسب می باشند، اما نقاط ضعف هایی نظیر غیر قابل استفاده بودن در مواقع ابری و نیاز به تصحیحات اتمسفری را نیز دارند. اندازه گیری SST با استفاده از تصاویر ماکروویو غیر فعال نیز امکان پذیر می باشد. تصاویر ماکروویو در شرایط ابری قابل استفاده بوده و نسبتا به اثرات جوی حساس نمی باشد. اما دقت و رزولوشن آنها نسبت به تصاویر طول موج حرارتی کمتر می باشد و همچنین حساس به زبری سطح و بارندگی می باشند.


دستاوردها و خروجی ها

  • توسعه مدل های مناسب جهت برآورد دمای سطح آب
  • تهیه نقشه حرارت سطح دریاها و به روزرسانی آن ها

بهره برداران و ذینفعان

  • سازمان بنادر و کشتی رانی
  • شیلات ایران
  • سازمان محیط زیست
  • سازمان مدیریت بحران کشور

نمونه محصول

در شکل 1 میزان دمای سطح آب در خلیج فارس و دریای عمان با استفاده از تصاویر مادیس برآورد شده است.


برآورد دمای سطح آّب درخلیج فارس و دریای عمان با استفاده از تصاویر مادیس

شکل 1: برآورد دمای سطح آّب درخلیج فارس و دریای عمان با استفاده از تصاویر مادیس


آدرس کوتاه شده: