سه شنبه, ۰۷ دی ۱۴۰۰ ۰۹:۱۲ ۸۸
طبقه بندی: توسعه کاربرد RS
چچ
پایش ماهواره‌ ای لایه‌ی ازن

پایش ماهواره‌ ای لایه‌ی ازن

فناوری سنجش از دور با بکارگیری تصاویر ماهواره ای توانایی اندازه گیری عناصر اتمسفر از جمله میزان ازن موجود در اتمسفر را دارد. در این مطالعه به اندازه گیری میزان ازن موجود در اتمسفر پرداخته شده است.

ازن یک گاز بی رنگ و بسیار واکنش پذیر است که در تمام لایه های جو ما یافت می شود. ازن بیشتر (حدود 90٪) در استراتوسفر یافت می شود که از حدود 10 تا 16 کیلومتری سطح زمین شروع می شود و تا ارتفاع حدود 50 کیلومتری گسترش می یابد (شکل 1). این گاز در استراتوسفر از حیات روی زمین در برابر اشعه مضر فرابنفش (UV) محافظت می کند ولی در لایه‌ ی تروپوسفر، پایین ترین لایه اتمسفر، می تواند برای انسان، حیوانات و پوشش گیاهی مضر باشد.


تشکیل لایه‌ی ازن در بخش‌ های مختلف اتمسفر

شکل 1: تشکیل لایه‌ی ازن در بخش‌ های مختلف اتمسفر


در اواخر قرن بیستم، انتشار مواد شیمیایی به نام هالوکربن ها بر میزان مولکول های ازن در جو تأثیر نامطلوب گذاشته، که منجر به ایجاد حفره سالانه چشمگیر لایه‌ی ازن در منطقه قطب جنوب شده است. پروتکل مونترال از سال 1987 لازم الاجرا شده است که میزان هالوکربن های موجود در جو را محدود کرده و لایه ازن را بازیابی نماید. امروزه با اندازه‌گیری‌ های ماهواره‌ ای و حسگر های موجود در سطح زمین، اطلاعاتی با کیفیت قابل قبول در مورد وضعیت لایه ازن ارائه می شود. در این مطالعه با بهره گیری از فناوری فضایی و تصاویر ماهواره‌ ی Aura (EOS CH-1) وضعیت لایه ی ازون بر فراز قطب جنوب از سال 2017 تا 2021 مورد پایش قرار گرفته است. Aura (EOS CH-1) یک ماهواره تحقیقاتی و چند ملیتی ناسا در مدار زمین است که لایه ازن و کیفیت آب و هوا را مورد مطالعه قرار می دهد. این ماهواره سومین جزء اصلی سیستم رصد زمین (EOS) پس از ماهواره های Terra و Aqua است که توسط موشک دلتا 2 از Vandenberg AFB در ساعت 10:02 UT در 15 ژوئیه 2004 به فضا پرتاب شد.


بررسی و تفسیر تصاویر ماهواره ای بیانگر افزایش سطح حفره لایه‌ی ازن تا سال 2020 و کاهش این حفره تا به امروز می باشد. بی شک کاهش غلظت ازن در استراتوسفر و تشکیل حفره ازن در هر سال ناشی از فرآیند های پیچیده هواشناسی و شیمیایی است. در پویانمایی‌ های 1 تا 5 تغییرات فشار جزئی لایه‌ی ازن بر حسب مگاپاسگال (mpa) در دامنه رنگی آبی (کمترین فشار) تا قرمز (بیشترین فشار) در سال های مختلف نشان داده شده است.


پویانمایی 1: پایش ماهواره‌ای لایه‌ی ازن در سال 2017

پویانمایی 2: پایش ماهواره‌ای لایه‌ی ازن در سال 2018

پویانمایی 3: پایش ماهواره‌ای لایه‌ی ازن در سال 2019

پویانمایی 4: پایش ماهواره‌ای لایه‌ی ازن در سال 2020

پویانمایی 5: پایش ماهواره‌ای لایه‌ی ازن در سال 2021

پایش مساحت حفره لایه ازن

همانطور که در پویانمایی های 1 تا 5 نشان داده شد در طول فصل بهار نیمکره جنوبی، در ماه های اوت (مرداد - شهریور) تا اکتبر (مهر - آبان) اندازه حفره ازن بر روی قطب جنوب افزایش می یابد و در اواسط ماه سپتامبر (شهریور) و اواسط ماه اکتبر (مهر) به حداکثر می رسد. هنگامی که درجه حرارت در اتمسفر (استراتوسفر) در اواخر بهار نیمکره جنوبی شروع به افزایش می کند، تخریب لایه ازن کند می شود و با ضعیف شدن گرداب قطبی در پایان دسامبر (دی) سطح ازن به حالت عادی باز می گردد. از زمان ممنوعیت هالوکربن ها، لایه ازن به آرامی در حال بهبود است که داده ها به وضوح روند کاهش سطح حفره ازن را نشان می دهد (نمودار1).


مساحت حفره ازن در سالیان مختلف

نمودار 1: مساحت حفره ازن در سالیان مختلف


حداقل ستون لایه ازن

مقادیر ازن اغلب به عنوان تعداد مولکول های ازن در یک ستون عمودی اندازه گیری می شود و با واحد دابسون (DU) نشان داده می شود. در طول دوره ایجاد حفره ازن در قطب جنوب (مرداد تا دی)، این مقادیر می تواند کمتر از نصف حالت عادی لایه ازن باشد. با اندازه گیری حداقل مقدار ستون در ناحیه حفره ازن در طول زمان های مختلف امکان بررسی روند تغییرات لایه‌ی ازن در سالیان مختلف فراهم می گردد (نمودار 2).


حداقل ستون  <strong class='sis-keyword'>لایه ازن</strong> در سالیان مختلف

نمودار 2: حداقل ستون لایه ازن در سالیان مختلف


منبع:
آدرس کوتاه شده: