بخشی از مقاله
چکیده
توفان گردوغبار پدیدهی غالب در نواحی خشک و نیمه خشک زمین است که تاثیر بسزایی در کیفیت هوا دارد. غرب و جنوب غرب ایران همواره به صورت دورهای تحت تاثیر توفانهای گرد و غبار قرار داشته است. با این حال در سالهای اخیر تعداد، شدت و وسعت این توفانها گسترش چشمگیری داشته است. یکی از شدیدترین این توفانها در 14 تیر 1388 روی داد که 20 استان غربی ایران را در برگرفت و بیش از 52 میلیون نفر را تحت تاثیر قرار داد. در اینجا از تصاویر سنجنده مودیس واقع بر ماهوارههای ترا و اکوا، بهمنظور بررسی این پدیده استفاده شده است و با استفاده از نرمافزار GIS، به تجزیه و تحلیل فایل رستری ایجاد شده پرداخته و در نهایت در نرمافزار SPSS، آزمون مقایسه واریانس و آزمون مقایسه میانگین انجام شد.
.1 مقدمه
اخیراً مطالعات بسیاری در زمینه پایش هواویز1 در جو، با استفاده از فنآوری سنجش از دور، انجام گرفته است و به کارگیری سنجندهایی مانند ژئوس2، مودیس3 ومِسر4، در این زمینه بسیار مفید بوده است. تا کنون از هر دو طیف مرئی و فروسرخ، برای آشکارسازی هواویز استفاده شده است. در محدوده روزنه جوی 5IR، از طیف فروسرخ برای آشکارسازی هواویز استفاده میشود که در این طیف، هواویزها با اختلاف فاحشی در تصویر آشکار میشوند.[1] در باندهای حرارتی، اندازهگیریها بر اساس دمای درخشندگی 6 میباشد. تغییرات غیر عادی در دمایدرخشندگی، با استفاده از محدوده مشخصی از طیف IR بهدست میآید و میتواند ابزاری برای آشکارسازی هواویز باشد.
استفاده از تفاوت دمایدرخشندگی BTD7 برای آشکارسازی هواویز معدنی توسط بسیاری از محققین بسط و توسعه یافته است زیرا محاسبه BTD، مستقیم است و عملیات نسبت به تغییر ویژگیهای معدنی سطح زمین، حساس نیست. دمای روشنایی، دمای متناظر با انرژی تابشی دریافتی از سطح یک پدیده یا شیء توسط سنجنده است که از حل معکوس معادله پلانک در رابطه - 1 - 3 - به شکل زیر محاسبه میشود: استفاده مستقیم از دمایدرخشندگی برای آشکارسازی پدیدههای مختلف اولین بار توسط اکرمن8در سال 1996مطرح شد.
او از مقادیر منفی بزرگ اختلاف دمایدرخشندگی میان طول موجهای 11 و 6/7 میکرومتر، برای بارزسازی نواحی آسمان صاف استفاده کرد 2]، 3و.[4 اکرمن در ادامه تحقیقات خود، اشاره دارد که با افزایش عمق نوری، مقدار اختلاف دمایدرخشندگی BT8/5-11 - و - BT11-12 افزایش مییابد، در حالی که - BT11-12 - منفی میشود .[2] شمسی پور، استادیار اقلیم شناسی از دانشگاه تهران، برای شناسایی کانونهای اصلی پدیده گرد و غبار تیرماه 1388، از تصاویر مودیس MOD02 استفاده کرد و پس از تصحیح هندسی، با توجه به ویژگیهای دمای درخشایی، به تجزیه و تحلیل تصاویر پرداخت .
.2 مواد و روش ها
محدودهی مورد مطالعه، موقعیت جغرافیایی 48 تا 54 درجه طول جغرافیایی شرقی و 24 تا 40 درجه عرض جغرافیایی شمالی میباشد، شکل - 1 - که در نیمه غربی کشور ایران قرار گرفته و زون39 9 را شامل میشود. دادههایی که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفتهاند به طور کل، شامل دو سری اطلاعات جداگانه است. دادههای سنجش از دور، شامل تصاویر سنجش از دور سنجنده مودیس نصب شده بر ماهواره ترآ، در سطح 1B هستند. دومین گروه دادهها، غلظت گردوغبار - PM10 - اندازهگیری شده در ایستگاههای پایش کیفیت هوا، در پنج شهر اهواز، اراک، اصفهان، شیراز و کرج در سال 1388 هستند که از بایگانی سازمان محیطزیست کشور دریافت و استفاده شده است.
در برخی از محدودههای طیف الکترومغناطیسی، اختلاف بسیاری میان دمایدرخشایی هواویزها و عوارض زمین وجود دارد که امکان آشکارسازی این ذرات را بهخوبی فراهم میآورد. بهعلاوه، استفاده از تفاضل دمایدرخشایی میان دو، سه یا چهار باند از میان دادههای سنجنده مودیس، روند آشکارسازی را بسیار سریعتر و سادهتر میکند .[5] مباشری و همکاران در سال 1390 در تحقیقی به منظور ارتقای الگوریتم آشکارساز ابر، از تستهای موجود در الگوریتم Modis Cloud Mask، استفاده و با کمک باندهای حرارتی سنجنده مودیس، اقدام به استخراج دمای درخشندگی سطح بالای ابر کردند و در غالب 4 سطح اطمینان پیکسلهای آلوده به ابر را شناسایی نمودند.
در نتیجه معادله برآورد پوشش ابر که ما نیز در این تحقیق از آن استفاده کرده ایم، به صورت زیر ارائه دادند: باند 31 پس از تصحیح هندسی در رابطه - 2 - قرار داده شد و با اعمال حد آستانه مناسب، ماسک پوشش ابر، ایجاد و روی هر سه باند 6 و 31 و 32 اعمال شده است. مقدار طول موج مرکزی باندهای 31 و 32 به صورت زیر محاسبه میگردد. طول موج مرکزی بهدست آمده - - ، در رابطه - 1 - قرار داده شد که پس از ساده کردن، روابط زیر برای محاسبه دمایدرخشندگی - BT - ، بهدست میآید. L تابش طیفی ثبت شده توسط سنجنده است.
