بخشی از مقاله
چکیده
پدیده کشند سرخ به تغییر رنگ آب دریا اطلاق می شود که طی آن جلبک هایی خاص شکوفا شده و موجب تغییر در رنگ آب دریا می شوند. شرایط محیط طبیعی درطول شکوفایی، دماي آب 25 تا 28 درجه سانتی گراد است و رشد این پدیده در دماي بیش از 25 درجه دو برابر می شود. پدیده کشند سرخ پدیده خارق العاده اي نیست که نتوان آن را مهار کرد و با استفاده از شاخص هاي دماي سطحی آب - SST - و میزان کلروفیل CHl- - a - a می توان وقوع آن را هشدار داد. این تحقیق با بررسی شرایط مساعد دماي سطح آب براي رویداد این پدیده و افزایش کلروفیل در منطقه ي خلیج فارس به قابل پیش بینی بودن وقوع این پدیده اشاره دارد و در انتها به منظور بررسی صحت نتایج، با استفاده از اندکس کشند سرخ - RI - ، پیکسلهاي آلوده به این جلبک بارزسازي شده است.
-1مقدمه
پدیده کشند سرخ به تغییر رنگ آب دریا اطلاق می شود که طی آن جلبک هایی خاص شکوفا شده و موجب تغییر در رنگ آب دریا می شوند. علل بروز این پدیده به طور کامل شناخته شده نیست اما به نظر میرسد ورود پسآب هاي صنعتی و خانگی، وقوع زلزله هاي زیردریایی، حرکت خاص آب دریاها، چسبیدن جلبکها و سایر عوامل ایجاد این پدیده به کشتی ها و ورود آنها به آب هاي دیگر و غیره از علل بروز و تشدید این پدیده باشند. این پدیده ناشی از یک جلبک تک سلولی یا یک فیتوپلانکتون تک سلولی از نوع جلبک هاى سبز آبی یا سیانوباکتریا است که از نظر اندازه بسیار کوچک و ریز و در واقع کوچک ترین نوع فیتوپلانکتونها هستند و از این رو شناسایی آن ها بسیار مشکل است
شکل - - 1 پدیده کشند سرخ
فیتوپلانکتونها که در حالت عادى در آب دریا وجود دارند و از طریق فتوسنتز به حیات خود ادامه می دهند، در واقع نوعی گیاه تک سلولی و از ریزترین و ابتدایی ترین موجودات زنده در چرخه غذایی محیط هاى دریایی به شمار می روند. در واقع شبکه یا زیربناى حیات در دریاها و اقیانوسها وابسته به این گیاهان تک سلولی یا فیتوپلانکتونها است؛ اما رشد بی رویه آنها نشان از یک حادثه غیر طبیعی در محیط دریا دارد؛ زیرا در صورت ایجاد شرایط مناسب زیستی از جمله حرارت کافی، وفور حجم موادى چون فسفات، نیترات و سیلیسیوم که در فاضلابهاى خانگی به وفور یافت میشود، جمعیت این موجودات دریایی به شدت افزایش می یابد
آبهاي خلیج فارس، از کانال دریاي عمان و با حجم سنگین آب هاي وارده به تنگه هرمز تقویت می شود و این آب ها بر خلاف عقربه ساعت به خلیج فارس می ریزند و با توجه به موقعیت تنگه هرمز هر نوع آلودگی در خلیج فارس، 4 سال ماندگاري دارد و تنها شانس خلیج فارس در این بحران کشنده ماهیان و آبزیان این است که غلظت اصلی آلودگی ها به سمت جنوب دریاي عمان می رود و به نظر می رسد تا زمانی مواد آلاینده و تغذیه کننده کشند سرخ در آب ها شناور باشند، جلبک ها غذا دارند و کماکان بلوم خواهند داشت و از سوي دیگر با گرم شدن سطح آب هاي خلیج فارس و گرمایش طبیعی زمین دوران شکوفایی این جلبک نیز غلیظ تر خواهد بود. همچنین به علت ورود آلودگی رودخانه اي و ساحلی، به محیطی غنی از مواد غذایی تبدیل شده، با گرم شدن هوا بهترین شرایط براي شکوفایی پلانکتونی ایجاد می شود
با توجه به فعالیت این جلبک ها در دماي اب بین 25 تا 28 درجه سانتی گراد و توجه به افزایش کلروفیل موجود در اب می توان نشان داد که وقوع این پدیده با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره اي، امکان پذیر است.
–2داده و پیش پردازش
با توجه به گزارشات موجود مبنی بر مشاهده ي پدیده ي کشند سرخ در تنگه ي هرمز و خلیج فارس، داده ي ماهواره اي MODIS در تاریخ 2009/02/27 از خلیج فارس تهیه شد. این دیتاي خام بوسیله Extension مخصوص تصاویر مودیس - Modis_Conversion_Toolkit - که قبلا دانلود و به نرم افزار5,1 ENVI اضافه شده بود تصحیح هندسی شده و خطاي Bow tie آن نیز حذف شد. شکل - - 2 و شکل - - 3 مربوط به داده ي مورد استفاده، به ترتیب پیش و پس از تصحیح هندسی می باشد.
شکل - - 2 پیش از تصحیح هندسی
شکل - - 3 پس از تصحیح هندسی
–3پردازش
–3–1تخمین دماي سطح آب - - SST
به طور کلی از میان 36 باند سنجنده MODIS پنج باند 20، 22، 23 ، 31 و 32 براي محاسبه حرارت سطح مورد استفاده قرار میگیرد. مدلی که براي محاسبه ي SST استفاده شد، مدل MCSST می باشد که به دلیل درنظر گرفتن زوایاي زنیتی ماهواره و تصحیح اتمسفري - استفاده از تفاضل بین باندها - از دقت بالایی برخوردار است.[2] مدل مذکور در رابطه ي - 1 - بیان شده است.
که در آن T31θ حرارت ظاهري باند 31 ، T32 حرارت ظاهري باند 32، T3132 اختلاف حرارت ظاهري باند31 و باند 32 و زاویه زنیت ماهواره است. زاویه زنیت ماهواره از اطلاعات اغازین فایل استخراج گردید و مقدار ان براي تمام پیکسلهاي تصویر محاسبه گردید. همچنین حرارت ظاهري باند - T - از رابطه ي - 2 - بدست می آید.
که در ان طول موج - - m، h ثابت پلانک، C سرعت نور، K ثابت استفان بولتزمن و L گسیل انرژي میباشد.
- European Center of Medium-Range Weather Forecasting - ECMWF یک مدل جهانی است که ضرایب مدل MCSST را براساس داده هاي جمع آوري شده در شرایط مختلف می دهد. این ضرایب از جدول - 1 - بدست می آیند.
