استخراج کل آب قابل بارش و تأثیر ریزگردها در بازیابی آن در جوّ مهرآباد
محورهای موضوعی : ارزیابی چرخه حیات
1 - استادیار ژئومورفولوژی، گروه جغرافیا، دانشگاه پیام نور. تهران، ایران
کلید واژه: کل آب قابل بارش, MODIS, آئروسل یا ریزگردها , مهرآباد.,
چکیده مقاله :
نحوه پراکنش آب قابل بارش در مقياس کره زمین، به‌منظور افزايش درك چرخه هيدرولوژي، برهمکنش زیست‌کره و جوّ ، تغييرات بيلان انرژي و پايش تغييرات اقليمي ناشي از گازهاي گلخانه‌ای مورد نياز است. اطلاع از میزان کل آب قابل بارش در پیش‌بینی سیل، حجم نزولات جوّی، طراحی سدهای ذخیره آب و طراحی مدل‌های هیدرولوژی بسیار کاربرد دارد. مهم‌ترین عاملی که باعث ایجاد خطا در برآورد کل آب قابل بارش از تصاویر ماهواره‌ای می‌کند، حضور ریزگردها است. هدف از این تحقیق بازیابی آب قابل بارش از تصاویر ماهواره‌ای MODIS و تأثیر ریزگردها در بازیابی آن است. مهم‌ترین مواد این تحقیق، تصاویر سنجنده MODIS از استان تهران، برنامه پردازشگر ENVI و روش این تحقیق کمّی-کاربردی است. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که بخارآب قابل بارش حاصل از باند 19 به 2 در جوّ بالای مهرآباد تهران به‌طور متوسط برابر با 4/69 میلی‌متر به‌دست‌آمده است. همچنین مطالعات نشان می‌دهد که اثر ريزگرد روي سنجش بخارآب به میزان شدّتِ بازتابندگي سطحي بستگي دارد. ريزگردها، تابش بازتابيده خورشيدي را در روزنه‌های جوّي تضعيف کرده و درنتیجه تابش رسيده به سنجنده را كاهش مي‌دهد. همچنين تابش مستقيم خورشيد را به سمت سنجنده پراكنده کرده باعث افزايش سيگنال ورودي به سنجنده مي‌شود. همچنین از مهم‌ترین محدودیت‌های استفاده از این روش، شرايط آسمان فاقد ابر و جّو آرام و تقريباً پايدار است.
The distribution of precipitable water on the scale of the earth is needed in order to increase the understanding of the hydrological cycle, the interaction of the biosphere and the atmosphere, the changes in the energy balance, and the monitoring of climate changes caused by greenhouse gases. Knowing the total amount of precipitable water is very useful in predicting floods, rainfall volume, designing water storage dams and designing hydrological models. The most important factor that causes errors in estimating total precipitable water from satellite images is the presence of fine dust. The purpose of this research is to recover precipitable water from MODIS satellite images and the effect of fine dust in its recovery. The most important materials of this research are MODIS sensor images from Tehran province, ENVI processor program and the method of this quantitative-applied research. The results of the study show that the precipitable water vapor obtained from band 19 to 2 in the upper atmosphere of Mehrabad, Tehran is equal to 4.69 mm on average. Also, studies show that the effect of fine particles on water vapor measurement depends on the intensity of surface reflectivity. Particulate matter weakens the reflected solar radiation in atmospheric openings and as a result reduces the radiation reaching the sensor. Also, the direct radiation of the sun is scattered towards the sensor and increases the input signal to the sensor. Also, one of the most important limitations of using this method is the cloud free and calm and almost stable atmosphere.
Aoki, T., & Inoue,T., (1982). Estimation of the Precipitable water from the IR channel of the geostationary satellite. remote sensing of environment ,12, 219-228.
Ensafimoghaddam, T., & Safarrad, T. (2023). Investigate of Precipitable Water in dusty conditions using satellite images (Case study: Southwest of Iran). Journal of RS and GIS for Natural Resources, 3, 17-20.[In Persian]
Jiafei, X.u., & Zhizhao, L.i.u. (2022). Evaluation of Precipitable Water Vapor Product From MODIS and MERSI-II NIR Channels Using Ground- Based GPS Measurements Over Australia, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, (15), .8744-8758.
Kaufman, Y.J., & Gao, B.C. (1992). Remote sensing of water vapor in the near IR from EOS/MODIS. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 5 (30), 871 – 884.
King, M.D., Kaufman, Y.J., Menzel, W.P., & Tanre, D. (1992). Remote sensing of cloud, aerosol, and water vapor properties from the moderate resolution imaging spectrometer (MODIS). IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 30(1), 2 – 27.
Pourbagher Kurdi, S. M. (2007). Extraction of Physical Meteorological Parameters Using MODIS Satellite Data. Research Project, Iran Meteorological Organization, Tehran, Iran. [In Persian]
Pourbagher Kurdi, S. M., Mobasheri, M. R., & Farajzadeh, M. (2006). Feasibility of using radiosonde data and MODIS satellite imagery to estimate total precipitable water (Study area: Tehran region). [Master's thesis, Tarbiat Modares University]. [In Persian]
N.A.S.A. (2010). Aerosols: Tiny Particles, Big Impact. earthobservatory.nasa.gov. 2 November 2010. https://earthobservatory.nasa.gov/features/Aerosols
Qiao, C., Liu, S., Huo, J., Mu, X., Wang, P., Jia, S., Fan, X., & Duan, M.) 2023 .(Retrievals of precipitable water vapor and aerosol optical depth from direct sun measurements with EKO MS711 and MS712 spectroradiometers. Atmos. Meas. Tech., 16, 1539–1549.
William, C.H. (1999). Aerosol Technology (2nd ed.). Wiley - Interscience.