• شنبه ۲۳ آذر ۱۳۹۸
  • |

آمار سایت

  • تمام بازديد‌ها: 1693841 بازدید
  • بازديد 24 ساعت قبل: 2276 بازدید
  • مهمانان حاضر در زیرپورتال: 31 کاربر
  • کاربران حاضر در زیرپورتال:0 کاربر

ورود به سایت

آلودگی هوا (آیروسل ها)

مطالبی که در این بخش آشنا خواهید شد عبارتند از :
•••
آیروسل ها و آشکارسازی آن با فناوری فضایی سنجش از دور
منابع تولید ذرات گرد و غبار
ابعاد ذرات
توزیع جهانی ذرات گرد و غبار
حرکت ذرات گردو غبار در اتمسفر زمین
اثرات مستقیم نورخورشید
اندازه گیری آیروسل ها
•••
 


آیروسل ها و آشکارسازی آن با فناوری فضایی سنجش از دور
زمانیکه نفس عمیق می کشید حتی اگر هوا کاملا" صاف باشد، قطعا"میلیونها ذره جامد یا قطرات مایع را وارد شش های خود می کنید. این ذرات که در همه جا وجود دارند، به آیروسل معروفند. آیروسل ها قادرند در سطح بیابانها، اقیانوس ها، کوهستانها، جنگل ها، مناطق یخی و در هر اکوسیستمی وجود داشته باشند. همچنین آنها می توانند از لایه اتمسفر زمین یعنی از استراتوسفر به سطح زمین حرکت کند. اندازه  قطر این ذرات از 0.1 میکرومتر (برابر با عرض کوچکترین باکتری) تا چندین ده میکرون (معادل با قطر موی انسان) متغیر است. اما علی رغم اندازه کوچک آنها، اثرات عمده ای بر آب و هوا وسلامتی ما ایجاد می کنند. متخصصین، آیروسل ها را بر اساس ترکیبات شیمیایی شان به دسته های سولفورها، کربن آلی، کربن سیاه، نیترات، غبار معدنی و نمک دریا تقسیم بندی می نمایند.

منابع تولید ذرات گرد و غبار
ده درصد از آیروسل ها در اثر تماس بشر با طبیعت بوجود آمده یا ساخته دست بشر هستند و از منابع مختلفی سرچشمه می گیرند که می توانند با کمک باد ها، بر هوای شهرها و مناطق صنعتی تسلط پیدا کند.
  • هوای ناشی از سوخت فسیلی، مقدار زیادی دی اکسید سولفور داشته که در اثر تماس با بخار آب و سایر گازها در اتمسفر، آیروسلهای سولفات را تولید می کنند.
  • سوختن زیست توده ها و روشهای پاکسازی زمین های کشاورزی و سوزاندن باقیمانده محصولات، سبب انتشار مقدار زیادی کربن سیاه وکربن آلی به اتمسفر می شود.
  • اتومبیل ها، کوره پزخانه ها، کارخانجات ذوب کننده و نیروگاه های برق، همگی تولید کنندگان نیتریت، سولفات، کربن سیاه وسایر ذرات موجود در هوا هستند.
  • جنگل زدایی، استفاده بیش از حد از مراتع و وقوع پدیده خشکسالی می تواند زنگ خطری باشد که بـــــه میزان زیادی ایروسل های گرد و غبار را بـــــــه اتمسفر انتشار دهد.
  • حتی داخل خانه ها، سیگار، اجاق های خوراک پزی، شومینه ها و شمع ها از دیگر منابع ایجاد آیروسل ها هستند.

تصویر بالا ذرات آیروسل بزرگ تر از 1 میکرومتر را نشان می دهد که شامل گرد وغباری است که با وزش باد تولید شده و نمک دریا، نوع دیگری از آیروسل می باشد که از دریا به اتمسفر پاشیده شده است.

ابعاد ذرات
آیروسل های کوچکتر از 1 میکرومتر اغلب براثر فرآیند تراکم گازها تشکیل می شوند، مانند تبدیل گاز دی اکسید سولفور (برخاسته از انفجارات آتشفشانی) به ذرات سولفات و تشکیل دود در زمان سوختن. آیروسل ها بعد از تشکیل  با هم ترکیب شده و با حرکت اتمسفر، انتقال پیدا می کنند. این ذرات، اصولا" توسط ابرها و فرآیند نزولات جوی جابجا می شوند.

توزیع جهانی ذرات گرد و غبار
پنج ناحیه تولید گرد وغبار در آسیا
سه منبع بزرگ طوفان شن در دنیا
طبیعت، آیروسل ها را به صورت نواری تشکیل می دهد که توسط ماهواره ها بر روی خشکی ها و پهنه های آبی قابل تشخیص هستند. بادهای قوی عرض جغرافیایی 40 درجه، نوار پهنی از نمک را در فراز قطب جنوب بوجود می آورد. از طرفی پوشش پراکنده و باریک تری از آیروسل ها شامل نمک و سولفات حاصل از جلبک های کوچک دریایی، معمولا بالای اغلب اقیانوس ها را پوشانده است. در خشکی ها نیز توده ای از دود، گرد و غبار در بالای بیابانها درحال حرکت است.
نقشه بالا، توزیع جهانی آیروسل ها و نسبت بزرگی و کوچکی آنرا نمایش می دهد. رنگ های تند نشان دهنده لایه آیروسل ها هستند. نواحی زرد رنگ، نماینده ذرات درشت تر مانند گرد و غبار و نواحی قرمز رنگ، نشان دهنده ذرات ریزی چون دود و آلودگی هوا هستند. در نواحی به رنگ خاکستری، اطلاعاتی وجود ندارد
تصویر ماهواره ای لندست 8 سنجنده OLI، پوشش دود آلودی را در سطح تهران و در جنوب البرز، نشان می دهد (19 آبان 1395)
حرکت ذرات گردو غبار در اتمسفر زمین
اگرچه اغلب آیروسل ها می توانند برای مدت کوتاهی (معمولا بین 4 روز تا یک هفته) بصورت معلق در اتمسفر باقی بمانند ولی قادرند مسافت زیادی را طی کنند.

آیروسل ها با حرکت هوا 5 متر (16.4 فوت) در ثانیه جابجا شده و هـــزاران کیلومتر منتقل می شوند. گرد و غبار حاصل از صحرا بسمت اقیانوس اطلس حرکت کرده و بــــه دریای کارائیب می رسد. بادها، ترکیبی از آیروسل های قاره آسیا بویژه صحرای گبی و آلودگی های حاصل از اتمسفر چین را جاروب نموده و بسمت اقیانوس آرام مرکزی حرکت می دهد. دود ناشی از آتش سوزی جنگل ها در سیبریا و کانادا می تواند راهش را به سمت پهنه یخی قطب شمال ادامه دهد.

اثرات مستقیم نورخورشید
خورشید منبع اصلی ارسال انرژی به سطح زمین است، اما تمام انــــــرژی آن از اتمسفر به سطح زمین نمی رسد زیرا آیروسل ها و ابرها حدود یک چهارم انرژی را به فضا بر می گردانند.

(نقشه سال 2005)
آیروسل ها تا هنگامیکه نور خورشید را منتشر می کنند می توانند تاثیر مهمی برآب وهوای کره زمین داشته باشند. در سال 1991 انفجـــــار آتشفشان کوهستان Pinatubo در فیلیپین بیش از 20 میلیون تن دی اکسید سولفور (گازی که با  مواد دیگر، آیروسل سولفات تولید می کند)، را حدود 60 کیلومتر در سطح زمین انتشار داد و ذراتی را در لایه استراتوسفر بوجود آورد. ذرات با رنگ روشن در بالای ابرها باقیمانده وحتی با بارش باران هم شسته نشد. این ذرات طی چندین سال ته نشین شدند.

اندازه گیری آیروسل ها
اگر چه در طی چهل سال گذشته، اثرات آیروسل ها بر آب وهوا مشهود است اما باز هم اندازه گیری آنها بسیار مهم خواهد بود. امروزه دانشمندان از ماهواره ها، هواپیما و وسایل کنترل زمینی برای نمایش و اندازه گیری مقدار آیروسل ها بهره می گیرند. دستگاه های رادیومتری که میزان تشعشات امواج الکترومغناطیسی (نور) را مشخص می کنند، یکی از مهمترین ابزار موجود و قابل دسترسی هستند. این دستگاه ها عمق دید در آیروسل ها را گزارش کرده و میزان نور منعکس شده توسط آیروس یا جذب در اتمسفر (بطور کلی مانع رسیدن نور به سطح زمین می شوند) را اندازه گیری می کنند. عمق دید کمتر از 0.05 دلالت بر آسمانی صاف با میزان نسبتا کمی آیروسل داشته و حداکثر قابلیت دید را دارد. درحالیکه عمق دید 1 حاکی بر شرایط دید کم است  و عمق دید بیشتر از 2 یا 3، نشان دهنده تمرکز بسیار بالای آیروسل های معلق در هوا می باشد.
عمق دید آیروسل اصولا میزان اندازه گیری کمیت توزیع آیروسل ها هستند. در نقشه بالا میانگین توزیع آیروسل ها را از ماه جون سال 2000 تا اواسط ماه می سال 2010 میلادی نشان می دهد که توسط طیف سنج (اسپکترورادیومتر) که تصاویر متعددی ایجاد می کند، اندازه گیری شده  است. در این نقشه، رنگ قرمز نشان دهنده تمرکز بالای آیروسل ها، رنگ قهوه ای روشن تمرکز پایین آیروسل می باشد.

از اواخر دهه 1970، رادیو مترها، اولین ابزارهای ماهواره ای برای نمایش عمق دید آیروسل ها در فضا، با توان تفکیک مکانی بسیار بالا (AVHRR) بودند که عمق دید را از سنجش طیف مادون قرمز و مرئی بدست می آوردند. سنجنده های AVHRR، رادیومترهای غیرفعالی هستند که تراکم نورخورشید منعکس شده ازآیروسل ها را اندازه گیری نموده و از تیرگی اقیانوس ها بــــه عنوان پیش زمینه استفاده می کند.بعدها، ابزارهای اندازه گیری پیچیده تری به این عرصه وارد شدند و مطالعه آیروسل ها در بالای سطح زمین را امکان پذیر نمودند. سنجنده MODIS که تصاویر ماهواره ای با توان تفکیک مکانی بهتری تولید می نماید، قادر به دیدن آیروسل ها در تمام زوایا و طول موج ها بوده و نتایج با صحت بیشتری را در اختیار کاربران قرار می دهد. تصویر پایین که در تاریخ 22 آوریل سال 2010 توسط سنجنده MODIS تصویر برداری شده، گـــــرد و غبار سواحل آفریقا را نشان می دهد.
هواپیما و سایر ایستگاه های زمینی در سایتشان  ابزارهایی  دارند که خصوصیات  آیروسل های معین را با دقت بالاتر اما فرکانس پایین تر، اندازه گیری می کنند.
در نمودار فوق بازتاب طیفی ابرهای آبدار، ابرهای یخی، شن، گیاه، خاک، مناطق شهری وآب در باند های طیفی بین 0.4 الی 2.5 μm روی سنجنده MODIS نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می کنید بطور کلی بازتاب گرد و غبار از طول موج 0.4 بطرف طول موج 2.5 افزایش پیدا می کند که طول موج حداقل  0.469 میکرومتر باند 3 و طول موج حداکثر 2.13 باند 7 می باشد. تشخیص شن و خاک از ابر که بیشترین بازتاب را در بین این طول موج ها دارند، بسیار آسان است و می توان از فرمول های مشخصی، شاخص گرد و غبار را بدست آورد.
 

کلیدواژه ها: آیروسل | تصویر ماهواره ای | کاربرد سنجش از دور | سازمان فضایی ایران | مدرسه سنجش از دور | گرد و خاک | سنجش از دور |



CAPTCHA

دفعات مشاهده: 334 بار   |   دفعات چاپ: 12 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر