• دوشنبه ۲۵ آذر ۱۳۹۸
  • |

آمار سایت

  • تمام بازديد‌ها: 1696936 بازدید
  • بازديد 24 ساعت قبل: 1440 بازدید
  • مهمانان حاضر در زیرپورتال: 15 کاربر
  • کاربران حاضر در زیرپورتال:0 کاربر

ورود به سایت

کاربرد دمای سطح زمین

مقدمه:
دمای سطح زمین یکی از معیارهای مهم در برنامه ریزی ناحیه ای و منطقه ای میباشد. دمای سطح زمین در بسیاری از برنامه های کاربردی محیط زیست، کشاورزی، هواشناسی و سایر پروژه ها میتواند مورد استفاده واقع شود. دمای سـطح زمین در طیف وسیعی از مطالعات محیطی کاربرد دارد. عوامل مختلفی از جمله جنس مواد تشکیل‏ دهنده سطح و شرایط توپوگرافی و محیطی در دمای سطح زمین تأثیرگذار است. شناخت ارتباط بین دمای سطح زمین با عوامل فوق از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. با توجه به محدودیت ایستگاه های هواشناسی، سنجش از دور میتواند به عنوان پایه و اساس بسیاری از داده های هواشناسی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهمترین جنبه های کاربردی سنجش از دور در مطالعات اقلیم شناسی برآورد دمای سطح زمین میباشد.

محاسبه دمای سطح زمین:
دمای سطح زمین (LST) که عمدتا حاصل بازتابش پوشش های طبیعی شامل خاک، برف و پوشش گیاهی است از جمله متغیرهایی محسوب می شود که می تواند اطلاعات مفیدی را در رابطه با خصوصیات فیزیکی سطح زمین که نقش بسزایی را در فرآیند های محیط زیست بازی می کند، فراهم نماید. این نوع از دما تابعی از انرژی خالص در سطح زمین است که به مقدار انرژی رسیده به سطح زمین، گسیلمندگی سطح، رطوبت و جریان هوای اتمسفر بستگی دارد.

دمای سطحی زمین در بسیاری از مطالعات علمی از قبیل اقلیم شناسی، هواشناسی، کشاورزی، هیدرولوژی، زمین شناسی و باستان شناسی به عنوان یک عامل مهم مطرح شده و از جمله پارامترهای مهمی است که می تواند نشان دهنده تغییرات در سطح زمین باشد. همچنین اطلاعات به ‌دست‌آمده از LST می‌تواند اطلاعات مفیدی در زمینه مطالعۀ پدیده‌ های مختلف ازجمله تجزیه و تحلیل جزایر حرارتی شهر، تشخیص آنومالی ‌های حرارتی مربوط به زلزله، شناسایی منابع زمین‌گرمایی، پایش خشکسالی و آتش‌سوزی ارائه دهد. با توجه به محدودیت دستگاه های زمینی برای اندازه گیری دمای سطح زمین در محدوده های وسیع، سنجش از دور حرارتی، بدلیل تولید داده های یکپارچه، به روز بودن و گستره تحت پوشش تصویربرداری، تنها روش برآورد دمای سطح زمین با قدرت تفکیک زمانی و مکانی مناسب است. در این زمینه الگوریتم های متنوع و متعددی برای برآورد و تعیین دما سطح زمین از ماهواره های مختلف و متنوع ارائه گردیده است و اساس این الگوریتم ها بر پایۀ فرضیات متنوعی از معادلۀ تشعشعی استوار است.
این الگوریتم ها را می توان به سه دستۀ کلی روش های تک کاناله، روش های پنجرۀ مجزا و روش های چند زاویه ای تقسیم کرد که به استناد یافته های صورت گرفته توسط محققین، الگوریتم پنجرۀ مجزا رایجترین روش بوده و با استفاده از این روش می توان برای حذف اثر جو و به دست آوردن دمای سطح زمین با ترکیب خطی یا غیرخطی از درجۀ حرارت محدودۀ طیفی 11 تا 12 میکرومتر استفاده کرد. همچنین این الگوریتم به دلیل عدم نیاز به اطلاعات دقیق در مورد پروفیل جوی و استفاده از دو باند حرارتی، دمای سطح زمین را با دقت مناسبی اندازه گیری می کند.
 •
شکل (1) : محصول LST- 13980216-1126
 •
بررسی نقشه نهایی دمای سطح زمین بر اساس الگوریتم پنجره مجزا نشان میدهد که :
  1. مناطق با پوشش گیاهی، ارتفاع بالا و پوشیده از برف دارای حداقل مقادیر دمایی بوده و بیش ترین مقادیر دمایی مربوط به نواحی عاری از پوشش گیاهی و ارتفاع کم است.
  2. نواحی سفیدرنگ نشانگر نواحی ابری یا معرف مناطقی هستند که در تاریخ مورد نظر در فریم ‌های دریافتی در ایستگاه فضایی ماهدشت پوشش داده نشده‌اند.
کاربرد LST برای تغییر آب و هوا:
دمای سطح زمین بدست آمده از تصاویر ماهواره ای می تواند برای نظارت بر آب و هوای شهری، بدست آوردن شرایط مرزی جو و درک شرایط محیطی لازم برای حفظ زندگی انسان مورد استفاده قرار گیرد. شهرنشینی باعث می شود دمای هوای محلی و سطح آن چندین درجه بالاتر از دمای مناطق روستایی اطراف افزایش یابد که به این پدیده، جزیره حرارتی شهری (UHI) گفته می شود. دمای محاسبه شده از تصاویر ماهواره ای علاوه بر نظارت بر آب و هوای شهری، برای بررسی عوامل موثر در ایجاد تغییرات در خصوصیات سطحی مانند ظرفیت حرارتی، هدایت گرما و آلبدو بسیار مفید می باشد.

 LST برای بررسی اثرات زمین/جو
تغییرات آب و هوایی، از جمله افزایش دمای سطح، و تغییر در میزان بارش و گرمایش، وضعیت سطح زمین را از نظر رطوبت خاک، آلبیدو و زبری تحت تأثیر قرار می دهد. تغییرات در سطح زمین به نوبه خود تغیرات مهم جوی را به همراه دارد. از آنجا که بخار آب انرژی را به اتمسفر منتقل می کند، شار گرمای نهان ارتباط مستقیمی با تبخیر و تعرق دارد. که ارتباط مهم سیستم آب و هوایی بین سطح زمین و جو را تشکیل می دهد زیرا ناهنجاری های رطوبت خاک از طریق میزان تبخیر و تعرق می تواند به ناهنجاری های بارش تبدیل شود. این اثرات در مورد دوره های بارش می تواند بر وقوع و تداوم شرایط جوی و خشکسالی تأثیر بگذارد و این به نوبه خود در توزیع پوشش گیاهی تأثیر می گذارد، در نتیجه آلبیدو سطح و تبخیر سطح متعاقب آن تغییر می کند.

LST  برای پایش آتش
انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از سوزاندن زیست توده به میزان زیادی CO2 و دیگر گازها را در جو افزایش می دهد. آتش سوزی همچنین نقش مهمی در فرآیندهای تغییر پوشش زمین مانند جنگل زدایی ایفا می کند. بنابراین نظارت بر سطح زمینی که در مقیاس های منطقه ای و جهانی سوخته است بسیار مهم است. برای نظارت بر دمای بالای آتش سوزی های فعال می توان از ابزارهای حرارتی استفاده کرد.محصولLST  بدست آمده از ماهواره نقش مهمی در نظارت بر آتش سوزی، نقشه برداری از منطقه سوخته و بررسی رطوبت مناطق سوخته دارد. یکی دیگر از کاربردهای تشخیص آتش، تخمین میزان رطوبت سوخت زنده (FMC) است که یکی از مهمترین متغیرهای وقوع آتش سوزی، انتشار و کنترل خطر آتش سوزی محسوب می شود.
 •
 شکل (2) :This image shows global fire detections (red) made between July 1996 and August 2010 by the ATSR-2 and AATSR instruments. Credits: ESA
  •
شکل (3) :Fuel Moisture Content derived from NDVI:LST ratio over the mixed tree/grass landscapes of Africa in the 3rd Quarter of 2007  
 •
LST  برای مدل سازی
مقایسه LST محاسبه شده از تصاویر ماهواره ای می تواند نتایجی ارزشمند از عملکرد محصولات LST فعلی ارائه دهد و پیش بینی مدل را بهبود بخشد. در حالی که پارامترهای اصلی روی داده های شبیه سازی شده تأثیر می گذارند، داده های جانبی نیز به همان اندازه مهم هستند. به عنوان مثال، تغییرات زیادی در میزان و خصوصیات ابرهای تولید شده در مدل ها وجود دارد که بر LST تأثیر می گذارد. استفاده از تصاویر با قدرت بالاتر یا مشاهدات با دقت بالا، می تواند نتایج شبیه سازی ها و مدل سازی ها را با ضریب اطمینان بسشتری ایجاد کند. به همین ترتیب اخیراً علاقه زیادی به تلفیق مشاهدات ماهواره ای در مدل های اقلیمی وجود دارد که می تواند از نقاط قوت مشاهدات ماهواره ای و پیش بینی های مدل بهره ببرد.

LST برای کاربردهای زمین شناسی
استفاده از تصاویر حرارتی حاصل از ماهواره ها، برای شناسایی مواد سطح و ویژگی هایی مانند ناهنجاری های زمین گرمایی و انواع سنگ ها، تشخیص و نظارت بر فعالیت های زلزله.  تشخیص و نظارت بر شروع و پیشرفت فعالیت های آتشفشانی، ستون های دود آتشفشان ها و ناهنجاری های حرارتی کاربرد دارد.
  •
 •
و بسیاری کاربردهای دیگر مانند: شناسایی و تفکیک محصولها، مدیریت منابع آب و ...

کلیدواژه ها: سنجش از دور | دمای سطح زمین | rs | مدرسه سنجش از دور | سازمان فضایی ایران | lst | سطح کاربرد | محصول lst |



CAPTCHA

دفعات مشاهده: 158 بار   |   دفعات چاپ: 20 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر