کاربرد نگاره های سنجنده مودیس برای پایش آلودگی هوای کلان شهر اصفهان
چکیده
یکی از مشکلات جوامع امروزی مسئله آلودگی هوا است. ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر (pm10) از مهم-ترین آلاینده¬های اصلی هوا به شمار می¬روند. به دلیل اندازه¬گیری نقطه¬ای و ناهمگن بودن ایستگاه¬ها، روش¬های پایش زمینی آلاینده¬های هوا به سختی می¬توانند چگونگی پراکنش این آلاینده¬ها را در گستره¬های پهناور روشن نماید. رو در روی اندازه گیری¬های زمینی، کاربرد نگاره¬های ماهواره¬ای که از توان جداسازی بالایی در زمان و مکان برخوردارند، ابزاری کارآمد برای پایش آلودگی هوا به شمار می¬روند. سنجنده modis مستقر بر ماهواره¬های aqua و terra با اندازه¬گیری نمایه aod فرصتی ارزنده برای ارزیابی روزانه هواویزهای جوی فراهم نموده است. پژوهشگران فراوانی دریافته¬اند که مقایسه اندازه¬گیری¬های زمینی با داده¬های aod modis ابزاری مفید برای پایش pm10 و چگونگی الگوی انتقال آنهاست. در بیشتر روزهای سال محصول modis aod برای بخش بزرگی از ایران از جمله شهر اصفهان بدون داده می¬باشد. برای رفع این کمبود این پژوهش برآن است تا با بهره گیری از روش¬های آماری و به کارگیری باندهای حرارتی سنجنده modis مدلی برای برآورد غلظت pm10 برای کلان شهر اصفهان ارائه نماید. در گام نخست مدل¬های رگرسیون خطی aodmodis و dbtmodisبرای شهر زنجان- به عنوان تنها ایستگاه aeronet موجود در ایران که امکان اعتبارسنجی داده¬های aododis را با استفاده از دستگاه sunphotometer فراهم می¬کند- اجرا شد. از مدل aodmodis برای واسنجی توانایی داده¬های باندهای حرارتی modis برای برآورد pm10 در ایستگاه¬هایی که داده aodmodis موجود نیست استفاده شد. یافته¬ها نشانگر آن بود که اختلاف دمای روشنایی(dbt) باندهای bt20-bt21، bt20-bt30، bt31-bt29 وbt31-bt32 از تصاویر سطح اول سنجنده modis با غلظت pm10 ساعتی و روزانه ایستگاه پایش آلودگی هوای زنجان دارای همبستگی معنی داری هستند. سپس بهترین مدل برآورد pm10 با استفاده از dbt باندهای مذکور برای¬ داده¬های روزانه (74/0r=) و ساعتی (82/0r=) بدست آمد. با کاربرد این مدل¬ها توانایی رسم نقشه پراکنش این آلاینده در برای شهر زنجان فراهم شد. مقایسه نقشه های پراکنش آلاینده pm10 بر اساس مدل dbt ( با قدرت تفکیک مکانی 1 کیلومتر) و aod ( با قدرت تفکیک مکانی 10 کیلومتر ) نشان داد مدل dbt در برآورد غلظت pm10 همسو با مدل aod عمل می کند اگرچه مدل dbt به دلیل قدرت تفکیک مکانی بالاتر نسبت به تغییرات pm10 حساسیت بیشتری نشان می دهد. پس از انجام واسنجی¬های لازم برای ایستگاه زنجان مدل dbt برای برآورد غلظت ساعتی pm10 برای کلان شهر اصفهان اجرا و نقشه¬های چگونگی پراکندگی این آلاینده ترسیم شد. نتایج بدست آمده از مدل dbt برای دو شهر اصفهان و زنجان نشان داد این مدل برای زنجان (82/0r hourly=) بهتر از شهر اصفهان (68/0r hourly=) عمل می-کند. با توجه به این که از اختلاف دمای روشنایی طول موج 11و 12 میکرومتر (bt31-bt32) برای تشخیص گرد و غبار در تصاویر ماهواره¬ای استفاده می¬شود می¬توان دریافت ذرات تشکیل دهنده pm10 در زنجان بیشتر شامل ریزگردها می¬باشند در حالیکه ریزگردها سهم کمتری در pm10 در شهر اصفهان دارند.