پایش «آلودگی هوا» با فناوری نوین سنجش از دور
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی انجمن علمی اقتصاد شهری ایران، امروزه آلودگی هوا از معضلات اصلی زیست محیطی به شمار می آید. ویژگی های آئروسل از طریق سنجش زمینی و فضایی قابل اندازه گیری است. پس یکی از روش های کنترل و پایش میزان آلودگی هوا داده های ایستگاه های سنجش آلودگی است.
این ایستگاه ها بصورت ساعتی پارامترهایی از قبیل گوگرد، دی اکسید کربی، ذرات معلق و... را اندازه گیری می کنند. ذرات معلق هوا (PM) اصطلاحی است که برای توصیف ذرات جامد و مایع پراکنده شده در هوا استفاده می گردد. داده های ایستگاه های زمینی دقت بالایی دارند ولی به صورت گسسته جمع آوری می شوند. به علت توزیع غیر یکنواخت و تعداد کم آن ها در مناطق شهری برای سنجش آلودگی هوا در سطح وسیع مناسب نمی باشند. این داده ها به علت نقطه ای بودن فقط در محدوده ی اطراف ایستگاه صدق می کنند. از معایب دیگر داده های زمینی هزینه ی بسیار بالای نصب و نگهداری ایستگاه های سنجش آلودگی می باشد.
داده‌های ماهواره‌ای به علت پیوستگی و وسعت زیاد مکمل خوبی برای داده‌های زمینی هستند. مشکل روش های سنجش از دور این است که در آنها اندازه گیری مستقیم مشخصات آئروسل ها امکان پذیر نیست. اما مزیت مهم آنها امکان اندازه گیری در شرایط طبیعی و فراهم کردن اطلاعات از کل سیستم آلودگی در سطوح وسیع از طریق ماهواره هاست. در واقع راه حل پایش وسیع آلودگی و منشا ایجاد آن، فقط از طریق بررسی رفتار اپتیکی آئروسل ها امکان پذیر است.
برای بررسی ماهواره ای آلاینده های جوی به خصوص ذرات معلق موجود در جو از پارامتر عمق نوری آئروسل (AOD) که یکی از محصولات سطح دوم سنجنده ی مادیس می باشد، استفاده می شود. سنجنده ی مادیس یکی از سنجنده های اپتیکی است، که با داشتن ۳۶ باند و تصویر برداری روزانه از سطح زمین برای بررسی تغییرات اقلیمی و هواشناسی مانند آلودگی، بسیار مناسب است.
استخراج اطلاعات کمی درباره آئروسل ها از داده های سنجنده مادیس نیازمند الگوریتم ها و محاسبات پیچیده ای است که ناسا این پردازش ها را انجام داده و نتایج را بصورت رایگان به کاربران ارائه می دهد.
محصول عمق اپتیکی سنجنده ی مادیس مجموع ضرایب خاموشی و کاهش عبور از جو برای یک طول موج خاص در هر لایه از جو و معیاری از میزان آئروسل های موجود در جو است. از آنجا که میزان جذب و پراکنش نور را می توان از مقدار کاهش شدت نور مستقیم خورشید تعیین کرد، این مقدار تا حدودی مشخص کننده کیفیت هوا است. مقادیر بیشتر AOD بیانگر انباشت بیشتر آئروسل ها در ستون جو و در نتیجه دید افقی کمتر است.
خصوصیات نوری آئروسل ها از قبیل ضخامت نوری (AOD) در درک تاثیرات ریزگرد های اتمسفری، بر تغییرات اقلیم بسیار حیاتی هستند. مطالعات زیادی در زمینه همبستگی داده های ضخامت نوری و میزان غلظت PM موجود در هوا صورت گرفته است. این مطالعات شامل رابطه خطی، مدلسازی آماری و شیمیایی انتقال ذرات، رگرسیون چندگانه و شبکه های عصبی هستند، که همه آنها به کارایی محصول AOD برای پایش و منشأ یابی آلودگی اشاره دارند.
