استفاده از تصوير ماهواره‌اي در محاسبه قابليت ديد افقي جو

Using satellite images to calculate atmospheric visibility

كاهش قابليت ديد از اولين اثرات قابل ملاحظه آلودگي هوا بر پديده هاي جوي بشمار مي آيد. در توصيفات هواشناسي قابليت ديد عبارتست از معيار استاندارد شفافيت اتمسفر در طيف مرئي. كاهش ديد موجب مخاطرات ايمني مي شود و از لحاظ ظاهر نيز ناخواسته است. براي بررسي قدرت ديد، محاسبه تيرگي جو مفيد خواهد بود. هواويزها به عنوان مهمترين عامل تيرگي جو، با جذب و پراكنده­سازي نور خورشيد موجب كاهش قابليت ديد در جو مي­شوند.در اين پژوهش با استفاده از روش سنجش از دوري تيرگي جو محاسبه شده است. به اين منظور از تصاوير سنجنده MODIS مستقر بر سكوي Aqua ضخامت نوري هواويز استخراج شده و تصحيحاتي از قبيل رطوبت نسبي و ارتفاع اختلاط بر روي اين پارامتر انجام مي شود و با استفاده از روابط موجود بين ضخامت نوري هواويز و تيرگي جو، پارامتر تيرگي جو محاسبه مي شود.در نهايت بررسي ها در اين تحقيق نشان مي دهد كه بين پارامتر تيرگي جو و كاهش قدرت ديد  جو، يك رابطه خطي با ميزان همبستگي 0/77، وجود دارد كه در مجموع اين همبستگي نشان مي دهد كه براي سنجنده اي با دقت در حد سنجنده MODIS و قدرت تفكيك مكاني آن، قابل قبول مي باشد از مزاياي روش سنجش از دوري در محاسبه تيرگي جو نسبت به ساير روش ها، عدم محدوديت مكاني آن مي باشد. با اين حساب در هر روز در نوبت زماني مي توان قدرت ديد مناطق مختلف را مورد ارزيابي قرار داد. موردي كه بايد به آن اشاره كرد فرضي است كه در اين پژوهش از آن استفاده شدو آن در نظر گرفتن توزيع همگن براي عوامل به وجود آورنده تيرگي جو در محيط تحت پوشش يك پيكسل مي باشد كه تا حدودي ممكن است خلاف واقع باشد.

Introduction Atmospheric visibility distance is a crucial information for transport safety as well as a good evidence of air pollution. Electrooptical sensors such as transmitometers or scatterometers have been developed to measure this environmental parameter. Transmitometers are reliable but are very expensive, which explains why they are deployed at critical places like major airports. The recent development of satellite meteorology has allowed us to estimate spatially and frequently number of basic meteorological parameters. This paper presents the proposed methodology for retrieving visibility values based on the application of aerosol optical thickness algorithm on satellite image data. To calculate the atmospheric visibility, computing Blur atmosphere parameter will be beneficial. Aerosols as the most important factor Blur the atmosphere and absorb sunlight, reducing visibility in the atmosphere. In this study, by Using remote sensing data (aerosol optical thickness), atmospheric blur parameter is calculated.   Methodology  A number of data from various sources were collected for this research, including the historical air quality data sets, MODIS aerosol imagery, and groundbased meteorological measurements. In this work, using the relationship between the optical thickness and atmospheric blur, atmospheric blur parameter calculated evenly. For this, the corrected values of Aerosol Optical Depth (AOD) retrieved from MODIS images are used. Hence the AODs were corrected for the effects of air humidity and the air mixing height.   Results and discussion Atmospheric visibility distance is a property of the atmosphere, which can be remotely sensed by satellite data. In this aim, a linear mapping function between the atmospheric visibility distance and atmospheric blur parameter was planned. In used model, with the help regression analysis, the relationships were detected between atmospheric blur parameter and the atmospheric visibility. According to this study, it is found that there are relatively good correlation between atmospheric blur parameter and atmospheric visibility (R= 0.77). However, in the procedure of atmospheric blur and AOD correction, limitations such as insufficient number of groundbased weather stations and approximate determination of the air mixing height may cause some uncertainties in the proposed method.     Conclusion This paper has proposed model for the estimate of atmospheric visibility. Remotely sensed MODIS AOD, and groundbased measurements of surface temperature and surface relative humidity have been found to be highly significant in the prediction atmospheric visibility. Although MODIS extracted AOD may contain valuable information about atmospheric blur parameter but this parameter is highly affected by the atmospheric conditions where usually it is hard to acquire the weather data during many satellite overpasses.