ابرناکی

سودمندی و اعتبار داده های ماهواره ای به طور قوی به شرایط جوی وابسته است. گرد و غبارهای جوی، گازها و بویژه حضور ابرها می تواند به طور قابل توجهی بر انرژی بازتابیده از سطح اثر گذاشته و قرائت سنجنده های اپتیکی را با خطا مواجه سازند. پیکسل های آلوده به ابر اغلب بازتابندگی پوشش های زمینی را افزایش داده و دمای آن ها را پایین تر از مقدار واقعی خود نشان می دهند. ابرهای کوچک تر از ابعاد پیکسل که قابل مشاهده نیستند، باعث افزایش بازتابندگی پیکسل شده و ایجاد خطا می کنند. با توجه به این که ابرهای مختلف برهم کنش های مختلفی با طیف های مختلف دارند، می توان با ترکیب و آنالیز باندهای مختلف طیفی MODIS میزان ابرناکی بودن پیکسل را تعیین کرد. با استفاده از این روش می توان پیکسل های آلوده به ابر را سریع تر و با روشی ساده تر تعیین کرد. الگوریتم MODIS Cloud Mask به وسیله آکرمن و همکاران در سال 2006 ارائه شد. در این تحقیق انخست اقدام به شناسایی پیکسل های ابری در تصویر MODIS به کمک مدل پنج مرحله ای موجود در MODIS Cloud Mask شد و در ادامه برای ارتقای مدل و تعیین درصد ابر موجود در یک پیکسل برای ابرهای کوچک تر از ابعاد پیکسل با استفاده از دمای درخشندگی باند 14 سنجنده ASTER (BT14) در داخل پیکسل دمای درخشندگی باند 31 سنجنده MODIS (BT31) جستجو و درصد پوشش ابری هر پیکسل به دست آمد. ارزیابی مدل حکایت از همبستگی بالای بیش از 93/0 بین میزان واقعی کسر پوشش ابر موجود در تصویر ASTER و میزان اندازه گیری شده را به وسیله مدل دارد که باتوجه به قدرت تفکیک مکانی پایین سنجنده MODIS، بسیار امیدوار کننده است.

سپیدایی از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻣﻮرد ﻧیﺎز در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت زیﺴﺖ ﻣﺤیﻄی و آب و ﻫﻮایی به شمار می رود؛ ازاین رو، بررسی رفتار زمانی و مکانی آن می تواند ابزاری برای شناخت تغییرات محیطی باشد. ﺳﻨﺠﻨﺪه مودیس سپیدایی ﺳﻄﺢ زﻣیﻦ را به طور ﻣﺴﺘﻤﺮ، در ﻣﻘیﺎﺳی ﺟﻬﺎﻧی و ﺑﺎ ﻗﺪرت ﺗﻔکیک ﻣکﺎﻧی مناسب ﺗﻮﻟیﺪ و در دسترس پژوهشگران ﻗﺮار داده است. در این پژوهش، برای واکاوی موانع برداشت/ دیدبانی سپیدایی ایران زمین، نخست داده های روزانه سپیدایی سنجنده مودیس در محدوده ایران، در بازه زمانی 1/1/1379 تا 10/10/1397 و به مدت 6867 روز، از تارنمای مودیس استخراج شد. پس از موزاییک کردن کاشی ها، فراوانی بلندمدت دیدبانی های سپیدایی ایران زمین برای هریک از فصل های سال جداگانه محاسبه شد. یافته ها نشان داد که عوامل محدودکننده دیدِ ماهواره، در زمان ها و مکان های گوناگون، متفاوت است؛ به طوری که در فصل تابستان، به ویژه در کرانه های دریای عمان، رطوبت نقش محدودکننده دارد. درحالی که در فصل زمستان، به خصوص در رشته کوه های البرز و زاگرس، ابرناکی عامل محدودکننده به حساب می آید. گذشته از عوامل رطوبت و ابرناکی، ریزگردها نیز عامل محدودکننده برداشت سپیدایی شناخته می شوند. بررسی های انجام شده روی 394 ایستگاه زمینی اثبات کرد، در زمانی که ماهواره نتوانسته است سپیدایی را اندازه گیری کند، در بیش از 70% موارد، عوامل یادشده گزارش شده است.

هدف از این پژوهش بررسی تغییرات زمانی و توزیع مکانی پوشش کلی ابرناکی در حوضه ی آبریز دریاچه ی ارومیه می باشد. به منظور رسیدن به اهداف این تحقیق از داده های مشاهداتی پوشش کلی ابرناکی در 5 ایستگاه منتخب هواشناسی و از محصول پوشش کلی ابرناکی (CFFCM) سنجنده مودیس(ترآ و آکوا) استفاده شد. مقادیر ابرناکی مشاهداتی منطبق بر استاندارد ایکائو (ICAO) به پنج کلاسه آسمان بدون ابر، کمی ابری، قسمتی ابری، نیمه ابری و تمام ابری طبقه بندی شده و به بررسی تغییرات ابرناکی پرداخته شد. همچنین به منظور بررسی ارتباط بین پوشش کلی ابرناکی با عناصر بارش، دما، تبخیر و ساعات آفتابی از آزمون همبستگی پیرسون استفاده شد. یافته های پژوهش نشان داد که در منطقه مورد مطالعه اغلب آسمان صاف (7/28%) و کمی ابری (9/23%) است و تنها در حدود 30 درصد از موارد شرایط نیمه ابری و تمام ابری مشاهده می گردد. در بررسی روند فراوانی رخداد هر یک از کلاسه های ابرناکی مشخص شد که در اغلب موارد روند افزایشی در کلاسه های صاف و کمی ابری و در مقابل روند کاهشی در کلاسه های نیمه ابری و تمام ابری رخ داده است. مطالعه ضرایب همبستگی بین پوشش کلی ابرناکی با پارامترهای اقلیمی نشان داد رابطه مستقیم و معنی داری بین ابرناکی با بارش سالانه و رابطه معکوس با دما، تبخیر و ساعات آفتابی وجود دارد که این رابطه در مورد دمای سالانه ضعیف تر از بقیه پارامترها بوده و همچنین رابطه های ایجاد شده با داده های مشاهداتی منطقی تر از داده های ماهواره ای است. بررسی پراکندگی مکانی میانگین ابرناکی فصلی نشان داد ابرناکی در فصل زمستان و پاییز با فصل بهار و مخصوصاً تابستان متفاوت است. بالاترین مقدار ابرناکی زمستانه (تابستانه) در نیمه جنوبی (شمالی) حوضه آبریز دریاچه ارومیه مشاهده می گردد و این چینش با جریان های همدیدی فصلی و پراکندگی ارتفاعات انطباق دارد.

ابرها به عنوان یکی از پیچیده ترین و تأثیرگذارترین متغیرهای سیستم آب و هوا، علاوه بر تغییر در بیلان انرژی، در توزیع زمانی و مکانی بسیاری از متغیرهای اقلیمی موثر هستند. از سوی دیگر از آنجا که ابرها دارای تغییرات زمانی و مکانی بسیاری هستند، لذا بررسی رفتار آنها بسیار حائز اهمیت می باشد. از این رو هدف از پژوهش حاضر، بررسی و تحلیل چرخه های ابرناکی سالانه در ایران و آشکارسازی رفتارهای آشکار و نهان سری زمانی آن است. بدین منظور از داده های روزانه متغیر ابر برگرفته از سازمان هواشناسی کشور طی یک دوره 31 ساله برای تعداد 30 ایستگاه استفاده شد. جهت بررسی روند داده ها، آزمون ناپارامتری تخمین گر شیب سن در سطح اطمینان 95 درصد به کار گرفته شد. نتایج تحلیل روند داده ها و مقدار معناداری آنها حاکی از تغییرات معنادار کاهشی در 16 ایستگاه و تغییرات معنادار افزایشی در 3 ایستگاه است و در سایر ایستگاه ها هیچ روند معناداری مشاهده نشد. به منظور تحلیل همسازها و استخراج چرخه های معنادار از روش تحلیل طیفی بهره گرفته شد و نمودارهای دوره نگار با فاصله اطمینان 95 درصد ترسیم شدند. نتایج نشان داد ایستگاه هایِ شامل یک چرخه معنادار دارای بالاترین فراوانی و بیشتر در مناطق جنوب، مرکز، شرق و شمالشرق بوده است و ایستگاه های چند چرخه ای با فراوانی کمتر در مناطق شمال، شمالغرب و جنوب غرب کشور مشاهده شد. همچنین با محاسبه سهم واریانس هر چرخه بیشترین سهم واریانس برای همساز چهاردهم و بیشترین دوره های بازگشت برای دوره های 5-2 ساله با احتمال رخداد 32 درصد و کمترین آنها مربوط به دوره های بیش از 10 ساله با احتمال رخداد 6 درصد بدست آمد.