شناسایی و طبقه‌بندی مناطق گردوغباری در خاورمیانه با استفاده از تلفیق ویژگی‌های انعکاسی و مادون قرمز حرارتی سنجنده‌ی MODIS

Abstract

طوفان­های گردوغبار، سالانه حجم عظیمی از ذرات معلق را وارد جو زمین می­کنند. وجود این ذرات معلق در هوا باعث افزایش بیماری­های تنفسی، چشمی، قلبی- عروقی و ... می­شود. فراوانی و شدت وقوع این پدیده­ی زیست محیطی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان از جمله خاورمیانه در سال­های اخیر در حال افزایش است. جهت بررسی و مطالعه­ی مناطق تحت پوشش غبار، استفاده از ابزارها و تکنیک­های مناسب همچون سنجش از دور ضروری به نظر می­رسد. در این تحقیق با استفاده از پردازش داده­های سنجنده­ی MODIS، اقدام به ردیابی و طبقه­بندی مناطق تحت پوشش غبار در خاورمیانه شده است. اختلاف در میزان گسیل­مندی ذرات گردوغبار در محدوده­ی امواج مادون قرمز حرارتی به شکل مؤثری نواحی گردوغباری را متمایز می­نماید. در این مطالعه، شاخص D که ویژگی­های انعکاسی و اختلاف دمای روشنایی بین طول موج­های 11 و 12 میکرومتر را تلفیق می­کند برای 28 تصویر ماهواره­ای مربوط به روزهای غباری سال­های 1387 و 1388 (2008 و 2009) منطقه خاورمیانه محاسبه شد. نتایج نشان داد که پارامتر D برای تفکیک مناطق گردوغباری از روی تصاویر MODIS بسیار مناسب است. در ادامه، رابطه­ی این پارامتر با داده­های هواشناسی، قابلیت دید استخراج شد. نتایج نشان داد که رابطه­ی بین داده­های قابلیت دید و پارامتر D در منطقه­ی خاورمیانه به صورت تابع نمایی با همبستگی 68/0 است. با استفاده از این رابطه، نقشه­های قابلیت دید از نقشه­های پارامتر D با درصد خطای مطلق 6/45% استخراج گردید. با توجه به پیچیدگی مسئله و وسعت منطقه و تنوع آب و هوایی موجود، مدل دارای هم­بستگی 68/0 و خطای 6/45% مناسب به نظر می­رسد. در نتیجه­ی شدت واقعه طوفان گردوغبار، میزان دید کاهش می­یابد و بر این پایه، نقشه­های قابلیت دید بسته به میزان قابلیت دید به نواحی مختلف گردوغباری طبقه‌بندی شدند. این روش طبقه­بندی از تلفیق روش­های مختلف طبقه­بندی گردوغبار بر حسب قابلیت دید برای منطقه­ی خاورمیانه توسعه داده شده است که در آن، گردوغبار به پنج گروه گرد وغبار معلق، گرد وغبار پخش شده، طوفان گردوغبار سبک، طوفان گردوغبار متوسط، و طوفان گردوغبار ضعیف تا شدید طبقه­بندی می­شود.