تأثير رطوبت جو در برآورد مشخصه‌هاي وارونگي دمايي از تصاوير ماهواره‌اي MODIS

حامد کاچار, محمدرضا مباشري, علي‌اکبر آبکار, مجيد رحيم‌زادگان

چکیده


وارونگي دمايي زماني رخ مي‌دهد که در تروپوسفر و تا ارتفاعي مشخص، با افزايش ارتفاع، دما افزايش يابد. از مشخصه‌هاي وارونگي دمايي، پارامترهاي قدرت و عمق وارونگي دمايي است. قدرت وارونگي به اختلاف دمايي بين قلة وارونگي و سطح زمين اطلاق مي‌شود و ارتفاع متناظر با اين اختلاف دمايي، عمق وارونگي نام دارد. راهکار متداول براي تعيين اين مشخصه‌ها، اندازه‌گيري‌هاي ميداني به‌وسيلة راديوساند است، که نوعي اندازه‌گيري نقطه‌اي در جو قلمداد مي‌شود. به‌منظور مدل‌سازي براي استخراج مشخصه‌هاي وارونگي دمايي از تصاوير ماهواره‌اي مي‌توان ارتباط بين اختلاف دماي درخشندگي زوج باندهاي مختلف با قدرت و عمق وارونگي دمايي منتج از داده‌هاي راديوساند را به‌دست آورد. در پي شايع‌بودن پديدة وارونگي دمايي در شهر تهران، ايستگاه هواشناسي فرودگاه مهرآباد تهران به‌عنوان منطقة نخست مورد مطالعه انتخاب شد. ضرايب همبستگي خطي به‌دست‌آمده بين اختلاف دماي درخشندگي زوج باندهاي مختلف با عمق و قدرت وارونگي محاسبه‌شده از داده‌هاي راديوساند بسيار ضعيف بود که مي‌تواند ناشي از تغييرات زياد بخارآب جو و قدرت و عمق وارونگي دمايي نسبتاً ضعيف روي‌داده در تهران باشد. براي اثبات فرضية مذکور، در ادامة روند تحقيق حاضر، عوامل مؤثر در افزايش ضريب همبستگي خطي بين اختلاف دماي درخشندگي زوج باندهاي مذکور با عمق و قدرت وارونگي محاسبه‌شده از داده‌هاي راديوساند بررسي شدند. با توجه به روي‌دادن وارونگي‌هاي عميق‌ و قدرتمند‌تر در منطقة کرمانشاه درمقايسه با تهران، اين منطقه به‌عنوان منطقة دوم مورد مطالعه انتخاب شد. افزايش ضرايب همبستگي محاسبه‌شده براي کرمانشاه نشان‌دهندة تأثير عامل ميزان قدرت و عمق وارونگي دمايي است. براي مثال، ضريب همبستگي بين BT7.2-BT11 با قدرت و عمق وارونگي دمايي در تهران به‌ترتيب 16/0 و 32/0 و در کرمانشاه به‌ترتيب 51/0 و 70/0 است. به‌منظور بررسي تأثير ميزان بخار آب موجود در جو بر ضرايب همبستگي، با توجه به آنکه ميزان بخار آب موجود در جو طي فصول سرد کمتر از فصول گرم است، داده‌هاي تهران و کرمانشاه به دو دستة تمام فصول و فصول سرد تقسيم شدند. افزايش ضرايب همبستگي محاسبه‌شده براي تهران و کرمانشاه طي فصول سرد نشان‌دهندة تأثير عامل ميزان بخار آب موجود در جو است. به‌عنوان نمونه، ضريب همبستگي بين BT7.2-BT11 با قدرت و عمق وارونگي دمايي در کرمانشاه براي تمامي فصول به‌ترتيب 51/0 و 70/0 و طي فصول سرد به‌ترتيب 78/0 و 85/0 است.


واژگان کلیدی


وارونگي دمايي، رطوبت، تصاوير ماهواره‌اي، راديوساند، ضريب همبستگي.

تمام متن:

PDF

منابع و مآخذ مقاله


پوراحمد، ا.، 1377، نقش اقلیم و ساختار جغرافیایی در آلودگی هوای شهر تهران، پژوهش‌های جغرافیایی، شمارة 34.

جهانبخش اصل، س.، روشنی، ر.، 1392، بررسی وضعیت و شدت وارونگی‌های سطح پایین شهر تبریز طی دورة 2004 تا 2008، فصلنامة تحقیقات جغرافیایی، سال 28، شمارة 4، صص. 54-45.

کریمی، م.، درخشان، ح.، 1384، بررسی وارونگی دمایی (اینورژن) در شهر اصفهان، مجموعه مقالات دوازدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، صص. 6-1.

مباشری، م.ر.، 1379، آشنایی با فیزیک هوا، انتشارات بهنشر (آستان قدس رضوی).

هدایت، پ.، لشکری، ح.، 1385، تحلیل الگوی سینوپتیکی اینورژن‌های شدید شهر تهران، پژوهش‌های جغرافیایی، شمارة 56، صص. 82-65.

Baker, D., Enz, J. & Paulus, H., 1969, Frequency, Duration, Commencement Time and Intensity of Temperature Inversion at St. Paul-Minneapolis, Journal of Applied Meteorology, Vol. 8, PP. 747-753.

Bonne, J.L., Delmotte, V.M., Cattani, O., Delmotte, M., Risi, C., Sodemann, H. & Steen Larsen, C., 2014, The Isotopic Composition of Water Vapor and Precipitation in Ivittuut, Southern Greenland, Journal of Atmospheric Chemistry and Physics, 14, PP. 4419-4439.

Bourne, S.M., Bhatt, U.S., Zhang, J. & Thoman, R., 2009, Surface-based Temperature Inversions in Alaska from a Climate Perspective, Atmospheric Research, PP. 353-366.

Bradley, R.S. & Keiming, F.T., 1993, Recent Changes in the North American Arctic Boundary Layer in Winter, Journal of Geophys, 98, PP. 8851-8858.

Bradley, R.S., Keiming, F.T. & Diaz., H.F., 1992, Climatology of Surface-based Inversions in the North American Arctic, Journal of Geophys, 97, PP. 699-712.

Devasthale, A., Willen, U., Karlsson, K.G. & Jones, C.G., 2010, Quantifying the Clear-sky Temperature Inversion Frequency and Strength over the Arctic Ocean during Summer and Winter Seasons from AIRS Profiles, the Journal Atmospheric Chemistry and Physics, 10, PP. 5565-5572.

Hudson, S.R. & Brandt, R.E., 2005, A Look at the Surface-based Temperature Inversion on the Antractic Plateau, Journal of Climate, 18, PP. 1673-1696.

Hudson, S.R., Town, M.S., Walden, V.P. & Warren, S.G., 2004, Temperature, Humidity, and Pressure Response of Radiosondes at Low Temperature, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 221, PP. 825-836.

Iacobellis, S.F., Norris, J.R., Kanamitsu, M., Tyree, M. & Cayan, D.C., 2009, Climate Variability and California Low-level Temperature Inversions, California Climate Change Center, PP. 1-47.

Jensen, J., 2007, Remote Sensing of the Environment an Earth Resource Perspective, Prentice Hall series in geographic information science, Second Edition.

Kahl, J.D., 1990, Characteristics of the Low-level Temperature Inversion along the Alaskan Arctic Coast, International Journal of Climatology, Vol. 10, PP. 537-548.

Kahl, J.D., Serreze, M.C. & Schnell, R.C., 1992, Low-level Tropospheric Temperature Inversions in the Canadian Arctic, Atmos-Ocean, 30, PP. 511-529.

Kaplan, L.D., 1959, Inference of Atmospheric Structure from Remote Radiation Measurements, Journal of the Optical Society of America, 49, 1004 pages.

King, J.I.F., 1956, The Radiative Heat Transfer of Planet Earth; Scientific Use of Earth Satellites, University of Michigan Press, Ann Arbor, Michigan, PP. 133-136.

Liu, Y. & Key, J., 2003, Detection and Analysis of Clear Sky, Low-level Atmospheric Temperature Inversion with MODIS, J. Atoms. Oceanic Technol, No. 20, PP. 1727-1737.

Liu Y., Key, J.R., Schweiger, A. & Francis, J., 2006, Characteristics of Satellite – Derived Clear Sky Atmospheric Temperature Inversion Strength in the Arctic, 1980 – 96, Journal of Climate, Vol. 19.

Mahesh, A., Walden, V.P. & Warren, S.G., 1997, Radiosonde Temperature Measurements in Strong Inversions: Correction for thermal lag based on an experiment at South Pole, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 14, PP. 45-53.

Rahimzadegan M. & Mobasheri M.R., 2010, An Attempt for Improving MODIS Atmospheric Temperature Profiles Products in Clear Sky, Meteorological Application, 10.1002/met.221.

Seemann, S.W., Borbas, E.E., Menzel, W.P. & Gumley, L.E., 2006, Modis Atmospheric Profile Retrieval Algorithm Theoretical Basis Document, MOD07/MYD07 ATBD C005, Version 6.

Seemann, S.W., Li, J., Menzel, W.P. & Gumley, L.E., 2003, Operational Retrieval of Atmospheric Temperature, Moisture, and Ozone from MODIS Infrared Radiances, J. Appl. Meteor, 42, PP. 1072-1091.

Walden, V.P., Mahesh, A. & Warren, S.G., 1996, Comment on Recent Changes in the North American Arctic Boundary Layer in Winter, Journal of Geophys, 101,

PP. 7127-7134.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.