Đánh giá độ chính xác của các sản phẩm từ kính viễn vọng hình ảnh phân giải trung bình cho các cơn bão bụi trong môi trường bán khô hạn

J. Amanollahi1, S. Kaboodvandpour2, A. M. Abdullah1, M. F. Ramli1
1Department of Environment science, Faculty of Environmental studies, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Malaysia
2University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

Tóm tắt

Các cơn bão bụi có mối liên hệ mạnh mẽ và tiêu cực với chu kỳ mưa hàng năm và trùng khớp với các luồng gió từ hướng tây và tây nam tại khu vực tây và tây nam Iran. Nghiên cứu này khảo sát độ chính xác của các sản phẩm hạt bụi từ kính viễn vọng hình ảnh phân giải trung bình (MODIS). Các sản phẩm từ MODIS bao gồm độ dày quang học của aerosol, hình ảnh tương ứng với các màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương, cùng với độ sáng đã hiệu chỉnh 5 phút của MODIS với băng tần 1 km, cho thấy thông tin môi trường về các hiện tượng trên đất liền, khí quyển và đại dương. Dữ liệu độ dày quang học aerosol hàng ngày được thu thập từ MODIS trong khoảng thời gian từ tháng 5 năm 2009 đến tháng 5 năm 2010 đã được so sánh với lượng hạt bụi đo được ở mặt đất tại Sanandaj, Iran, bằng hệ số tương quan phi tuyến. Kết quả cho thấy rằng độ sáng của MODIS có khả năng phát hiện rõ ràng sự phân bố của các cơn bão bụi và hướng bay của chúng trong khu vực nghiên cứu. Điều kiện chất lượng không khí trong thời gian có bão bụi là không lành mạnh và hệ số tương quan giữa độ dày quang học aerosol của MODIS và nồng độ hạt bụi trong thời gian này cao hơn so với thời gian không có bão bụi. Các giá trị độ dày quang học aerosol từ MODIS dưới 0,1 được đánh giá ở mức độ không chắc chắn. Việc so sánh hình ảnh của MODIS và độ sáng hiệu chỉnh 5 phút với băng tần 1 km cho thấy rằng MODIS có hạn chế trong việc thu thập độ dày quang học aerosol từ cơn bão bụi với nồng độ hạt bụi cao. Nghiên cứu này chỉ ra rằng thuật toán được áp dụng để tinh chế độ dày quang học aerosol không thể nhận diện được lượng hạt bụi ở nồng độ thấp và rất cao một cách nhạy bén. Chưa có nghiên cứu nào trước đây được tiến hành để xem xét độ chính xác của các sản phẩm hạt bụi từ MODIS.

Từ khóa

#bão bụi #độ chính xác #kính viễn vọng hình ảnh phân giải trung bình #aerosol #hạt bụi

Tài liệu tham khảo

Abdulsalam, S.; Bugaje, I. M.; Adefila, S. S.; Ibrahim, S., (2011). Comparison of biostimulation and bioaugmentation for remediation of soil contaminated with spent motor oil. Int. J. Environ. Sci. Tech., 8(1), 187–194 (8 pages). Adamson, I.; Prieditis, H.; Vincent, R., (1999). Pulmonary toxicity of an atmospheric particulate sample is due to the soluble fraction. Toxic. Appl. Pharma., 157(1), 43–50 (8 pages). Baldasano, J. M.; Valera, E.; Jimenez, P., (2003). Air quality data from large cities. Sci. Total Environ., 307(1–3), 141–165 (16 pages). Chrysoulakis, N.; Spiliotopoulos, M.; Domenikiotis, C.; Dalezios, N., (2003). Towards monitoring of regional atmospheric instability through MODIS/Aqua images. In: Proceedings of the International Symposium held at Volos, November, Greece. Chu, D. A.; Kaufman, Y. J.; Zibordi, G.; Chern, J. D.; Mao, J.; Li, C.; Holben, B. N., (2003). Global monitoring of air pollution over land from the earth observing system-terra moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS). J. Geophys. Res., 108(D21), 4661–4679 (19 pages). DOE, (2009). Department of invironment. Sanandaj, Iran. DOE available at: http://kordestan.epo.ir/ Engeli-Cox, J. A.; Christopher, H. H.; Coutant, B. W.; Hoff, R. M., (2004). Qualitative and quantitative evaluation of MODIS satellite sensor data for regional and urban scale air quality. Atmos. Environ., 38(16), 2495–2509 (15 pages). Feng, X. D.; Huang, W. L.; Yang, C.; Dang, Z., (2009). Chemical speciation of fine particle bound trace metals. Int. J. Environ. Sci. Tech., 6(3), 337–346 (10 pages). Garland, R. M.; Yang, H.; Schmid, O.; Rose, D.; Nowak, A.; Achert, P.; Wiedensohler, A.; Takegawa, N.; Kita, K.; Miyazaki, Y.; Kondo, Y.; Hu, M.; Shao, M.; Zeng, L. M.; Zhanng, H. Y.; Andreae, O. M.; Poschi, U., (2008). Aerosol optical properties in a rural environment near the mega-city Guangzhou, China: Implications for regional air pollution, radiative forcing and remote sensing. Atmos. Chem. Phys., 8(17), 5161–5186 (26 pages). Gupta, P.; Christopher, S. A.; Box, M. A.; Box, G. P., (2007). Multiyear satellite remote sensing of particulate matter air quality over Sydney, Australia. Int. J. Rem. Sens., 28(20), 4483–4498 (16 pages). Herut, B.; Nimmo, M.; Medway, A.; Chester, R.; Krom, M. D., (2001). Dry atmospheric inputs of trace metals at the Mediterranean coast of Israel (SE Mediterranean): Sources and fluxes. Atmos. Environ., 35(4), 803–813 (11 pages). Hooshyari, B.; Azimi, A.; Mehrdadi, N., (2009). Kinetic analysis of enhanced biological phosphorus removal in a hybrid integrated fixed film activated sludge process. Int. J. Environ. Sci. Tech., 6(1), 149–158 (10 pages). Hutchison, K. D.; Smith, S.; Faruqui, S. J., (2005). Correlating MODIS aerosol optical thickness data with ground-based PM2.5 observation across Texas for use in a real-time air quality prediction system. Atmos. Environ., 39(37), 7190–7203 (14 pages). Ichoku, C.; Chu, D. A.; Mattoo, S.; Kaufman, Y. J.; Remer, L. A.; Tanre, D.; Slutsker, I.; Holben, B. N., (2002). A spatio-temporal approach for global validation and analysis of MODIS aerosol products. Geophys. Res. Letters., 29(12), 8006–8010 (5 pages). Kampe, T. U., (2008). Data analysis from remote sensing to better constrain emission and transport of carbonaceous aerosol and carbon monoxide resulting from burning processes. Ph.D. Dissertation, Clorado University. USA. Kaufman, Y. J.; Ichoku, C.; Giglio, L.; Korontzi, S.; Chu, D. A.; Hau, W. M.; Li, R. R.; Justice, C. O., (2003). Fire and smoke observed from earth observing system MODIS instrument products, validation, and operational use. Int. J. Rem. Sens., 24(8), 1765–1781 (17 pages). King, M. D.; Paul Menzel, W.; Kaufman, Y. J.; Tanre, D.; Gao, B. C.; Platnick, S.; Ackerman, S. A.; Remer, L. A.; Pincus, R.; Hubanks. P. A., (2003). Cloud and erosol properties, precipitable water, and profiles of temperature and water vapor from MODIS. IEEE Geosci. Remote, 41(2), 442–458 (17 pages). Krewski, D.; Bumett, R. T.; Goldberg, M. S.; Hoover, K.; Siemiatycki, J.; Jerrett, M.; Abrahamowicz, A.; White, W. H., (2000). Reanalysis of the Harvard Six Cities Study and the american cancer society study of particulate air pollution and mortality: A special report of the institute’s particle epidemiology reanalysis project., Cambridge MA. Health effects institute. Available at: http://pubs.healtheffects.org/getfile.php Liu, R.; Huza, M. A., (1995). Filtration and indoor air quality: A practical approach. ASHRAE J., 36(5), 18–23 (6 pages). Liu, Y., (2008). The application of satellite remote sensing in estimating fine particle concentration. Ph.D. Dissertation, Harvard University, USA. Martin, R. V., (2008). Satellite remote sensing of surface air quality. Atmo. Environ., 42(34), 7823–7843 (21 pages). Mazzoni, D.; Logan, J.; Diner, D.; Kahn, R.; Tong, L.; Li, Q., (2007). A data-mining approach to associating MISR smoke plume heights with MODIS fire measurements. Rem. Sen. Environ., 107(1–2), 138–148 (11 pages). NASA, (2009). National Aeronautics and Space Administration. Available at: http://terra.nasa.gov/FactSheet/Aerosols, http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/MODIS, http://terra.nasa.gov, http://aqua.nasa.gov, http://modis-ocean.gsfc.nasa.gov/userguide.html NASA, (2010). National Aeronautics and Space Administration. Available at: http://gcmd.nasa.gov/records/GCMD_MOD021KM.html Nicolantinio, W. D.; Cacciari, A.; Bolzacchini, V.; Ferrero, V.; Volta, M.; Pisoni, E., (2007). MODIS aerosol optical properties over north Italy for estimating surface-level PM2.5. Proc. Envisat Symposium 23–27 April, Montreux, Switzerland. Odabasi, M.; Bagiroz, H. O., (2002). Sulfate dry deposition fluxes and overall deposition velocities measured with a surrogate surface. Sci. Total Environ., 297(1–3), 193–201 (9 pages). Quan, J.; Zhang, X.; Zhang, Q.; Guo, J.; Vogt, R. D., (2008). Importance of sulfate emission to sulfur deposition at urban and rural sites in China. Atmos. Res., 89(3), 283–288 (6 pages). Remer, L. A.; Kaufman, Y. J.; Tanre, D.; Mattoo, S.; Chu, D. A.; Martins, J. V.; Li, R. R.; Ichoku, C.; Levy, R. C.; Kleidman, R. G.; Eck, T. F.; Vermote, E.; Holben, B. N., (2005). The MODIS aerosol algorithm, products and validation. J. Atmos. Sci., 62(4), 947–973 (27 pages). Roshan, Gh. R.; Ranjbar, F.; Orosa, J. A., (2010). Simulation of global warming effect on outdoor thermal comfort conditions. Int. J. Environ. Sci. Tech., 7(3), 571–580 (10 pages). Seinfeld, J. H.; Pandis, S. N., (1998). Atmospheric chemistry and physics-from air pollution to climate change. John Wiley and Sons, 1054–1088 (35 pages). Sohrabinia, M.; Khorshiddoust, A. M., (2007). Application of satellite data and GIS in studying air pollution in Tehran. Habitat Int., 31(2), 268–275 (8 pages). Thurston, G. D.; Kazuhiko, I.; Hayes, C. G.; Bates, D. V.; Lippmann, M., (1994). Respiratory hospital admissions and summertime haze air pollution in Toronto, Ontario: Consideration of the role of acid aerosols. Environ. Res., 65(2), 271–290 (20 pages). Wang, J.; Christopher, S. A., (2003). Inter comparison between satellite-derived aerosol optical thickness and PM 2.5 mass: Implication for air quality studies. Geophys. Res. Letters, 30(21), 2095–2099 (5 pages). Wang, T., Li; S. Jiang, F.; Gao, L., (2006). Investigations of main factors affecting tropospheric nitrate aerosol using a coupling model. China Particuology, 4(6), 336–341 (6 pages). WHO, (2005). Air quality guidelines global update 2005. World Health Organization. Report on a working group meeting 18–20 October, Bonn, Germany. Group Williams, R.; Suggs, J.; Rea, A.; Leovic, K.; Vette, A.; Croghan, C.; Sheldon, L.; Rodes, Ch.; Thomburg, J.; Ejire, A.; Herbst, M.; Sanders, W., (2003). The research triangle park particulate matter panel study: PM mass concentration relationships. Atmos. Environ., 37(38), 5349–5363 (15 pages). Yassin, M. F.; Almouqatea, S., (2010). Assessment of airborne bacteria and fungi in an indoor and outdoor environment. Int. J. Environ. Sci. Tech., 7(3), 535–544 (10 pages). Yun, H. J.; Yi, S. M.; Kim, Y. P., (2002). Dry deposition fluxes of ambient particulate heavy metals in a small city, Korea. Atmos. Environ., 36(35), 5449–5458 (10 pages).