της παγκόσμιας μεταβολής

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "της παγκόσμιας μεταβολής"

Μέδουσα Καλλιγένεια Παπακώστας
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Κύκλος ενημερωτικών διαλέξεων «Έρευνα στο Τμήμα Φυσικής» Δορυφόροι-κατάσκοποι της παγκόσμιας μεταβολής Δημήτρης Μπαλής Επίκουρος Καθηγητής Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Τμήμα Φυσικής, ΑΠΘ ΑΠΘ 8 Απριλίου

2 Δομή παρουσίασης Ποιό είναι το πρόβλημα Τι «εργαλεία» υπάρχουν για τη διερεύνηση του Πως συμβάλλουν οι δορυφόροι και τι δυνατότητες παρέχουν Παγκόσμια και περιφερειακά παραδείγματα εφαρμογής Η εμπλοκή του Τμήματος Φυσικής ΑΠΘ 8 Απριλίου

3 Περιβαλλοντικά προβλήματα και επίπεδο ανάπτυξης ΑΠΘ 8 Απριλίου

4 Είναι το πρόβλημα τοπικό? Βικτωριανό Λονδίνο Βιομηχανική περιοχή στη Γερμανία (1870) Αιθαλομίχλη στο Πεκίνο 2005 Los Angeles Φωτοχημική αιθαλομίχλη ΑΠΘ 8 Απριλίου

5 Όξινη βροχή Η αριθμητική επίλυση της εξίσωσης κίνησης του αέρα υπό κατάλληλες συνθήκες προβλέπει ότι οι ρύποι μπορούν να μεταφερθούν σε μεγάλες αποστάσεις! Κάποια αδρανή αέρια μπορούν να καλύψουν σχεδόν όλο τον πλανήτη... ΑΠΘ 8 Απριλίου

6 ... οπότε μπορούν να οδηγήσουν σε αλλαγές στον ισοζύγιο της ακτινοβολίας ΑΠΘ 8 Απριλίου

7 Η κατανόηση φαινόμενων όπως: Παγκόσμια Θέρμανση και επιπτώσεις Παγκόσμια σκίαση και επιπτώσεις Τρύπα του όζοντος στην Ανταρκτική Μείωση του όζοντος αύξηση της UV-B Διασυνοριακή-Διηπειρωτική ρύπανση Απαιτούν σε βάθος χρόνου συνεχείς μετρήσεις της σύστασης της ατμόσφαιρας σε παγκόσμια κλίμακα και με μεγάλη ακρίβεια. Τι εργαλεία έχουμε για αυτό το σκοπό? ΑΠΘ 8 Απριλίου

8 Τι εργαλεία έχουμε? ΑΠΘ 8 Απριλίου

9 Τη συγκέντρωση ενός αερίου στην ατμόσφαιρα μπορούμε να την μετρήσουμε με δύο βασικούς τρόπους: Επι τόπου (in situ) Η μέτρηση έχει υψηλή ακρίβεια αλλά είναι ενδεικτική για ένα συγκεκριμένο σημείο στο χώρο. Χρήσιμες για τοπικά προβλήματα, δαπανηρές για ανάπτυξη δικτύων με αμφίβολη χρονική και χωρική κάλυψη. Τηλεπισκόπηση (remote sensing) μέτρηση από απόσταση Εχουμε μετρήσεις σε περιοχές χωρίς άμεση πρόσβαση Μπορούμε ταυτόχρονα να μετρήσουμε περισσότερες από μια παραμέτρους Μπορούμε να έχουμε παγκόσμια κάλυψη Αυτοματοποιημένες και μακροπρόθεσμα λιγότερο δαπανηρές ΑΠΘ 8 Απριλίου

10 Ενεργή Τηλεπισκόπηση: Χρήση τεχνητών πηγών ακτινοβολίας Ήχος: SONAR Ραδιοκύματα: RADAR (RAdio Detection And Ranging) Ακτινοβολία laser: LIDAR (LIght Detection And Ranging) Λευκό φώς: DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) Παθητική Τηλεπισκόπηση: Χρήση φυσικών πηγών ακτινοβολίας Ήλιος Σελήνη Αστέρια Θερμική εκπομπή Πλατφόρμες Επίγειες Αεροπορικές Αερόστατα-μπαλόνια Διαστημικό λεωφορείο Δορυφόροι ΑΠΘ 8 Απριλίου

11 Ακτινοβολία Δορυφορική Τηλεπισκόπηση Μεταβολές στην ακτινοβολία Επαλήθευση Αντικείμενο προς μέτρηση Αισθητήρας Παραδοχές Μέτρηση ΑΠΘ Θεωρητικό πρότυπο Ανάλυση δεδομένων ΑΠΘ Τελικό αποτέλεσμα ΑΠΘ 8 Απριλίου

12 Παθητική τηλεπισκόπηση E λ ( T ) = 2πhc 5 hc λ exp 1 ktλ 2 Wavelength λ I I i I I I I I I I I I I I 1km 100m 10m 1m 0.1m 10cm 1cm 1mm 0.1mm 10μm 1μm 0.1μm 10nm 1nm Radiowaves Microwaves thermal X-ray Infrared Visible Ultraviolet Interaction of electromagnetic Rotation Vibration Electron radiation with matter Transition Απορρόφηση Διέγερση Επανεκπομπή ΑΠΘ 8 Απριλίου

Διάδοση ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα Στο όριο της ατμόσφαιρας Στην ατμόσφαιρα απορροφάται di = -I 0 σ a (λ) n ds I o = Σκεδάζεται ελαστικά... Δεν είναι και η καλύτερη δυνατή πηγή.

13 Διάδοση ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα Στο όριο της ατμόσφαιρας Στην ατμόσφαιρα απορροφάται di = -I 0 σ a (λ) n ds I o = Σκεδάζεται ελαστικά... Δεν είναι και η καλύτερη δυνατή πηγή... Γεμάτη γραμμές Fraunhoffer Περιοδικότητες στην εκπομπή (11ετης κύκλος) Μεταβαλλόμενη αποσταση Ηλιου- Γης Μετατόπιση Doppler λόγω περιστροφής Το φάσμα μεταβάλλεται στον ηλιακό δίσκο Σκεδάζεται με μετατόπιση του μήκους κύματος Ανακλάται Εκπέμπεται θερμικά ΑΠΘ 8 Απριλίου

14 Τί είδους μετρήσεις μπορούμε να κάνουμε ΑΠΘ 8 Απριλίου

15 ΑΠΘ 8 Απριλίου

16 Το ιστορικό ΑΠΘ 8 Απριλίου

17 Παραδείγματα εφαρμογής ΑΠΘ 8 Απριλίου

18 Η μείωση του όζοντος ΑΠΘ 8 Απριλίου

19 Συστηματικές δορυφορικές μετρήσεις της NASA και της ESA από το 1979 κατέγραψαν την εμφάνιση και την εξέλιξη της τρύπας του όζοντος μέχρι σήμερα ΑΠΘ 8 Απριλίου

20 Οκτώβριος 2007 «κι όμως είναι ακόμα εδώ..» To ΑΠΘ σε συνεργασία με τον WMO παρακολουθεί την εξέλιξη του φαινομένου εδω και 10 χρόνια ΑΠΘ 8 Απριλίου

21 Πρωτόκολλο του Μοντρεαλ 1987 Πιθανή ανάκαμψη το 2060? Χρειαζόμαστε συνεχείς μακροχρόνιες παρατηρήσεις υψηλής ακρίβειας και βελτιωμένα θεωρητικά εργαλεία ΑΠΘ 8 Απριλίου

22 Παρακολούθηση του στρώματος του όζοντος σε πραγματικό χρόνο από δορυφόρους και επίγεια δίκτυα Πληροφόρηση της επιστημονικής κοινότητας απ όλες τις διαθεσιμες πηγές και αξιολόγση των μετρήσεων ΑΠΘ 8 Απριλίου

Η βελτίωση των αλγορίθμων των δορυφορικών δεδομένων και η συνεχής επαλύθεσή τους είναι απαραίτητη για την βελτιστη πρόγνωση της εξελιξης των φαινομένων: (SAT-ground based)/sat 8 6 4 2 0-2 -4

23 Η βελτίωση των αλγορίθμων των δορυφορικών δεδομένων και η συνεχής επαλύθεσή τους είναι απαραίτητη για την βελτιστη πρόγνωση της εξελιξης των φαινομένων: (SAT-ground based)/sat TOMSv7-Dobs TOMSv7-Brew TOMS v8-dobs TOMSv8-Brew Lap.physics.auth.gr/eumetsat Στοχος: Σταθερότητα των μετρήσεων Εντός του 1% Latitude (deg) ΑΠΘ 8 Απριλίου

24 Μείωση όζοντος => αύξηση UV Είναι η έκθεση στον ήλιο ασφαλής? Figure UV-O3 ΑΠΘ 8 Απριλίου

25 Η αέρια ρύπανση όπως καταγράφεται από το διάστημα (π.χ ΝΟ 2 ) ΑΠΘ 8 Απριλίου

26 ΑΠΘ 8 Απριλίου

27 Υπάχουν περιοχές με ραγδαία αύξηση: πλανητική σκίαση ΑΠΘ 8 Απριλίου

28 Η ελλάδα βρίσκεται σε ενα σταυροδρόμι ρύπων Sahara dust SO 2 from Eastern Europe Pollution from Europe Biomass burning ΑΠΘ 8 Απριλίου

29 Οι δορυφορικές μετρήσεις βοηθούν να βελτιώσουμε την πρόγνωνση των επίπεδων ρύπανσης lap.physics.auth.gr/forecasting ΑΠΘ 8 Απριλίου

30 Μακροχρόνιες μεταβολές του οπτικού βαθους των αιωρούμενων σωματιδίων Thessaloniki 40 N Mean Monthly 320 nm Brewer 005 Brewer 005 N>10 Brewer 086 Brewer 086 N> Year ΑΠΘ 8 Απριλίου

31 Εξάρτηση από τη πηγή LATITUDE, degrees ANALYTICAL BACKTRAJECTORIES data provided by the German Weather Service LONGITUDE, d e grees PRESSURE, hpa THESSALONIKI, 19 UTC hpa 700 hpa 850 hpa 975 hpa TIME, hours Διαφέρουν και στην ποσότητα και στις ιδιότητες ΑΠΘ 8 Απριλίου

32 Πρόσφατα καταγράφονται και τα θερμοκηπικά αέρια ΑΠΘ 8 Απριλίου

Δορυφορικές εφαρμογές ενεργητικής τηλεπισκόπησης με τη χρήση πηγών laser LITE (1994 στο διαστημικό λεωφορείο) IceSAT-GLAS (σε( τροχιά απο το 2003, προβλήματα κατα τη

33 Δορυφορικές εφαρμογές ενεργητικής τηλεπισκόπησης με τη χρήση πηγών laser LITE (1994 στο διαστημικό λεωφορείο) IceSAT-GLAS (σε( τροχιά απο το 2003, προβλήματα κατα τη λειτουργία) CALIPSO (σε( τροχιά από το 2006) Μπορόυμε να μετρήσουμε: Κατακόρφη κατανομή των οπτικών ιδιοτήτων των αιωρούμενων σωματδίων Οπτικές ιδιότητες των νεφών ΑΠΘ 8 Απριλίου

Δικτύωση και συντονισμένες μετρήσεις A European Aerosol Research Lidar Network to Establish an Aerosol Climatology: EARLINET Υποστηριξη του CALIPSO και μελλοντικά της αντίστοιχης αποστολής της ESA 7

34 Δικτύωση και συντονισμένες μετρήσεις A European Aerosol Research Lidar Network to Establish an Aerosol Climatology: EARLINET Υποστηριξη του CALIPSO και μελλοντικά της αντίστοιχης αποστολής της ESA 7 6 Level 1 Data - 5 km Horizontal resolution 26 AUGUST 2006 Case 1, distance=5 km Saharan dust event 5 Height, asl [km] A U TH, 23:58-00:44 U TC, lr=70 sr CALIPSO, 00:41:05 UTC Attenuated backscatter [km -1 sr -1 ] % Difference ΑΠΘ 8 Απριλίου

Με μια διαταξη lidar αρχικα μπορόυμε να μετρήσουμε... SCOUT: 21 JULY 2006 6.0 5.0 355nm 532nm 355nm 355nm b 355 +b 532 4.0 HEIGHT (km) 3.0 2.0 1.0 0.

35 Με μια διαταξη lidar αρχικα μπορόυμε να μετρήσουμε... SCOUT: 21 JULY nm 532nm 355nm 355nm b 355 +b HEIGHT (km) BACKSC. COEFF (Mm -1 sr -1 ) EXT. COEFF (Mm-1) LIDAR RATIO (sr) ANGSTRÖM EXP. Και με αρκετες παραδοχές και πολύπλοκα μαθηματικά nm 3 HEIGHT, asl [km] EFF. RADIUS [μm] SSA REAL PART IMAGINARY PART ΑΠΘ 8 Απριλίου

36 Συμπέρασμα: Ειναι απαραίτητη η καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών έτσι ωστε οι προβλεψεις μας να είναι πειστικές. Οι συνεχείς μετρήσεις είναι το κλειδί. ΑΠΘ 8 Απριλίου

37 Ευχαριστώ για την προσοχή σας ΑΠΘ 8 Απριλίου

Σχετικά έγγραφα

ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ (E6205) Βασιλάκης Εμμανουήλ Επίκ. Καθηγητής

ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ (E6205) Βασιλάκης Εμμανουήλ Επίκ. Καθηγητής ΘΕΜΑΤΑ Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση Τι είναι τηλεπισκόπηση Ιστορική εξέλιξη Συστήματα παρατήρησης της Γης Στοιχεία Ηλεκτρο-Μαγνητικής Ακτινοβολίας