RETROPOLIS: RETROSPECTIVE MAPPING OF AIR POLLUTION IN ATHENS BY SATELLITE

RETROPOLIS: RETROSPECTIVE MAPPING OF AIR POLLUTION IN ATHENS BY SATELLITE Sifakis N. (1) and Sarigiannis D. (2) (1) Institute for Space Applications and Remote Sensing, National Observatory of Athens (2) Joint Research Centre, European Commission KEYWORDS: Satellite imagery, air quality, aerosols, air pollution mapping, Athens ABSTRACT: RETROPOLIS utilised high spatial resolution satellite imagery to assess air quality evolution over Athens. It aimed to map the pollution in terms of aerosol optical thickness of small particles (which are the most harmful) density during representative conditions in the last two decades. The selection and the processing of satellite data were carried out using newly developed methods. The images were visually examined, statistically analysed and digitally processed in order to produce maps informing on pollution density at intervals of 30 metres, which constitutes a worldwide 1 st prototype of diachronic urban pollution picture ever produced with such a detail. Interpretation of the maps showed significant changes in the evolution of pollution distribution over Athens. RETROPOLIS: ΑΝΑ ΡΟΜΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΑΘΗΝΑ ΑΠΟ ΟΡΥΦΟΡΟ Σηφάκις N. (1) και Σαρηγιάννης. (2) (1) Ινστιτούτο ιαστηµικών Εφαρµογών και Τηλεπισκόπησης, Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (2) Κοινοτικό Κέντρο Ερευνών, Ευρωπαϊκή Επιτροπή, Βρυξέλες ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Η µελέτη RETROPOLIS αξιοποίησε δορυφορικές εικόνες υψηλής διακριτικής ικανότητας για να εκτιµήσει τη διαχρονική εξέλιξη της ποιότητας του αέρα στην Αθήνα. Απέβλεπε στη χαρτογράφηση της πυκνότητας της ρύπανσης σε όρους αεροσωµατιδιακού οπτικού πάχους µικρών σωµατιδίων (που είναι τα πλέον επιβλαβή) σε αντιπροσωπευτικές συνθήκες τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Η επιλογή και επεξεργασία των δορυφορικών δεδοµένων επιτεύχθηκαν εφαρµόζοντας πρωτοποριακές µεθόδους. Οι εικόνες εξετάστηκαν οπτικά, αναλύθηκαν στατιστικά και επεξεργάστηκαν ψηφιακά ώστε να δηµιουργηθούν χάρτες που πληροφορούν για την πυκνότητα της ρύπανσης ανά 30 µέτρα, γεγονός που αποτελεί το πρώτο υπόδειγµα απεικόνισης της αστικής ρύπανσης µε τέτοια λεπτοµέρεια. Η ερµηνεία των χαρτών έδειξε σηµαντικές διαχρονικές µεταβολές στην κατανοµή της ρύπανσης στην Αθήνα.

1. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Τα συστήµατα ορυφορικών Παρατηρήσεων της Γης ( ορυφορικής Τηλεπισκόπησης), εκτός της καθιερωµένης χρήσης τους στον καθηµερινό προσδιορισµό µετεωρολογικών παραµέτρων, διαδραµατίζουν ένα διαρκώς σηµαντικότερο ρόλο στον τοµέα παρατήρησης της ατµόσφαιρας και ειδικότερα όσον αφορά στη µελέτη της ρύπανσης. Η χρήση των δορυφόρων πλεονεκτεί σε σχέση µε τα συµβατικά συστήµατα λόγω: της κάλυψης πολύ εκτεταµένων περιοχών µε οµοιογενή τρόπο, της ποικιλίας διακριτικών ικανοτήτων, που επιτρέπει την καταγραφή δεδοµένων σε διαφορετικές κλίµακες (από τοπική µέχρι παγκόσµια), της χρησιµοποίησης της ηλεκτροµαγνητικής (Η/Μ) ακτινοβολίας για µετρήσεις, που επιτρέπει πιο αντιπροσωπευτική κάλυψη µεταξύ των δύο σηµείων παρατήρησης, δεν παρενοχλεί τη φυσική ροή των ρύπων ούτε απαιτεί µεταφορά δειγµάτων στο εργαστήριο και µπορεί να δώσει πληροφορίες για δύσβατες ή επικίνδυνες περιοχές. Παρά τα θεωρητικά τους πλεονεκτήµατα, οι δορυφόροι παρουσιάζουν στην πράξη, περιορισµούς όταν πρόκειται να χρησιµοποιηθούν για µετρήσεις ατµοσφαιρικών παραµέτρων. Οι περιορισµοί αυτοί συνδέονται µε το ότι οι τηλεπισκοπικές µετρήσεις γίνονται δυνατές µόνον όταν ο αξιοποιούµενος µηχανισµός αλληλεπίδρασης µεταξύ Η/Μ ακτινοβολίας και ατµόσφαιρας είναι: αρκετά ισχυρός ώστε να είναι παρατηρήσιµος, σχετικά αποµονωµένος από εξωγενή «θόρυβο» και ευαίσθητος ώστε να µπορεί να ανιχνεύσει τις µεταβολές του µετρούµενου µεγέθους. Τα χαρακτηριστικά ενός ιδανικού δορυφορικού συστήµατος για παρακολούθηση της ατµοσφαιρικής ρύπανσης θα έπρεπε, θεωρητικά, να συνδυάζουν: υψηλή φασµατική διακριτική ικανότητα (της τάξης µεγέθους νανοµέτρων, όπως το σύστηµα TOMS), µε όσο το δυνατόν περισσότερα φασµατικά κανάλια (π.χ. 220, όπως το σύστηµα Hyperion), µε υψηλή χωρική διακριτική ικανότητα (της τάξης µεγέθους µέτρου, όπως το σύστηµα IKONOS-2), µε υψηλή ραδιοµετρική ακρίβεια (δηλαδή λόγο σήµατος προς θόρυβο) και, τέλος, µε υψηλή διαχρονική διακριτική ικανότητα (επανεπίσκεψη της ίδιας περιοχής τάξης µεγέθους µερικών λεπτών, όπως το σύστηµα Meteosat). υστυχώς δεν είναι δυνατό να συνδυαστούν όλα αυτά τα χαρακτηριστικά σε ένα µοναδικό σύστηµα, λόγω ασυµβατότητας µεταξύ των διαφορετικών τύπων διακριτικών ικανοτήτων. Πιο συγκεκριµένα, τα συστήµατα χαµηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας έχουν υψηλή διαχρονική διακριτική ικανότητα αλλά δεν είναι κατάλληλα για µελέτες αστικής κλίµακας λόγω αδυναµίας να διακρίνουν λεπτοµέρειες. Στον αντίποδά τους, τα συστήµατα υψηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας (Υ Ι) έχουν χαµηλή διαχρονική διακριτική ικανότητα, που δεν επιτρέπει παρά µόνον περιστασιακές παρατηρήσεις φαινοµένων ρύπανσης, και δεν έχουν την απαιτούµενη φασµατική διακριτική ικανότητα για να παρέχουν αναλυτικές πληροφορίες για τη ρύπανση. Τέλος, η υψηλή φασµατική διακριτική ικανότητα (που απαιτείται για παρατήρηση αέριων ρύπων) επιτυγχάνεται µε χρήση στενών φασµατικών καναλιών, που όµως περιορίζουν τη ραδιοµετρική και χωρική διακριτική ικανότητα του δέκτη. Από τα παραπάνω, γίνεται κατανοητό ότι κανένα δορυφορικό σύστηµα παρατήρησης δεν µπορεί να είναι τέλειο και ολοκληρωµένο από µόνο του, λόγω περιορισµών που εισάγουν: η τεχνολογία του δέκτη, η τροχιά της πλατφόρµας και, φυσικά, το κόστος. Εποµένως, ο χρήστης θα πρέπει να επιλέξει το σύστηµα εκείνο το οποίο θα επιφέρει τα περισσότερα πλεονεκτήµατα στη συγκεκριµένη εφαρµογή ή θα πρέπει να συνδυάσει περισσότερα του ενός δορυφορικά συστήµατα µε χρήση µοντέλων και επίγειων µετρήσεων. Η επιλογή του κατάλληλου συστήµατος θα εξαρτηθεί από τις παραµέτρους που θέλουµε να µελετήσουµε αλλά και από τη γεωγραφική κλίµακα που πρέπει να καλυφθεί, δηλαδή: τοπική, περιφερειακή, διηπειρωτική ή παγκόσµια. Στην παρούσα µελέτη επιλέξαµε ως καταλληλότερα τα συστήµατα Υ Ι, µε δέκτες που µπορούν να παρατηρούν το περιβάλλον σε κλίµακα της τάξης µερικών δεκάδων µέτρων. Οι δέκτες Υ Ι Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 1

αρχικά προορίζονταν αποκλειστικά για τη µελέτη της επιφάνειας της Γης, ήδη όµως από τις αρχές της δεκαετίας του 70, κατέδειξαν µε τις εικόνες τους περιπτώσεις όπου η ατµοσφαιρική ρύπανση προκάλεσε κλιµατικές µεταβολές [1]. Επίσης, δεδοµένα του Landsat MSS, του πρώτου περιβαλλοντικού δορυφορικού δέκτη Υ Ι, χρησιµοποιήθηκαν πειραµατικά για περιστασιακό εντοπισµό υψηλών συγκεντρώσεων αεροσωµατιδίων [2]. Οι ίδιες εικόνες επέτρεψαν την παρατήρηση θυσάνων καπνού εκπεµπόµενου από φυσικά αίτια όπως οι ηφαιστειακές εκρήξεις [3] ή ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως οι βιοµηχανικές εκποµπές [4]. Ακόµη, κατέστησαν δυνατή την εκτίµηση µικροκλιµατικών συνθηκών, που συνδέονται άµεσα µε τη χωρική κατανοµή της ρύπανσης σε αστικές περιοχές [5]. Επέτρεψαν επίσης τον εντοπισµό επιπτώσεων της ατµοσφαιρικής ρύπανσης πάνω στο περιβάλλον, π.χ. στην αστική βλάστηση [6] και έδωσαν πληροφορίες για τη µεταφορά και εναπόθεση σκόνης από την κυκλοφορία τροχοφόρων, στη βλάστηση γύρω από αυτοκινητοδρόµους [7]. Πιο πρόσφατα επέτρεψαν να χαρτογραφήσουµε ποσοτικά τη ρύπανση σε όρους οπτικού πάχους αεροσωµατιδίων [8]. Η µελέτη RETROPOLIS (Retrospective Mapping of Pollution Evolution in Athens Using High Spatial Resolution Satellite Imagery) υλοποιήθηκε σε στενή συνεργασία και συντονισµό µε το ερευνητικό έργο ICAROS NET [9], που συγχρηµατοδοτείται από τη ΕΕ και στοχεύει στην ανάπτυξη και εφαρµογή ενός δικτυωµένου υπολογιστικού συστήµατος, το οποίο θα επιτρέπει την ελαχιστοποίηση της αβεβαιότητας κατά τη διάρκεια λήψεως αποφάσεων που αφορούν στην αντιµετώπιση και στη διαχείριση της ατµοσφαιρικής ρύπανσης σε αστικό περιβάλλον. Κύριος στόχος του RETROPOLIS ήταν η ψηφιακή επεξεργασία και ανάλυση επιλεγµένων δορυφορικών εικόνων Υ Ι, που έχουν καταγράψει στο παρελθόν αντιπροσωπευτικά περιστατικά ατµοσφαιρικής ρύπανσης στην Ευρύτερη Περιοχή της Αθήνας (ΕΠΑ). Μέσω εφαρµογής πρωτοποριακών τεχνικών επεξεργασίας των δορυφορικών δεδοµένων αποβλέπαµε στη δηµιουργία χαρτών, που θα παρουσίαζαν τη διασπορά της αεροσωµατιδιακής ρύπανσης αναδροµικά. Τέτοιοι χάρτες θα µπορούσαν να µας δώσουν µια απλή και συνοπτική αλλά, ταυτόχρονα, αντικειµενική και αξιόπιστη εικόνα των χωρικών µεταβολών της διασποράς της ρύπανσης στην ΕΠΑ τα τελευταία 20 χρόνια. 3. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ο συγκεκριµένος δορυφόρος που επιλέχθηκε για τους σκοπούς του RETROPOLIS είναι ο αµερικανικός Landsat διότι είναι ο µόνος που διαθέτει δέκτη Υ Ι (τον TM/ΕΤΜ+) µε κανάλι ευαίσθητο στο θερµικό υπέρυθρο φάσµα ώστε να γίνει δυνατή η εφαρµογή του πρωτότυπου αλγορίθµου SMA για χαρτογράφηση της ατµοσφαιρικής ρύπανσης [8]. Η εκτίµηση της έντασης της ρύπανσης, και κατά συνέπεια της συγκέντρωσης ρύπων, βασίστηκε στην αξιοποίηση των επιδράσεων «οπτικά ενεργών» ρύπων όπως τα αεροσωµατίδια συγκεκριµένου µεγέθους. Το µέγεθος (διάµετρος) των οπτικά ενεργών αεροσωµατιδίων, στην περίπτωση του δεύτερου φασµατικού καναλιού του Landsat ΤΜ/ΕΤΜ+, αντιστοιχεί στο µέγεθος του µήκους κύµατος του ορατού φωτός και κυµαίνεται από 0,1 έως 3 µm. Το συνολικό φορτίο αυτών των σωµατιδίων µπορεί να εκτιµηθεί σε όρους οπτικής µε το αδιάστατο µέγεθος του «οπτικού πάχους» (ΑΟΤ). Το οπτικό πάχος από την επιφάνεια της Γης έως το ύψος z του δορυφόρου και για δεδοµένο µήκος κύµατος λ (στο ορατό φάσµα όταν πρόκειται για σωµατίδια), είναι: z AOT ( z, λ) = k ( z', λ) dz' 0 όπου k ext είναι ο συντελεστής σωµατιδιακής απόσβεσης της ατµόσφαιρας, το µέγεθος του οποίου αποτελεί γραµµική συνάρτηση της συγκέντρωσης οπτικά ενεργών σωµατιδίων. ext Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 2

Η κυρίως ψηφιακή επεξεργασία που εφαρµόσαµε στη µελέτη βασίζεται στον κώδικα SMA [9] που χρησιµοποιείται αποκλειστικά σε πολυφασµατικούς δέκτες µε θερµικό κανάλι. Ο κώδικας αυτός συνδυάζει το «κριτήριο της θολότητας» (ή µέθοδο µείωσης της αντίθεσης) στο ορατό φάσµα, η οποία εφαρµόζεται πάνω από έδαφος µε έντονη υφή [10] ή εναλλαγή στεριάς µε θάλασσα [11] µε το «κριτήριο της αδιαφάνειας» στο θερµικό υπέρυθρο [5]. Σύµφωνα µε τον κώδικα, ο υπολογισµός του ΑΟΤ βασίζεται στην αντιστροφή της εξίσωσης µεταφοράς της ακτινοβολίας στην ατµόσφαιρα εφόσον η κλασική αναλογία «εδαφικού σήµατος προς ατµοσφαιρικό θόρυβο» µετατρέπεται στην περίπτωση αυτή σε αναλογία «ατµοσφαιρικού σήµατος προς εδαφικό θόρυβο». Ετσι, οποιαδήποτε µεταβολή της φασµατικής υπογραφής του εδάφους εισάγει ανεπιθύµητο θόρυβο στο σήµα. Η πιθανότητα µιας τέτοιας περίπτωσης µεταβολής µπορεί να θεωρηθεί αµελητέα όταν το ΑΟΤ µετράται πάνω από καθαρό νερό, που η φασµατική υπογραφή του είναι πρακτικά αµετάβλητη, εποµένως κάθε ραδιοµετρική µεταβολή αποδίδεται στην ατµόσφαιρα. Oταν όµως πρόκειται για στεριά, η παραδοχή αυτή δεν ισχύει διότι θα πρέπει να αποµονωθούν οι εποχιακές µεταβολές της βλάστησης αλλά και σηµαντικές απρόβλεπτες ανθρωπογενείς µεταβολές (π.χ. στις χρήσεις γης), που επηρεάζουν αντίστοιχα και τη φασµατική συµπεριφορά του εδάφους. Εποµένως, για να µειωθεί στο ελάχιστο ο κίνδυνος εσφαλµένου υπολογισµού του ΑΟΤ λόγω τέτοιων φαινοµένων, ο κώδικας διατηρεί τελικά ως απολύτως αξιόπιστες µονάχα τις τιµές εκείνες όπου επαληθεύονται και τα δύο παραπάνω κριτήρια (δηλαδή αύξηση της θολότητας και της αδιαφάνειας) συγχρόνως. Ο κώδικας SMA εξετάζει δορυφορικά δεδοµένα µε άγνωστη ανακλαστικότητα των επίγειων στόχων, αλλά γνωστές συνθήκες φωτισµού και γεωµετρίας λήψης. Επειδή ο ζητούµενος άγνωστος είναι η επίδραση της ατµόσφαιρας στην παρατηρούµενη ανακλαστικότητα, απαιτούνται δύο εξισώσεις για την επίλυση του συστήµατος. Οι δύο αυτές εξισώσεις παρέχονται από διπλές δορυφορικές λήψεις: µία εικόνα «αναφοράς» και µία «προς επίλυση» (δηλαδή ρυπασµένη). Το υπολογιζόµενο ΑΟΤ είναι εποµένως σχετικό ως προς την «εικόνα αναφοράς». 3. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΚΑΙ Ε ΟΜΕΝΑ Το κεντρικό τµήµα της περιοχής µελέτης µας ήταν η Ευρύτερη Περιοχή του Λεκανοπεδίου Αθηνών (ΕΠΑ) µε συντεταγµένες κέντρου: φ=37 56 48 Βόρεια, λ=23 46 42 Ανατολικά. Η ευρύτερη ζώνη µελέτης καλύπτει το µεγαλύτερο τµήµα της Αττικής. Ο πρώτος δορυφορικός δέκτης Landsat ΤΜ εκτοξεύθηκε το 1982 αλλά δεδοµένα µετρήσεων ρύπανσης στην Αττικής βρέθηκαν αρχειοθετηµένα από το 1984. Εξάλλου, τη στιγµή της έναρξης της µελέτης, οι µετρήσεις ρύπανσης ήταν διαθέσιµες µέχρι και για το έτος 2000. Εποµένως η επιλογή δορυφορικών εικόνων περιορίστηκε στο διάστηµα 1984-2000. Για την επιλογή των αντιπροσωπευτικότερων ηµερών, που παρουσίασαν αυξηµένα επίπεδα ατµοσφαιρικής ρύπανσης στην ΕΠΑ αναπτύχθηκε η ακόλουθη µέθοδος. Καταρχάς ορίσαµε το δείκτη σχηµατισµού αερολυµάτων ΣΑ = 10 [ΝΟ 2 ] + [SO 2 ], όπου [ΝΟ 2 ] και [SO 2 ] είναι οι σηµειακές συγκεντρώσεις του διοξειδίου του αζώτου και του διοξειδίου του θείου, αντίστοιχα. Οι συγκεντρώσεις των ρύπων αυτών επιλέχτηκαν δεδοµένου ότι προ του 2000 δεν πραγµατοποιούντο µετρήσεις συγκεντρώσεως αερολυµάτων µεγέθους παρατηρήσιµου από το δορυφόρο. Στη συνέχεια για να χαρακτηρισθούν τα επίπεδα ρύπανσης σε κάθε ηµεροµηνία ως προς τη µέγιστη ρύπανση της συγκεκριµένης χρονιάς ορίστηκε ο σχετικός δείκτης σχηµατισµού αερολυµάτων: Σ ΣΑ «x»ηµεροµηνίας = ΣΑ «x»ηµεροµηνίας / ΣΑ µέγιστης ετήσιας, όπου ΣΑ «x»ηµεροµηνίας η τιµή του δείκτη ΣΑ για την επιλεγµένη ηµεροµηνία x κάθε έτους, και ΣΑ µέγιστης ετήσιας η τιµή του δείκτη ΣΑ για την ηµεροµηνία µε τη µεγαλύτερη συγκέντρωση ρύπων κατά το ίδιο έτος. Η επιλογή των αντιπροσωπευτικότερων δορυφορικών εικόνων βασίστηκε αφενός στην απογραφή των διαθέσιµων δορυφορικών δεδοµένων Landsat που έχουν καταγραφεί πάνω από την Αττική και αφετέρου στη διερεύνηση των πλέον ρυπασµένων σύµφωνα µε το κριτήριο Σ ΣΑ δηλαδή την Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 3

ηµερήσια ένταση της ατµοσφαιρικής ρύπανσης σε σχέση µε τη µεγίστη ρύπανση για κάθε χρονιά που θα εξεταζόταν. Η αξιολόγηση των δεικτών επιλογής βασίστηκε στο σταθµό της «Πατησίων» επειδή ήταν ο µόνος κοινός για όλες τις ηµεροµηνίες. Προ-επιλέχθηκαν οι ηµεροµηνίες που παρουσίαζαν τα µέγιστα Σ ΣΑ για κάθε χρονιά και γι αυτές εξετάσθηκαν τα εικονίδια προεπισκόπησης που επέτρεψαν την τελική επιλογή εκείνων που τηρούσαν κριτήρια υψηλής ποιότητας καταγραφής και εξαιρετικά χαµηλής νεφοκάλυψης (ΠΙΝAKAΣ 1). Παρατηρούµε από τον ΠΙΝΑΚΑ 1 ότι 100% των ηµεροµηνιών αντιστοιχούν στις 20 πλέον ρυπασµένες της χρονιάς ενώ πλέον του 50% αντιστοιχούν στις 10 πλέον ρυπασµένες της χρονιάς. Πρέπει, τέλος, να τονισθεί η σηµαντικότητα ορθής επιλογής της «εικόνας αναφοράς», που βασίστηκε επίσης στα διαθέσιµα δεδοµένα ρύπανσης. 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Αφού προµηθευτήκαµε τα επιλεγµένα δορυφορικά δεδοµένα, εξετάσθηκαν τα φασµατικά κανάλια και ελέγχθηκε η ικανοποιητική ποιότητα εγγραφής τους. Η επόµενη φάση ήταν ο γεωµετρικός έλεγχος και διόρθωση των εικόνων για υπέρθεση των αποτελεσµάτων σε χαρτογραφική κλίµακα 1/50.000. Για τη γεωµετρική διόρθωση εφαρµόστηκε η «παλινδρόµηση ελαχίστων τετραγώνων» και οι τιµές των εικονοστοιχείων επαναπροσδιορίστηκαν σύµφωνα µε τον αλγόριθµο της «εγγύτερης γειτνίασης», έτσι ώστε να διατηρηθεί η αρχική δοµή της χωρικής κατανοµής των εικονοστοιχείων και να αποφευχθεί η αλλοίωση της σχέσης των ραδιοµετρικών τιµών. Για τον ίδιο λόγο δεν εφαρµόστηκε καµιάς µορφής ενίσχυση της αντίθεσης των εικόνων, που θα µπορούσε να επιδράσει στα ιστογράµµατα κατανοµής των συχνοτήτων. Η τελική ακρίβεια των διορθώσεων ήταν της τάξεως του ½ εικονοστοιχείου. α/ ορυφόρος/ Ηµεροµηνία Χαρακτηρισµός ηµέρας α Παρατηρήσεις 1 25 Ιουλίου 1986 7 η πλέον ρυπασµένη το 1986 L5 2 10 Ιουνίου 1987 5 η πλέον ρυπασµένη το 1987 L5 3 15 Αυγούστου 1988 Αναφοράς Landsat 5 (338 η πλέον ρυπασµένη) L5 4 31 Αυγούστου 1988 3 η πλέον ρυπασµένη το 1988 L5 5 23 Φεβρουαρίου 1989 18 η πλέον ρυπασµένη το 1989 L5, Νεφοκάλυψη 6 21 Ιουνίου 1991 19 η πλέον ρυπασµένη το 1991 L5 7 16 Οκτωβρίου 1993 16 η πλέον ρυπασµένη το 1993 L5 8 26 Απριλίου 1994 19 η πλέον ρυπασµένη το 1994 L5 9 31 Μαΐου 1995 15 η πλέον ρυπασµένη το 1995 L5, Λίγα σύννεφα 10 4 Ιουλίου 1996 3 η πλέον ρυπασµένη το 1996 L5 11 20 Μαΐου 1997 3 η πλέον ρυπασµένη το 1997 L5 12 24 Ιουνίου 1998 10 η πλέον ρυπασµένη το 1998 L5 13 8 Απριλίου 1999 18 η πλέον ρυπασµένη το 1999 L5 14 5 Ιουνίου 2000 Αναφοράς Landsat 7 (225 η πλέον ρυπασµένη) L7 15 26 Ιουλίου 2001 4 η πλέον ρυπασµένη το 2001 L7 ΠΙΝΑΚΑΣ 1. Επιλεγµένες ηµέρες δορυφορικών λήψεων της ΕΠΑ (L5=Landsat 5, L7=Landsat 7) Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 4

Φάσεις µετατροπής Υπολογιζόµενο µέγεθος Φάση 0 Φάση Α Φάση Β Φάση Γ DN (ψηφιακά µεγέθη) DN L ή L λ (λαµπρότητα ή φασµατική λαµπρότητα) L ή L λ ρ* (φαινόµενη ανακλαστικότητα) ρ* ρ πραγµατική (ανακλαστικότητα) Μονάδες τελικού µεγέθους Παράγοντας «θορύβου» που εξαλείφεται Bites w.m -2.sr -1. (µm -1 ) % % Χαρακτηριστικά των ανιχνευτών Εποχή, Γεωµετρία παρατήρησης ΠΙΝΑΚΑΣ 2: ιαδικασία βαθµονόµησης του δορυφορικού σήµατος Φυσική ατµόσφαιρα, Ρύπανση Στη συνέχεια έγιναν ραδιοµετρικές διορθώσεις του δορυφορικού σήµατος σύµφωνα µε τις φάσεις µετατροπής που περιγράφονται συνοπτικά στον ΠINAKA 2. Στη φάση Α περάσαµε από ραδιοµετρικές (ή ψηφιακές) τιµές DN σε τιµές λαµπρότητας L ή φασµατικής λαµπρότητας L λ. Στη φάση Β περάσαµε σε τιµές φαινόµενης ανακλαστικότητας ρ*, ενώ η φάση Γ παραλήφθηκε διότι για να περάσουµε σε τιµές πραγµατικής ανακλαστικότητας ρ της γήινης επιφάνειας θα έπρεπε να συνυπολογιστεί, µαζί µε τις επιδράσεις της φυσικής ατµόσφαιρας, και το φορτίο της ατµόσφαιρας σε ρύπους, µέγεθος ζητούµενο από τη µελέτη. Στη συνέχεια, ο κώδικας SMA υπολόγισε τις τιµές του ΑΟΤ εφαρµόζοντας στις εικόνες «κυλιόµενο παράθυρο επεξεργασίας» 17x17 εικονοστοιχείων, που αντιστοιχεί σε χωρική πυκνότητα 510µ.x510µ. Η συγκεκριµένη διάσταση παραθύρου επεξεργασίας κρίθηκε ως ιδανικός συµβιβασµός: αφενός µεν να είναι αρκετά µεγάλη ώστε να υπάρχει αρκετή ανοµοιογένεια στο έδαφος, αφετέρου δε να είναι αρκετά µικρή ώστε να µπορούµε να θεωρήσουµε την ατµόσφαιρα οµοιογενή στο εσωτερικό του παραθύρου. Η κύλιση του παραθύρου έγινε κατά τη χωρική διακριτική ικανότητα του δορυφορικού δέκτη, δηλαδή 30 µέτρα x 30 µέτρα, εποµένως αυτή η τελευταία µπορεί να θεωρηθεί και η χωρική διακριτική ικανότητα των αποτελεσµάτων. Για τον υπολογισµό των τιµών του ΑΟΤ χρησιµοποιήθηκε το δεύτερο φασµατικό κανάλι του Landsat (στην περιοχή του πράσινου) επειδή στο κανάλι αυτό κυριαρχούν οι µεταβολές λόγω σωµατιδίων σε σχέση µε τα µόρια των αερίων. Το τελικό αποτέλεσµα της επεξεργασίας ήταν οι δορυφορικοί χάρτες ρύπανσης που παρουσιάζονται στο ΣΧΗΜΑ 1. Κατά την ανάλυση των αποτελεσµάτων κατηγοριοποιήσαµε τους χάρτες ρύπανσης ανά εποχή. Έτσι έχουµε τρεις βασικές κατηγορίες: καλοκαιρινές εικόνες (1986, 1987, 1988, 1991, 1996, 1998, 2001), εαρινές εικόνες (1994, 1995, 1997, 1999), φθινοπωρινές εικόνες (1993). Το γεγονός ότι οι καλοκαιρινές εικόνες ρύπανσης υπερτερούν των εαρινών σε πλήθος οφείλεται κατά κύριο λόγο στη µειωµένη νεφοκάλυψη των καλοκαιρινών µηνών, που επιτρέπει την λήψη περισσότερων «ωφέλιµων» δορυφορικών λήψεων. Είναι όµως γνωστό ότι τα εντονότερα επεισόδια υψηλής ρύπανσης συµβαίνουν κατά την Άνοιξη [12]. Επίσης πρέπει να σηµειωθεί ότι σε καµία από τις εικόνες (εκτός από του 2001, που βασίζεται σε ξεχωριστή εικόνα αναφοράς) δεν παρουσιάζεται έντονη ρύπανση στο Θριάσιο πεδίο, γεγονός που οφείλεται στις ενυπάρχουσες εκποµπές κατά τη λήψη της εικόνας αναφοράς. Παρατηρούµε ότι στις εαρινές εικόνες η ρύπανση είναι συγκεντρωµένη στο κέντρο της Αθήνας και γύρω από αυτό σε σχήµα ηµισελήνου. Το καλοκαίρι η ρύπανση φαίνεται διεσπαρµένη κυρίως στα βόρεια, βορειοανατολικά και ανατολικά περίχωρα αλλά και στη νοτιανατολική παραλία της Αθήνας (Φάληρο, Γλυφάδα). Η µοναδική φθινοπωρινή εικόνα παρουσιάζει µέτρια επίπεδα ρύπανσης. Είναι επίσης ενδιαφέρον ότι βόρειες περιαστικές περιοχές όπως οι Θρακοµακεδόνες και οι πρόποδες της Πεντέλης παρουσιάζουν σχεδόν πάντα αρκετά υψηλές συγκεντρώσεις σωµατιδιακών ρύπων. Αυτό οφείλεται κυρίως στο φαινόµενο της θαλάσσια αύρας. Επίσης Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 5

παρατηρείται, διαχρονικά, µία προοδευτική µεταφορά των υψηλότερων συγκεντρώσεων ρύπανσης από τα υτικά του Λεκανοπεδίου προς τα ανατολικά. Τέλος, τα τελευταία χρόνια µπορεί οι µέγιστες τιµές να έχουν αµβλυνθεί τοπικά, όµως το νέφος φαίνεται να έχει απλωθεί στο σύνολο του Λεκανοπεδίου αλλά και γύρω από αυτό. Στο ΣΧΗΜΑ 2 φαίνεται καταρχάς (µε εξαίρεση το 1986) µια συνεχής άνοδος της τιµής του οπτικού πάχους στην ευρύτερη περιοχή Αθηνών έως το 1994. Αυτή εξηγείται από τη συνεχή πληθυσµιακή αύξηση και την αύξηση του στόλου των οχηµάτων στην ΕΠΑ. Στη συνέχεια παρατηρείται µια πτωτική τάση µέχρι το 1998 (µε εξαίρεση το 1997), η οποία ακολούθησε τις διαδοχικές µειώσεις στην περιεκτικότητα σε θείου του πετρελαίου (κατά 33% το 1994 και κατά 75% το 1996). Η µείωση αυτή τελικά υπερκαλύπτεται από την αύξηση των συγκεντρώσεων των ρύπων και σηµειώνεται νέα αύξηση από το 1998 µέχρι το 2001. Η κόκκινη γραµµή δείχνει µια συνολική τάση αύξησης του µέσου οπτικού πάχους την τελευταία 20ετία της τάξης του 40%, συγκεκριµένα από 0,12 σε 0,18. ΣΧΗΜΑ 1: ιαχρονικοί δορυφορικοί χάρτες ρύπανσης της ΕΠΑ. 0,30 1986 1987 1988 1991 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2001 Μέσο οπτκό πάχος δορυφορικά µετρούµενο 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 ΣΧΗΜΑ 2: ιαχρονική µεταβολή της µέσης τιµής του ΑΟΤ στην ΕΠΑ. 5. ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Ως έλεγχος των αποτελεσµάτων εννοείται η επαλήθευση της αξιοπιστίας τους µε χρήση εξωγενών δεδοµένων κυρίως µε τη χρήση επίγειων τεχνικών και συγκεκριµένα µε: (α) εξέταση Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 6

των ηµερήσιων µέσων και µέγιστων επιπέδων των συγκεντρώσεων ρύπων όπως προέκυψαν από επίγειες µετρήσεις, (β) εξέταση των επιπέδων ατµοσφαιρικής θόλωσης και (γ) εξέταση των χαρτών καιρού. Το ΥΠΕΧΩ Ε µέσω του Τµήµατος Ποιότητας της Ατµόσφαιρας της /νσης Ελέγχου Ατµοσφαιρικής Ρύπανσης και Θορύβου (ΕΑΡΘ) διατηρεί ένα δίκτυο 18 σταθµών µέτρησης διαφόρων παραµέτρων ρύπανσης. Καταρχάς επαληθεύσαµε την αξιοπιστία της αρχικής επιλογής των µέσων ηµερήσιων συγκεντρώσεων ΝΟ 2 και SO 2 για τον υπολογισµό του ΣΑ, επειδή στις µελέτες ατµοσφαιρικής ρύπανσης χρησιµοποιούνται συχνά οι µέγιστες συγκεντρώσεις των παραπάνω ρύπων, διότι έχει φανεί η στατιστικά σηµαντική συµβολή τους στη δηµιουργία επεισοδίου ατµοσφαιρικής ρύπανσης την επόµενη µέρα [13] [14]. Για το λόγο αυτό διερευνήσαµε τη συσχέτιση των «µέσων ηµερήσιων» µε τις «µέγιστες ηµερήσιες» συγκεντρώσεις για τα εξεταζόµενα έτη. Ο συντελεστής συσχέτισης ήταν πολύ υψηλός σε όλες τις περιπτώσεις (R 2 =0,85-0,91), εποµένως µπορούµε να επιλέξουµε µε την ίδια αξιοπιστία τις µέσες ή τις µέγιστες ηµερήσιες τιµές ρύπων ως δείκτες για το χαρακτηρισµό των επιπέδων ρύπανσης µιας τυχαίας ηµεροµηνίας. Στη συνέχεια συγκρίναµε τοπικά τις τιµές του AOT που µετρήθηκαν από το δορυφόρο µε τις αντίστοιχες τιµές συγκέντρωσης των ρύπων στους σταθµούς ΕΑΡΘ. Λόγω έλλειψης επίγειων µετρήσεων µικρών σωµατιδίων, η σύγκριση περιορίστηκε στους αέριους ρύπους ΝΟ 2 και SO 2. Οι δύο αυτοί ρύποι είναι οι πλησιέστεροι χηµικοί πρόδροµοι των συνηθέστερων σωµατιδιακών ενώσεων, δηλαδή τού νιτρικού και θειικού αµµωνίου αντίστοιχα εφόσον τα σωµατίδια αυτά είναι δευτερογενή και η κυριότερη πηγή τους στην ατµόσφαιρα είναι η οξείδωση του διοξειδίου του θείου σε σταγονίδια θειικού οξέως, και του διοξειδίου του αζώτου σε σταγονίδια νιτρικού οξέως. Τα δύο αυτά οξέα αντιδρούν µε αµµωνία (σε αέρια µορφή που προέρχεται από την αποσύνθεση των ούρων των ζώων) και έτσι δηµιουργούνται τα θειικά και νιτρικά άλατα αντίστοιχα [15]. Το αποτέλεσµα της γραµµικής συσχέτισης µεταξύ δορυφορικά υπολογισµένου ΑΟΤ και SO 2 µετρηµένου στο έδαφος φαίνεται στο ΣΧΗΜΑ 3. Η συσχέτιση αυτή, αν και ενδεικτική της σχέσης µεταξύ δορυφορικών και επίγειων παρατηρήσεων εφόσον αφορά δύο έµµεσα σχετιζόµενα µεγέθη, φαίνεται ιδιαίτερα υψηλή (της τάξεως του 70%). Υποδεικνύει επίσης ότι τα παράγωγα αµµωνιακά άλατα του διοξειδίου του θείου εξηγούν την πλειονότητα αλλά όχι το σύνολο των αεροσωµατιδίων. Πρόσφατα, διερευνήθηκε η συσχέτιση µεταξύ οπτικού πάχους από δορυφορικές µετρήσεις και επίγειων σωµατιδιακών συγκεντρώσεων (PM 10 ) στην Αθήνα χρησιµοποιώντας δορυφορικές εικόνες µετά το 2001 [16] και βρέθηκε η ακόλουθη σχέση µε ιδιαίτερα υψηλό συντελεστή συσχέτισης R 2 =0.97: 100τ = 21.ln[NO 3 ] 0,15[H 2 O] + 76[SO 4 ] 8,3.ln[SO 4 ] 0,5 Satellite-derived AOTV 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1 R = 0.72 0 50 100 150 200 250 Ground-measured SO2 [µg/m3] ΣΧΗΜΑ 3: Συσχέτιση µεταξύ δορυφορικά υπολογισµένου ΑΟΤ και επίγεια µετρηµένου SO 2 Σχετικά µε την ατµοσφαιρική θόλωση, που η έννοιά της σχετίζεται στενά µε την εξασθένιση της ηλιακής ακτινοβολίας µέσα στη γήινη ατµόσφαιρα λόγω απορρόφησης από αέρια και σκέδασης από αεροσωµατίδια, έχουν προταθεί διάφοροι δείκτες θόλωσης, αλλά ο επικρατέστερος όλων είναι ο Τ L [17] [18]. Ο δείκτης αυτός επηρεάζεται και από τα επίπεδα ατµοσφαιρικής ρύπανσης µιας αστικής περιοχής, διότι η αέρια ρύπανση προκαλεί εξασθένιση στην ηλιακή ακτινοβολία. Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 7

Έτσι, υπολογίστηκε ο T L για τις επιλεγµένες ηµέρες και ο οποίος έδειξε καθαρά τα χαµηλά επίπεδα ατµοσφαιρικής θόλωσης στην ηµεροµηνία αναφοράς (Τ L =5,72-7,09) έναντι των υψηλότερων τιµών στις άλλες ηµεροµηνίες (ιδιαίτερα αυτό της 16/10/1993 µε Τ L =7,11-9,38). Τέλος εξετάσθηκαν οι χάρτες καιρού ώστε να αποκαλυφθούν τα αντίστοιχα συνοπτικά συστήµατα καιρού που επηρέασαν την περιοχή. Επιβεβαιώθηκαν έτσι τόσο η αντιπροσωπευτικότητα όσο και οι συνθήκες που συντέλεσαν στη δηµιουργία επεισοδίων ρύπανσης (θαλάσσια αύρα, νότιες ροές, αντικυκλωνικά συστήµατα κλπ.). Για παράδειγµα η 15/8/88 ορθά επιλέχθηκε ως ηµεροµηνία αναφοράς διότι το βαροµετρικό πεδίο ήταν χαρακτηριστικό για δηµιουργία Ετησίων. Ένα βαροµετρικό υψηλό των 1015 χιλιοστοβαρίδων βρίσκονταν πάνω από την Ουκρανία και ένα χαµηλό των 1005 χιλιοστοβαρίδων πάνω από την Α. Μεσόγειο. Οι ισχυρές Ετησίες είχαν ως αποτέλεσµα τον καθαρισµό της αστικής ατµόσφαιρας της Αθήνας. Αντίθετα η 26/4/94 ήταν µια ηµέρα µε ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα ρύπων ιδιαίτερα στο εσωτερικό του Λεκανοπεδίου. Αυτό εξηγείται απτήν επίδραση αντικυκλωνικής κυκλοφορίας, η οποία συνδυαζόµενη µε µεταφορά θερµών αέριων µαζών είχε σαν αποτέλεσµα την περιορισµένη κατακόρυφη ανάπτυξη του οριακού στρώµατος. Πρόκειται για µια τυπική περίπτωση ανάπτυξης του µηχανισµού της θαλάσσιας αύρας, τη µεταβατική εποχή. 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ανάλυση των αποτελεσµάτων αφορά τόσο στη διαχρονική εξέλιξη των µέσων επιπέδων ρύπανσης στην ΕΠΑ όσο και στις χωρικές της µεταβολές. Τα συµπεράσµατα επικεντρώνονται κυρίως στην ανάλυση των σωµατιδιακών ρύπων εφόσον οι αέριοι ρύποι δεν µπορούν ακόµη να παρατηρηθούν από δορυφορικούς δέκτες µε τη ανάλογη χωρική ακρίβεια. Ο δορυφορικός δέκτης που επιλέξαµε έδειξε ικανοποιητική ευαισθησία στον εντοπισµό της αεροσωµατιδιακής ρύπανσης, σε συνδυασµό µε υψηλή χωρική λεπτοµέρεια αλλά και ευρεία κάλυψη. Η ακρίβεια εκτίµησης του αεροσωµατιδιακού φόρτου αξιολογήθηκε έµµεσα αλλά µε ικανοποιητική συσχέτιση. ιερεύνηση της απευθείας συσχέτισης µε σωµατιδιακές συγκεντρώσεις βρίσκεται σε εξέλιξη. Το βασικό του µειονέκτηµα είναι αυτό όλων των δορυφορικών δεκτών Υ Ι, δηλαδή η σχετικά χαµηλή συχνότητα των λήψεων, που δεν επιτρέπει την αδιάκοπη παρακολούθηση των µεταβολών της ατµοσφαιρικής ρύπανσης και επιβάλλει την προσεκτική επιλογή αντιπροσωπευτικών δεδοµένων του δορυφόρου ή το συγκερασµό µε ατµοσφαιρικά µοντέλα και επίγειες µετρήσεις ρύπων µέσω συστήµατος υποστήριξης αποφάσεων [19]. Οι αντιπροσωπευτικοί δορυφορικοί χάρτες ρύπανσης µας δείχνουν πως στη διάρκεια των τελευταίων 20 ετών το φαινόµενο της ρύπανσης ΕΠΑ µεταβλήθηκε όχι µόνο ποιοτικά (όπως φαίνεται εξάλλου από τις µετρήσεις του επίγειου δικτύου του ΕΑΡΘ) αλλά και χωρικά: το «νέφος» εξαπλώθηκε πέραν και εκτός του Λεκανοπεδίου, κυρίως προς τα ανατολικά και τα νότιο-ανατολικά ακολουθώντας, εξάλλου, την επέκταση του αστικού ιστού κατά την τελευταία εικοσαετία. Όσον αφορά στα επεισόδια ρύπανσης, αν και δεν έχουµε δυναµική πληροφορία για τη µεταβολή στη συχνότητά τους, γενικά αυτά φαίνονται πιο έντονα, τουλάχιστον όσον αφορά στις συγκεντρώσεις των σωµατιδιακών ρύπων. Η διαπίστωση αυτή φάνηκε ενδεικτικά, εκτός από τους χάρτες ρύπανσης, και από την ανάλυση της διαχρονικής µεταβολής της µέσης χωρικής τιµής του οπτικού πάχους, που προκύπτει από τα διαθέσιµα αντιπροσωπευτικά δορυφορικά δεδοµένα. Όλες οι παραπάνω παρατηρήσεις, που βασίστηκαν σε δορυφορικά δεδοµένα, είναι µοναδικού ενδιαφέροντος αν λάβουµε υπόψη µας την πλήρη έλλειψη επίγειων µετρήσεων αεροσωµατιδίων (PM 10, PM 2.5 ) στην περιοχή της Αθήνας για την περίοδο προ του 2000. Εποµένως οι δορυφορικές µετρήσεις, πέρα από την παρούσα αξιολόγηση του αεροσωµατιδιακού φόρτου αποτελούν, σε ορισµένες περιπτώσεις, τα µόνα ιστορικά δεδοµένα που µπορούν να Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 8

πληροφορήσουν για τη χωρική κατανοµή, το φόρτο και την εξέλιξη των συγκεντρώσεων των αναπνεύσιµων σωµατιδίων. Θα πρέπει, τέλος, να αναφερθεί ότι πρόκειται, από όσο δύνανται να γνωρίζουν οι συγγραφείς, για την πρώτη επιτυχή προσπάθεια, σε παγκόσµια κλίµακα, διαχρονικής χαρτογράφησης αστικής αεροσωµατιδιακής ρύπανσης από δορυφόρους µε τόσο υψηλή χωρική λεπτοµέρεια. Θα είναι εποµένως εξαιρετικά ενδιαφέροντα τα συµπεράσµατα που θα προκύψουν από την ολοκλήρωση αυτής της έρευνας επεκτείνοντας την χρονικά τόσο για την περιοχή της Αθήνας, όσο και γιά άλλες αστικές περιοχές µε σοβαρά προβλήµατα ατµοσφαιρικής ρύπανσης. Ειδικότερα για την περιοχή της Αθήνας η έρευνα θα µπορούσε να επεκταθεί µέχρι και σήµερα (αλλά και στο µέλλον) χρησιµοποιώντας πλέον πρόσφατα δεδοµένα των δορυφόρων Landsat 7 και EO-1. 7. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστούµε το Ίδρυµα Ωνάση για τη υποστήριξη της µελέτης RETROPOLIS. Μέρος της µεθοδολογικής ανάπτυξης έχει χρηµατοδοτηθεί από της ΕΕ στο πλαίσιο του έργου ICAROS NET. Ευχαριστούµε το προσωπικό του ΕΑΡΘ, ιδιαίτερα τους κκ. Ν. Μανάλη και Γ. Χρονόπουλο, για την παροχή δεδοµένων ρύπανσης στην περιοχή της Αθήνας. 8. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Short N.M., P.D.Jr. Lowman, S.C. Freden and W.A.Jr. Finch (1976) Mission to Earth: Landsat views to the world 459 pp, NASA, Washington D.C. [2] Meckler Y., H. Quenzel, G. Ohring and I. Marcus (1977) Relative atmospheric aerosol content from ERTS observations, J. Geophys. Res. vol. 82, pp. 967-972. [3] Gupta R.K. and K.V.S. Bardinath K.V.S. (1993) Volcano monitoring using remote sensing data Int. J. Remote Sensing, vol. 14, pp. 2907-2918. [4] Sifakis N. and P.Y. Deschamps (1992) Mapping of Air Pollution Using SPOT Satellite Data Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 58, pp. 1433-1437. [5] Sifakis N., P. Bildgen and J.P. Gilg (1992) Use of the band 6 of Thematic Mapper to localise atmospheric-pollution clouds; the case of Athens (Greece) Pollution Atmosphérique, vol. 133, pp. 96-107. [6] Sifakis N. (1995) Remote sensing of veils of atmospheric pollution and degradation of the environment in the region of Athens Photo-interprétation: images aériennes et spatiales, vol. 33, pp. 220-225 & 233-236. [7] Keller J. and R. Lamprecht (1995) Road dust as an indicator for air pollution transport and deposition: An application of SPOT imagery Remote Sens. Env., vol. 54, pp. 1-12. [8] Sifakis N., N. Soulakellis and D. Paronis (1998) Quantitative mapping of air pollution density using Earth observations: A new processing method and application on an urban area International Journal of Remote Sensing, vol. 19, pp. 3289-3300. [9] The ICAROS NET project website: http://icaros-net.jrc.cec.eu.int/ [10] Tanré D., P.Y. Deschamps, C. Devaux and M. Herman (1988) Estimation of Saharan aerosol optical thickness from blurring effects in Thematic Mapper data J. of Geoph. Res, vol. 93, pp. 15955-15964. [11] Kergomard C. and D. Tanré (1989) On the satellite retrieval of aerosol optical thickness over polar regions Geophys. Res. Lett., vol. 16, pp. 707-710. [12] Lambiris K., N. Sifakis and F. Aumonier (1991) Stochastic analysis of particulate and gaseous pollutant concentrations to support satellite observations of the Athens aerosol Proc. Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 9

of the 11th Annual International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 3-6 June 1991, IEEE, Helsinki, Finland, vol. II, pp. 955-958. [13] Lalas D.P., D.N. Asimakopoulos, D.G. Deligiorgi and C. Helmis (1983) Sea-breeze circulation and photochemical pollution in Athens Atm. Environ., Vol. 17, pp. 1621-1632. [14] Kambezidis H.D., R. Tulleken R., G.T. Amanatidis, Paliatsos A.G. and Asimakopoulos D.N. (1995) Statistical evaluation of selected air pollutants in Athens, Greece Environmentrics, vol. 6, pp. 349-361. [15] Colls J. (1997) Air Pollution: An Introduction, E & FN SPON, London, 341p. [16] Sarigiannis, D., N. Sifakis, N. Soulakellis, M. Tombrou and K.P. Schaefer (2004α) Satellite-derived determination of PM 10 concentration and of the associated risk on public health Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng., 5235: 408-416. [17] Linke F. (1922) Transmission koeffizient und trubungsfaktor Beitr. Phys. Frei Atmos., vol. 10, p. 91. [18] Linke F. (1929) Messungen der sonnenstrahlung bei vier freiballonfahrten Beitr. Phys. Frei Atmos., vol. 15, p. 176. [19] Sarigiannis D., N. Soulakellis and N. Sifakis (2004β) Information Fusion for Computational Assessment of Air Quality and Health Effects Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 70, pp. 235-245. Heleco 05, ΤΕΕ, Αθήνα, 3-6 Φεβρουαρίου 2005 10