Χρήση δορυφορικών δεδομένων MODIS-L2 για τον υπολογισμό ροών ηλιακής ακτινοβολίας στην Κεντρική Μεσόγειο (Lampedusa island)
| dc.contributor.author | Τσιουμίτας, Κωνσταντίνος | el |
| dc.date.accessioned | 2021-11-11T07:51:07Z | |
| dc.date.available | 2021-11-11T07:51:07Z | |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/31478 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.11299 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Οπτικό πάχος | el |
| dc.subject | Νέφη | el |
| dc.subject | Ηλιακή ακτινοβολία | el |
| dc.subject | Μοντέλο | el |
| dc.subject | Optical thickness | en |
| dc.subject | Clouds | en |
| dc.subject | Solar radiation | en |
| dc.subject | Model | en |
| dc.title | Χρήση δορυφορικών δεδομένων MODIS-L2 για τον υπολογισμό ροών ηλιακής ακτινοβολίας στην Κεντρική Μεσόγειο (Lampedusa island) | el |
| dc.title | Modelling is year surface solar radiation fluxes in Central Mediterranean (Lampedusa island) | en |
| heal.abstract | Η ηλιακή ακτινοβολία στην επιφάνεια του εδάφους (surface solar radiation, SSR) η οποία είναι πολύ σημαντική για διάφορες φυσικές διεργασίες και εφαρμογές, όπως η εξάτμιση, η φωτοσύνθεση των φυτών ή οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από το οπτικό πάχος των νεφών (cloud optical thickness, COT). Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε ένα φασματικό μοντέλο διάδοσης ακτινοβολίας (radiation transfer model, RTM) μαζί με δορυφορικά δεδομένα και επίγειες μετρήσεις, ώστε να υπολογιστεί το κλιματολογικό καθεστώς της SSR και του COT για τη νήσο Lampedusa, που βρίσκεται στην κεντρική Μεσόγειο, μεταξύ της Μάλτας και των ακτών της Τυνησίας (35.5°N, 12.6°E). Η χρονική περίοδος που καλύπτει η παρούσα μελέτη, αφορά στα έτη 2000-2014. Τα δεδομένα αερολυμάτων, νεφών και άλλων ατμοσφαιρικών και επίγειων παραμέτρων που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία προέρχονται από τις βάσεις δεδομένων Level-2 του ραδιομέτρου MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), το οποίο είναι τοποθετημένο στον πολικής τροχιάς δορυφόρο Terra της NASA. Η χωρική ανάλυση των δεδομένων που χρησιμοποιούνται από το μοντέλο RTM είναι 10x10 km και 5x5 km. Τα χρησιμοποιούμενα δεδομένα επιφανειακής λευκαύγειας έχουν ληφθεί από τα προϊόντα MCD43B3 χωρικής ανάλυσης 1-km που έχουν εξαχθεί από μετρήσεις του MODIS. Το μοντέλο αναπαρήγαγε/υπολόγισε τις ροές SSR σε ημερήσια βάση, για την ώρα διέλευσης του δορυφόρου πάνω από τη Lampedusa, για την περίοδο 2000-2014. Οι ροές ακτινοβολίας SSR του μοντέλου συγκρίνονται με τοπικές μετρήσεις επιφανειακής ηλιακής ακτινοβολίας (SSR), από βαθμονομημένα πυρανόμετρα που είναι τοποθετημένα στο σταθμό παρατήρησης κλίματος του Ιταλικού οργανισμού ENEA (Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development) στη Lampedusa. Η σύγκριση μεταξύ των δύο σετ ροών SSR γίνεται για τα έτη 2009-2014, καθώς μόνο για αυτά υπάρχουν επαρκείς αξιόπιστες μετρήσεις των πυρανομέτρων. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης δείχνουν πολύ καλή συμφωνία, με διαφορές έως και 15% και τιμές του συντελεστή συσχέτισης Pearson ίσες με 0,8. Το τοπικό οπτικό πάχος νεφών (COT) υπολογίσθηκε με τη χρήση ενός εμπειρικού αλγορίθμου, ο οποίος εφαρμόσθηκε στις τοπικές επίγειες μετρήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας SSR. Οι τιμές αυτές COT υπολογίσθηκαν σε μέση ημερήσια βάση, καθώς και σε συχνότητα είκοσι λεπτών, όπως και για τη συγκεκριμένη ώρα διέλευσης του δορυφόρου Terra πάνω από τη Lampedusa. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε σύγκρισή τους με τα αντίστοιχα δεδομένα COT Level-2 που έχουν εξαχθεί από μετρήσεις του οργάνου MODIS του δορυφόρου Terra. Οι τιμές COT του αλγορίθμου εισήχθησαν στο φασματικό μοντέλο RTM, ώστε να υπολογιστούν εκ νέου οι ροές ακτινοβολίας SSR. Οι ροές αυτές συγκρίνονται τόσο με τις ροές που υπολογίστηκαν από το RTM χρησιμοποιώντας αποκλειστικά δορυφορικά δεδομένα, όσο και με τις επίγειες μετρήσεις των πυρανομέτρων του σταθμού. Η σύγκριση αυτή καταδεικνύει ότι οι υπολογιζόμενες ροές ακτινοβολίας SSR χρησιμοποιώντας στο μοντέλο RTM τιμές οπτικού πάχους νεφών (COT) είτε υπολογισμένες με τον επίγειο αλγόριθμο είτε προερχόμενες από τα δορυφορικά δεδομένα MODIS, προσεγγίζουν πολύ καλά τις τιμές των επίγειων μετρήσεων SSR, με αποχές κοντά στο 10% και τιμές του συντελεστή συσχέτισης Pearson ίσες με 0.76 (για την περίπτωση COT από το MODIS) και 0.75 (για την περίπτωση COT από τον αλγόριθμο). | el |
| heal.abstract | The incoming surface solar radiation (SSR), which is very important for various physical processes and applications, such as evaporation, photosynthesis or renewable energy production, is determined to a significant degree by the cloud optical thickness, (COT). In the present study, a deterministic spectral radiative transfer model (RTM) is used along with contemporary satellite data and surface measurements to estimate the climatological regime of SSR and COT for the Lampedusa island (35.5°N, 12.6°E), in the central Mediterranean basin, off the coasts of Malta island and Tunisia. The period of study spans the 15 years from 2000 to 2014. Data for aerosols, clouds and other atmospheric parameters used in the present study are taken from the database of Level 2 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) instrument onboard NASA’s Terra polar satellite. The spatial resolution of data used in the RTM is 10x10 km και 5x5 km. The utilized data of surface albedo are MCD43B3 products retrieved from MODIS measurements at 1-Km resolution. The RTM reproduced the SSR fluxes on a daily basis, for the daily passage times of Terra satellite over the Lampedusa island for the period 2000-2014. The modelled SSR fluxes are evaluated through comparison against local measurements of SSR from well calibrated pyranometers installed on the Observatory (station) of the Italian ENEA in Lampedusa island. The comparison between the two sets of SSR fluxes is made for the years 2009-2014, for which reliable pyranometer measurements are available. The comparison reveals a nice agreement, with differences up to 15% and Pearson correlation coefficient values equal to about 0.8. Local cloud optical thickness (COT) products, retrieved with an empirical algorithm using local measurements of SSR, were als utilized in the RTM, instead of satellite COT data. These surface-based COT data have been estimated on a 20-minute period basis, before and after the passage of Terra satellite above Lampedusa island. Subsequently, they were compared to the corresponding satellite MODIS Level-2 COT data. Also, they were introduced to the RTM in order to compute again the SSR fluxes. The computed SSR fluxes, using the surface-based COT data, were compared with either the SSR fluxes computed using the MODIS COT data or the surface measured SSR fluxes with the pyranometers. The comparison has shown that the modelled SSR fluxes computed either with the satellite or the surface-based COT data, are in a very goof agreement with the reference surface measurements of SSR, with deviations smaller than about 10% and Pearson correlation coefficients equal to 0.75 (for SSR computed using MODIS COT data) and 0.76 (for SSR computed using algorithm COT data). | en |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | |
| heal.access | free | |
| heal.advisorName | Χατζηαναστασίου, Νικόλαος | |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία: σ. 84-87 | el |
| heal.classification | Ηλιακή ακτινοβολία | |
| heal.committeeMemberName | Χατζηαναστασίου, Νικόλαος | el |
| heal.committeeMemberName | Μπάκας, Νικόλαος | el |
| heal.committeeMemberName | Φωτιάδη, Αγγελική | el |
| heal.dateAvailable | 2021-11-11T07:52:08Z | |
| heal.fullTextAvailability | true | |
| heal.language | el | |
| heal.numberOfPages | 87 σ. | |
| heal.publicationDate | 2021 | |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.secondaryTitle | επαλήθευση και σύγκριση με ροές υπολογισμένες με επίγεια δεδομένα νεφών | el |
| heal.secondaryTitle | using MODIS satellite and local cloud optical thickness data | en |
| heal.type | masterThesis | |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
Αρχεία
Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- Μ.Ε. ΤΣΙΟΥΜΙΤΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ 2021.pdf
- Μέγεθος:
- 3.21 MB
- Μορφότυπο:
- Adobe Portable Document Format
- Περιγραφή:
Φάκελος/Πακέτο αδειών
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- license.txt
- Μέγεθος:
- 1.71 KB
- Μορφότυπο:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Περιγραφή: