Χωροχρονικά χαρακτηριστικά των επεισοδίων αερολυμάτων σκόνης στην Ασία με τη χρήση σύγχρονων κλιματολογικών δορυφορικών δεδομένων και δορυφορικού αλγορίθμου
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Μπελιμέζης, Πέτρος
Belimezis, Petros
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Στην παρούσα εργασία γίνεται προσπάθεια ανίχνευσης των επεισοδίων ερημικής σκόνης (Dust Aerosol Episodes, DAEs) στην ευρύτερη περιοχή της Ασίας και της Κασπίας Θάλασσας, με τη χρήση ενός δορυφορικού αλγορίθμου, ο οποίος χρησιμοποιεί σύγχρονα δορυφορικά δεδομένα για τις οπτικές ιδιότητες των αερολυμάτων και εφαρμόζοντας κατάλληλα φίλτρα προσδιορίζει την ύπαρξη ή μη επεισοδίων, αλλά και τα ταξινομεί σε δυο κατηγορίες ανάλογα με την έντασή τους, τα ισχυρά και τα ακραία.
Ειδικότερα, τα δορυφορικά δεδομένα εισαγωγής που χρησιμοποιούνται στον αλγόριθμο είναι το οπτικό βάθος των αερολυμάτων (Aerosol Optical Depth, AOD), ο δείκτης απορροφητικότητας των αερολυμάτων (Aerosol Index, ΑΙ) και ο εκθετικός παράγοντας Ångström (Ångström Exponent, α). Τα δεδομένα φασματικού AOD (από τα οποία υπολογίζεται και ο εκθετικός παράγοντας Ångström) ελήφθησαν από τη βάση δεδομένων ΜODIS-Aqua Collection 6.1, ενώ τα δεδομένα ΑΙ προέρχονται από μετρήσεις ΟΜΙ-Αura near-UV OMAERUV. Οι υπολογισμοί του αλγορίθμου έγιναν σε ημερήσια βάση και σε γεωγραφική ανάλυση 1°×1° γεωγραφικό μήκος και πλάτος, ενώ καλύπτουν τη χρονική περίοδο δεκαεπτά ετών 2005-2021. Η ανίχνευση των επεισοδίων σκόνης (dust aerosol episodes, DAEs) πραγματοποιείται ανά ημέρα μέσω της εφαρμογής κατάλληλων φίλτρων/ορίων στα δεδομένα εισαγωγής του αλγορίθμου. Στη συνέχεια, υπολογίζονται σε μηνιαία και ετήσια βάση η συχνότητα εμφάνισης των επεισοδίων σκόνης (απόλυτη σε αριθμό ημερών ανά μήνα/έτος και σχετική ως ποσοστό επί του αριθμού των ημερών για τις οποίες λειτούργησε ο αλγόριθμος ανά μήνα/έτος) και η έντασή τους (σε όρους οπτικού βάθους σκόνης).
Σύμφωνα, με τα αποτελέσματα του αλγορίθμου, τα επεισόδια αερολυμάτων σκόνης (ισχυρά και ακραία) παρουσιάζουν εποχικό κύκλο, με μέγιστες τιμές την άνοιξη και νωρίς το καλοκαίρι και ελάχιστες το φθινόπωρο και το χειμώνα, τόσο για την απόλυτη και τη σχετική συχνότητα εμφάνισης όσο και για το οπτικό βάθος. Η ενδοετήσια αυτή μεταβολή διαφοροποιείται από περιοχή σε περιοχή, με τα μέγιστα των συχνοτήτων να παρατηρούνται την άνοιξη κατά κύριο λόγο στην έρημο Τακλαμακάν και δευτερευόντως στην έρημο Ταρ και σε μεγάλο μέρος του Πακιστάν, ενώ κατά τους θερινούς μήνες στο Πακιστάν (και κυρίως στα παραθαλάσσια τμήματά του), την κοιλάδα του Ινδού, την έρημο Ταρ και την Αραβική Θάλασσα. Ελάχιστες ή μηδενικές συχνότητες εμφάνισης επεισοδίων παρατηρούνται σε όλες τις περιοχές κατά το φθινόπωρο και το χειμώνα. Όσον αφορά στην ένταση, δηλαδή στο οπτικό βάθος (DOD) των επεισοδίων σκόνης, η έρημος Τακλαμακάν έχει σχετικά μεγάλες τιμές σχεδόν όλο το έτος, με την Κίτρινη Θάλασσα και τον Κόλπο της Βεγγάλης να έχουν τις μεγαλύτερες τιμές (DOD = 3.5-5) την άνοιξη για τα ακραία επεισόδια, ενώ για τα ισχυρά επεισόδια η τιμή του οπτικού βάθους είναι κατά μέσο όρο γύρω στο 1.5. Βρέθηκε μια μειούμενη τάση της απόλυτης και σχετικής συχνότητας εμφάνισης ισχυρών και ακραίων επεισοδίων κατά την περίοδο 2005-2021, η οποία όμως δεν είναι στατιστικά σημαντική (κατά Mann-Kendall test), ενώ για την έντασή τους (DOD) σημειώθηκε μια μείωση για τα ισχυρά επεισόδια, η οποία μάλιστα βρέθηκε στατιστικά σημαντική (Mann-Kendall), ενώ αντίθετα για τα ακραία επεισόδια βρέθηκε αυξητική τάση, χωρίς να είναι στατιστικά σημαντική.
In the present study, the presence of dust aerosol episodes (DAs) over the wide region of Asia and Caspian Sea is attempted with a satellite algorithm, which uses contemporary satellite data for the optical properties of aerosols, and specific thresholds to them, it determines the existence or not of Dust Aerosol Episodes (DAEs), while it discriminates them, according to their intensity, to strong and extreme ones. Specifically, the satellite algorithm input data are: the spectral Aerosol Optical Depth (AOD), the Aerosol Index (AI) and the Ångström Exponent (a). The spectral AOD data (from which the Ångström Exponent is computed) are taken from the MODIS-Aqua Collection 6.1 dataset, while the AI data are taken from the OMI-Aura near-UV OMAERUV dataset. The algorithm operated on a daily basis, and at 1°x1° latitude-longitude spatial resolution for the 17-year period 2005-2021. The detection of DAEs is made per day, through the application of specific appropriate thresholds to the algorithm input aerosol optical properties. Then, the frequency of occurrence (either the absolute, in number of episodes per month/year and the relative, in percentage terms with respect to the number of days for which the algorithm operated in a month/year) and the intensity, in terms of dust optical depth, are computed by the algorithm. According to the algorithm results, the dust aerosol episodes (strong and extreme) exhibit a clear seasonality, with maximum values in spring and early summer, and minimum in autumn and winter, both for their absolute and relative frequencies of occurrence and for their intensity (optical depth). This seasonal cycle varies from a region to another, with maximum frequencies in spring, primarily over the Taklamakan desert and secondarily over the Thar desert and a great part of Pakistan, and in summer over Pakistan (mainly over its coastal areas), the Indus Valley, the Thar Desert and the Arabian Sea. Minimum or zero frequencies are observed over the entire study area during autumn and winter. As it concerns the intensity of Asian dust episodes, in terms of dust optical depth (DOD), it is quite strong over the Taklamakan Desert throughout the year, except for winter, while over the Yellow Sea and the Gulf of Bengal it is stronger during spring (DOD = 3.5-5) as it concerns the extreme episodes. On the other hand, the DOD is equal to about 1.5 on average for strong episodes. A decreasing trend of the absolute and relative frequency of the strong and extreme dust episodes was found, but this is not statistically significant (Mann-Kendall). As it concerns their intensity (DOD), a decreasing and statistically significant trend (according to the Mann-Kendall test) was found for the strong episodes, while, on the contrary, an increasing, but not statistically significant, trend was found for the extreme episodes.
In the present study, the presence of dust aerosol episodes (DAs) over the wide region of Asia and Caspian Sea is attempted with a satellite algorithm, which uses contemporary satellite data for the optical properties of aerosols, and specific thresholds to them, it determines the existence or not of Dust Aerosol Episodes (DAEs), while it discriminates them, according to their intensity, to strong and extreme ones. Specifically, the satellite algorithm input data are: the spectral Aerosol Optical Depth (AOD), the Aerosol Index (AI) and the Ångström Exponent (a). The spectral AOD data (from which the Ångström Exponent is computed) are taken from the MODIS-Aqua Collection 6.1 dataset, while the AI data are taken from the OMI-Aura near-UV OMAERUV dataset. The algorithm operated on a daily basis, and at 1°x1° latitude-longitude spatial resolution for the 17-year period 2005-2021. The detection of DAEs is made per day, through the application of specific appropriate thresholds to the algorithm input aerosol optical properties. Then, the frequency of occurrence (either the absolute, in number of episodes per month/year and the relative, in percentage terms with respect to the number of days for which the algorithm operated in a month/year) and the intensity, in terms of dust optical depth, are computed by the algorithm. According to the algorithm results, the dust aerosol episodes (strong and extreme) exhibit a clear seasonality, with maximum values in spring and early summer, and minimum in autumn and winter, both for their absolute and relative frequencies of occurrence and for their intensity (optical depth). This seasonal cycle varies from a region to another, with maximum frequencies in spring, primarily over the Taklamakan desert and secondarily over the Thar desert and a great part of Pakistan, and in summer over Pakistan (mainly over its coastal areas), the Indus Valley, the Thar Desert and the Arabian Sea. Minimum or zero frequencies are observed over the entire study area during autumn and winter. As it concerns the intensity of Asian dust episodes, in terms of dust optical depth (DOD), it is quite strong over the Taklamakan Desert throughout the year, except for winter, while over the Yellow Sea and the Gulf of Bengal it is stronger during spring (DOD = 3.5-5) as it concerns the extreme episodes. On the other hand, the DOD is equal to about 1.5 on average for strong episodes. A decreasing trend of the absolute and relative frequency of the strong and extreme dust episodes was found, but this is not statistically significant (Mann-Kendall). As it concerns their intensity (DOD), a decreasing and statistically significant trend (according to the Mann-Kendall test) was found for the strong episodes, while, on the contrary, an increasing, but not statistically significant, trend was found for the extreme episodes.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Επεισόδια, Σκόνη, Ασία, Αερολύματα, Dust aerosol
Θεματική κατηγορία
Ατμοσφαιρικές επιστήμες, Κλιματολογία, Μετεωρολογία
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής
Όνομα επιβλέποντος
Χατζηαναστασίου, Νικόλαος
Εξεταστική επιτροπή
Χατζηαναστασίου, Νικόλαος
Λώλης, Χρήστος
Μπάκας, Νικόλαος
Λώλης, Χρήστος
Μπάκας, Νικόλαος
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
142 σ.
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States