بررسي روند مكاني و زماني آلودگي هواي استان اصفهان با استفاده از سنجنده Sentinel-5P

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي محيط زيست

كارشناسي ارشد

با توجه به رشد سريع و روزافزون انتشار انواع آلاينده¬ها به اتمسفر در اثر فعاليت¬هاي صنعتي و شهري، پايش و كنترل آلاينده¬ها با روش¬هايي كـه از سـرعت و دقت قابل قبول و هزينه كمتر برخوردار باشند، ضروري است. در سال¬هاي اخير آئروسول¬ها، اكسيدهاي نيتروژن و گوگرد مهم¬ترين آلاينده¬هاي هوا بوده¬اند كه منشا اصلي آن¬ها حمل و نقل، نيروگاه¬هاي حرارتي و فعاليت¬هاي صنعتي گزارش شده است. امروزه براي تخمين ميزان غلظت آلاينده¬هاي هواي سطح زمين از روش سنجش از دور به عنوان يكي از روش¬هاي علمي و پيشگام استفاده مي-شود. براي پايش آلودگي¬ها، سنجنده¬هاي داراي ديد يكپارچه با وسعت قابل توجه و با دوره بازگشت¬هاي كوتاه بسيار حائز اهميت هستند. در اين مطالعه براي پايش آلودگي آئروسول و گاز NO2 در استان اصفهان از تصاوير ماهواره¬اي Sentinel-5P در سال¬هاي 2019 و 2020 به صورت روزانه و ماهيانه استفاده¬شد. اين تصاوير به يك سنجنده ابر طيفي مربوط بود كه به منظور پايش تروپوسفر طراحي و بر روي پلت فرم Sentinel-5P قرار گرفته¬است و براي اولين بار در اكتبر 2017 به فضا پرتاب شد. پس از اخذ تصاوير و تصحيحات لازم در محيط Google Earth Engine تصاوير ماهواره¬اي Sentinel-5Pكه داراي قدرت تفكيك مكاني 5/3 × 7 كيلومتر بودند، با استفاده از نرم¬افزار R Studio با انجام ريزمقياس¬سازي و با حفظ اطلاعات سلول¬ها به قدرت تفكيك مكاني 500 × 500 متر تبديل شدند. سپس بر اساس نقشه پليگون محدوده شهرهاي استان اصفهان، از الگوي پراكنش آلاينده¬ها در تصاوير Sentinel-5P روند سري¬هاي زماني تهيه شد. همچنين علي رغم متفاوت بودن ماهيت تصاوير ماهواره¬اي و داده¬هاي زميني، اين دو مجموعه داده با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفتند. براي اين منظور از روش رگرسيون پيرسون، ميزان هم¬بستگي اطلاعات Sentinel-5Pو داده¬هاي زميني مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در فصل زمستان و فصل پاييز با كاهش دما و ايجاد پديده وارونگي هوا ميزان NO2 افزايش يافت. به علاوه بيشترين ميزان NO2 مربوط به شهرستان¬هاي مركزي استان، از جمله شهرهاي اصفهان و خميني¬شهر بود. ضريب همبستگي بين دو مجموعه داده (زميني و Sentinel-5P) براي سال 2019 و 2020 در شهر اصفهان، به ترتيب 306/0 و 3666/0 بود. ميزان غلظت آئروسول در استان اصفهان كه از Sentinel-5P دريافت شد، در فصل تابستان و بهار بيشترين و در فصل زمستان و پاييز كم¬ترين مقدار بود و شهرستان¬هاي كاشان، شهرضا و خور بيشترين ميزان آئروسول را نشان دادند. همچنين بيشترين ميزان PM2.5 كه توسط حسگرهاي ايستگاه¬هاي زميني پايش كيفي هوا به-دست آمد؛ مربوط به فصل زمستان و كمترين ميزان مربوط به فصل بهار بود. باتوجه به عدم يكسان بودن ماهيت و نوع آلاينده¬هاي اندازه-گيري شده ايستگاه هاي زميني (PM2.5) و داده¬هاي ماهواره اي (آئروسول) ضرايب هم¬بستگي بين آئروسول¬ها و PM2.5 براي سال¬هاي 2019 و 2020 به ترتيب، 1289/0 و 2165/0 به¬دست آمد. در مجموع نتايج اين پژوهش پتانسيل استفاده از تصاوير ماهواره¬اي براي بررسي روند آلاينده¬هاي هوا را نشان داد كه دقت آن بسته به نوع آلاينده متفاوت است.

210086

آلودگي هاي محيط زيست

مهندسي منابع طبيعي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محسن احمدي, محمد نعمتي ورنوسفادراني

عليرضا سفيانيان، حسين مرادي

سعيد پورمنافي، محسن سليماني