Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Dni Technik Satelitarnych Warszawa 21-24.06.2007 TECHNIKA SATELITARNA W BADANIACH I MONITORINGU MATERII ZAWIESZONEJ W WODZIE Uniwersytet Gdański Instytut.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Dni Technik Satelitarnych Warszawa 21-24.06.2007 TECHNIKA SATELITARNA W BADANIACH I MONITORINGU MATERII ZAWIESZONEJ W WODZIE Uniwersytet Gdański Instytut."— Zapis prezentacji:

1 Dni Technik Satelitarnych Warszawa TECHNIKA SATELITARNA W BADANIACH I MONITORINGU MATERII ZAWIESZONEJ W WODZIE Uniwersytet Gdański Instytut Oceanografii Adam Krężel, Katarzyna Bradtke Instytut Oceanografii, Uniwersytet Gdański Al. Marszałka Piłsudskiego 46, Gdynia

2 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Metody satelitarne w badaniach środowiska przyrodniczego mórz i oceanów Co rejestrujemy? Co rejestrujemy? Kolor morza Kolor morza Promieniowanie podczerwone Promieniowanie podczerwone Techniki mikrofalowe Techniki mikrofalowe Jak rejestrujemy Jak rejestrujemy Orbity polarne Orbity polarne Orbity geostacjonarne Orbity geostacjonarne

3 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Czym jest materia zawieszona w wodzie? Czym jest materia zawieszona w wodzie? cząstki nieorganiczne, np. minerały cząstki nieorganiczne, np. minerały żywe organizmy planktonowe, które są biernie unoszone przez wodę żywe organizmy planktonowe, które są biernie unoszone przez wodę martwe szczątki organizmów, fragmenty liści, kory drzew, pyłki roślin… martwe szczątki organizmów, fragmenty liści, kory drzew, pyłki roślin… Skąd się bierze materia zawieszona w wodzie? Skąd się bierze materia zawieszona w wodzie? wnoszona jest do morza z wodami rzek wnoszona jest do morza z wodami rzek powstaje w morzu, np. w związku z zakwitami fitoplanktonu powstaje w morzu, np. w związku z zakwitami fitoplanktonu przenoszona z wiatrem opada do morza z atmosfery przenoszona z wiatrem opada do morza z atmosfery

4 GŁÓWNE ŹRÓDŁO INFORMACJI: KOLOR MORZA Kolor morza widziany okiem ludzkim, lub rejestrowany przez radiometr pracujący na pokładzie satelity, to część światła słonecznego, które wniknęło do morza, nie zostało pochłonięte przez składniki wody morskiej, zostało natomiast rozproszone i przeniknęło z powrotem przez powierzchnię morza w kierunku obserwatora. Kolor morza zależy więc od tego, jaka część energii promieniowania o różnych długościach fali została pochłonięta, a jaka rozproszona wstecz przez składniki wody morskiej, wśród których duże znaczenie odgrywają zawieszone cząstki materii organicznej i nieorganicznej. W zależności od ich rodzaju i ilości morze przybiera barwę od granatowej, poprzez błękitną, zieloną do brunatnej. MODIS Morze Czarne (delta Dunaju)

5 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Związek pomiędzy promieniowaniem opuszczającym powierzchnię morza a właściwościami optycznymi wody morskiej R w – współczynnik odbicia (reflektancja) b b – współczynnik rozpraszania wstecz, a – współczynnik absorpcji

6 Fitoplankton przetwarza materię nieorganiczną w organiczną wykorzystując do tego energię promieniowania słonecznego oraz chlorofil. Z punktu widzenia współoddziaływania z promieniowaniem słonecznym mają miejsce dwa procesy: absorpcja części energii świetlnej przez ten barwnik absorpcja części energii świetlnej przez ten barwnik rozpraszanie światła przez komórki fitoplanktonu rozpraszanie światła przez komórki fitoplanktonu Modyfikacja widma współczynnika odbicia przez zróżnicowaną koncentrację chlorofilu (Bukata i in. 1983). Dzięki tej właściwości możemy określać tę właściwość wody morskiej metodami teledetekcyjnymi

7 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Rozpływy wód rzecznych a metody satelitarne Zjawiska towarzyszące rozpływom wód rzecznych Zjawiska towarzyszące rozpływom wód rzecznych Zmiana koncentracji zawiesiny Zmiana koncentracji zawiesiny Zmiana właściwości optycznych wody Zmiana właściwości optycznych wody Zmiana właściwości powierzchni morza Zmiana właściwości powierzchni morza Zjawiska prowadzące do intensyfikacji spływu wód rzecznych do morza Zjawiska prowadzące do intensyfikacji spływu wód rzecznych do morza wiosenne roztopy śniegu wiosenne roztopy śniegu intensywne opady powodujące podtopienia lub powodzie intensywne opady powodujące podtopienia lub powodzie

8 Dni Technik Satelitarnych Warszawa ROZPŁYW WÓD WIŚLANYCH WIOSNĄ

9 Dni Technik Satelitarnych Warszawa ROZPŁYW WÓD WIŚLANYCH PO LETNIEJ POWODZI Ekstremalnie duże dopływy wód wiślanych, które oprócz materii zawieszonej wnoszą duże ilości substancji biogenicznych w okresie letnim mogą intensyfikować produkcję biologiczną na przedpolu ujścia rzeki.

10 Fitoplankton może gromadzić się w strefie frontu hydrologicznego rzeki

11 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Zakwity glonów a metody satelitarne Zjawiska towarzyszące zakwitowi glonów Zjawiska towarzyszące zakwitowi glonów Zmiana właściwości optycznych wody Zmiana właściwości optycznych wody Zmiana koncentracji chlorofilu Zmiana koncentracji chlorofilu Zmiana właściwości powierzchni morza Zmiana właściwości powierzchni morza Zmiany właściwości środowiska prowadzące do zakwitu glonów (widoczne z poziomu satlitarnego) Zmiany właściwości środowiska prowadzące do zakwitu glonów (widoczne z poziomu satlitarnego) Podwyższona temperatura wody Podwyższona temperatura wody Odpowiednia wielkość promieniowania fotosyntetycznie czynnego (PAR) Odpowiednia wielkość promieniowania fotosyntetycznie czynnego (PAR) Niewielkie falowanie lub jego brak (słaby wiatr) Niewielkie falowanie lub jego brak (słaby wiatr)

12 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Przykłady W sprzyjających warunkach pogodowych (słaby wiatr, wysoka temperatura) fitoplankton gromadzi się przy powierzchni dzięki wakuolom gazu. Powoduje to zmianę właściwości optycznych wody zauważalną z poziomu satelitarnego nawet przez radiometry o niskiej czułości. Z ich pomocą możemy określać przestrzenny zasięg zjawiska. Czujniki o wyższej czułości wykorzystywane są natomiast w oszacowaniach ilościowych i jakościowych fitoplanktonu.

13 Dni Technik Satelitarnych Warszawa AVHRR albedo i temperatura powierzchni morza

14 Dni Technik Satelitarnych Warszawa AVHRR - SeaWiFS

15 Zasięg przestrzenny zjawiska Kahru M., Horstmann U., Rud U., 1994 Dzięki możliwości obserwacji zakwitów na obrazach pochodzących z wielu czujników możemy badać zmiany intensywności tego zjawiska w czasie

16 Techniki mikrofalowe - SAR , zachodnie wybrzeże USA (Svejkovsky i Shandley 2001) , zachodnie wybrzeże USA (Svejkovsky i Shandley 2001) Dane SAR (satelita ERS-1) uzyskane 3 godziny wcześniej od zdjęcia AVHRR Dane SAR (satelita ERS-1) uzyskane 3 godziny wcześniej od zdjęcia AVHRR Pozwalają obserwować zasięg zakwitu na podstawie różnic w szorstkości powierzchni wody wywołanych obecnością w warstwie powierzchniowej organizmów fitoplanktonowych SARAVHRR

17 Algorytmy chlorofilowe Związek pomiędzy promieniowaniem w zakresie widzialnym, opuszczającym powierzchnię morza a koncentracją chlorofilu w jego powierzchniowej warstwie R=log 10 R G R G = R(443)/R(555) lub R G = R(490)/R(555) lub R G = R(510)/R(555) Rejestrację promieniowania w określonych pasmach widma, np. za pomocą czujników SeaWiFS, MODIS, MERIS wykorzystuje się w próbach oszacowania ilości materii powstającej podczas zakwitów, na podstawie map koncentracji chlorofilu

18 Dni Technik Satelitarnych Warszawa AVHRR i Chlorofil a

19 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Rozwój zakwitu w czasie Rysunek przedstawia koncentrację chlorofilu w powierzchniowej warstwie wody Morza Bałtyckiego w kolejnych dniach wystąpienia zjawiska zakwitu glonów

20 Zróżnicowanie gatunkowe Jedyną, stosunkowo łatwo rozpoznawalną grupą są Coccolithophora

21 Zróżnicowanie gatunkowe Zakwit wiosenny – okrzemki Zakwit letni – sinice

22 Zróżnicowanie gatunkowe Podejmowane są próby dekompozycji widma reflektancji pod kątem identyfikacji różnych grup glonów Czysta woda Trichodesmium (Singapur) Okrzemki tworzące łańcuchy Cochlodinium (Singapur) Ceratium i Pyrodinium Bahamense Wiciowce (Zatoka Manilska) (głównie Dinophysis caudata) Okrzemki (Rhizolenia spp.) Okrzemki tworzące łańcuchy Protoperidinium i Ceratium (Singapur) (Skeletonema) oraz (Zatoka Manilska) bruzdnice (Singapur) Soo Chin LIEW i in., 2001

23 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Dopływ materii z atmosfery a metody satelitarne Zjawiska towarzyszące unoszeniu cząstek w atmosferze Zjawiska towarzyszące unoszeniu cząstek w atmosferze Zwiększenie zmętnienia atmosfery Zwiększenie zmętnienia atmosfery Zmiana właściwości optycznych atmosfery, zwiększenie rozpraszania światła w atmosferze Zmiana właściwości optycznych atmosfery, zwiększenie rozpraszania światła w atmosferze Zjawiska prowadzące do zwiększenia ilości pyłów w atmosferze Zjawiska prowadzące do zwiększenia ilości pyłów w atmosferze emisja zanieczyszczeń w obszarach uprzemysłowionych emisja zanieczyszczeń w obszarach uprzemysłowionych erupcja wulkanów erupcja wulkanów burze piaskowe burze piaskowe

24 Piaski pustyni MODIS Aqua Burza piaskowa w Egipcie Pyły uniesione do atmosfery podczas burzy piaskowej mogą być przenoszone z wiatrem na znaczne odległości i opadać na powierzchnię mórz

25 Dym z pożarów MODIS Aqua Pożary w Georgii, USA Widoczny na zdjęciach satelitarnych dym unoszący się w miejscu pożaru pozwala identyfikować obszary zagrożone. Drobiny sadzy przenoszone z wiatrem mogą opadać na powierzchnię morza.

26 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Popioły wulkaniczne MODIS Aqua Erupcja Etny Popioły wulkaniczne powstające podczas erupcji wulkanów również zasilają wody morskie w materię zawieszoną

27 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Źródła danych aktualnie dostępne CzujnikWłaścicielSatelitaOkres działania Ścieżka [km] Rozdzielczość [m] Liczba kanałów Zakres widmowy [nm] AVHRRNOAA (USA)Seria Tiros N/NOAA1979 – SeaWiFSNASA (USA) OrbView 2 (USA) 1/08/97 – OCINEC (Japonia) ROCSAT 1 (Taiwan) 01/1999 – MODISNASA (USA)Terra (USA)18/12/1999 – MISRNASA (USA)Terra (USA)24/02/2000 – OSMIKARI (Korea)KOMPSAT (Korea)20/12/1999 – OCMISRO (Indie) IRS P4 (India) 26/05/1999 – MERISESA (Europa) ENVISAT 1 (Europa) 1/03/2002 – / MODIS-PMNASA (USA)Aqua (USA)4/05/2002 – OCTSCNSA (Chiny) HaiYang 1 (Chiny) 05/2001 –

28 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Źródła danych planowane CzujnikWłaścicielSatelita Okres działania Ścieżka [km] Rozdziel- czość [m] Liczba kanałów Zakres widmowy [nm] Orbita GOCIKARI/KORDI COMS-1 (Korea) Geostacjonarna GOCIKARI/KORDI COMS-2 (Korea) Geostacjonarna HES-CWNOAA/NESDIS GOES-R (USA) Geostacjonarna OCM-II ISRO (Indie) IRS-P7 (Indie) km Polarna S-GLI JAXA (Japonia) GCOM-C (Japonia) / Polarna VIIRSNASA / IPONPP / Polarna VIIRSNASA / IPO NPOESS (USA) / Polarna

29 Serwis operacyjny

30 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Serwis operacyjny

31 Dni Technik Satelitarnych Warszawa Koniec Uniwersytet Gdański Instytut Oceanografii


Pobierz ppt "Dni Technik Satelitarnych Warszawa 21-24.06.2007 TECHNIKA SATELITARNA W BADANIACH I MONITORINGU MATERII ZAWIESZONEJ W WODZIE Uniwersytet Gdański Instytut."

Podobne prezentacje


Reklamy Google