Χρήση δεδομένων ενεργητικής και παθητικής τηλεπισκόπησης (2008-2012) για την ανάκτηση της κατακόρυφης κατανομής αερολυμάτων

Abstract

Η συχνή παρουσία ερημικής σκόνης στην Ελλάδα έχει επιπτώσεις στην υγεία και στο περιβάλλον. Για τις ανάγκες αυτής της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκαν μελέτες για την παρουσία ερημικής σκόνης πάνω από την Αθήνα την περίοδο 2008-2012, με την βοήθεια του μοντέλου πρόγνωσης των περιστατικών ερημικής σκόνης Dream και του δικτύου φωτόμετρων AERONET. Βρέθηκαν 116 ημέρες, από τις οποίες οι περισσότερες ήταν μέσα στην άνοιξη και το καλοκαίρι και υπολογίστηκαν οι τιμές των οπτικών και μικροφυσικών ιδιοτήτων των αερολυμάτων ερημικής προέλευσης. Για τον συντελεστή Angstrom μικρότερο του 1.08 και ταυτόχρονη πρόγνωση από το μοντέλο Dream περιστατικό σκόνης, οι μέσες τιμές του οπτικού πάχους αερολυμάτων (ΑΟΤ) βρέθηκαν στο διάστημα 0.1 – 0.55, της σφαιρικότητας ήταν μικρότερη του 30%, μέση τιμή του δείκτη διάθλασης του πραγματικού μέρους στο 1.4 – 1.6 και το φανταστικό μέρος στο 0.001 – 0.3, η ολική συγκέντρωση του όγκου στο 0.04 – 0.21 μm3/μm2, της ποσότητας V/AOT για τα λεπτά (fine) σωματίδια στο 0.2 – 0.3 m στις περισσότερες περιπτώσεις και τα μεγάλα (coarse) στο 0.6 – 0.8 m. Επίσης έγινε χρήση του αλγορίθμου LIRIC, που χρησιμοποιεί δεδομένα από φωτόμετρα και συστήματα Lidar για την εξαγωγή της κατακόρυφης κατανομής των αιωρούμενων σωματιδίων για μικρά και μεγάλα σωματίδια. Με τον αλγόριθμο LIRIC και τα δεδομένα από το δίκτυο AERONET και το ΕΑRLINET (δίκτυο συστημάτων Lidar) ανακτήθηκε η κατακόρυφη κατανομή των αερολυμάτων στις 23 Ιουλίου 2011 και στις 30 Ιουλίου 2012. Παρουσιάζεται επίσης βήμα προς βήμα η διαδικασία ανάκτησης με την χρήση του αλγόριθμου LIRIC.

Desert dust has impact on health and the enviroment. The presence of the desert dust over Greece is a frequent phenomenon. The purpose of this Diploma Thesis is to make a statistical analysis of the optical and microphysical properties of aerosols. For that reason we studied the cases of desert dust over Athens for the period 2008 – 2012, with the assistance of the Dream model, which predict the cycle of life of desert dust and the AERONET, a photometers network. The cases with the Angstrom exponent lower than 1.08 and simultaneously desert dust prediction over Athens greater 0.025 mg/m2, have been chosen. Based on AERONET data aerosol optical thickness (AOT) values where found in the interval 0.1 – 0.55, the sphericity was smaller than 30%, the mean value of real part of the refractive index was in 1.4 – 1.6 and for the imaginary part 0.001 – 0.03, the total volume concentration in 0.04 – 0.21 um3/um2, and the quantity V/AOT for fine mode 0.2 – 0.3 m and for coarse mode 0.6 – 0.8 m. Futhermore for the retrieval of the aerosols distribution a new algorith (LIRIC) has been used which makes the synergetic use of data from photometers and lidar systmes. In the desert dust cases of 23 July of 2011 and 30 July of 2012 with the use of the data from AERONET and EARLINET (lidar stations net) and the LIRIC algorithm we made the retrieval of the volume distribution for fine and coarse mode. Finally, we present a tutorial of the LIRIC code.