کار با داده های اقلیمی در گوگل ارث انجین – کاربرد گوگل ارث انجین در هواشناسی ماهواره ای

محصول آموزشی کار با داده های ماهواره ها و سنجنده های اقلیم شناسی در گوگل ارث انجین منتشر شد. این محصول آموزشی حاوی نکات بسیار مهمی است که در زمینه مطالعات هواشناسی ماهواره ای و اقلیم شناسی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

توضیحات محصول

در این محصول آموزشی، امیرحسین احراری به آموزش روش کدنویسی داده ها و پروداکت های کاربردی گوگل ارث انجین در مطالعات اقلیم شناسی پرداخته است. در همین راستا روش کار با تصاویر ماهواره ای سنتینل 5، داده های اقلیمی دانشگاه آیداهو آمریکا، داده های FLDAS، داده های GLDAS و سنجنده های بارشی TRMM، GPM به همراه داده های بارشی مدل های CHIRPS و PERSIANN پرداخته شده است. 

عناوین آموزشی

نکات آموزش داده شده در گوگل ارث انجین و پروداکت های اقلیمی آن عبارت اند از:

• معرفی ماهواره سنتینل 5
• کاربرد آن در مطالعات آلودگی هوا
• برآورد سری زمانی آئروسل ها
• برآورد سری زمانی مونوکسید کربن
• برآورد نیتروژن جوی
• برآورد فشار تروپوسفری
• برآورد ازن جوی
• برآورد سولفور جوی
• معرفی داده های دانشگاه IDAHO آمریکا
• برآورد تبخیر و تعرق
• برآورد خشک سالی
• برآورد رطوبت خاک
• برآورد سرعت باد
• برآورد سطح برف
• برآورد عمق برف
• برآورد بارش برف
• برآورد آب معادل برف
• معرفی داده های مدل FLDAS
• معرفی داده های مدل GLDAS
• برآورد رطوبت خاک سطح زمین تا عمق 10 سانتی متری
• برآورد رطوبت خاک عمق 10 تا 40 سانتی متری
• برآورد رطوبت خاک عمق 40 تا 100 سانتی متری
• برآورد رطوبت خاک عمق 100 تا 200 سانتی متری
• برآورد دمای خاک سطحی
• برآورد دمای خاک زیرسطحی
• برآورد بارش سی دقیقه ای
• برآورد بارش 3 ساعته
• برآورد بارش روزانه
• برآورد بارش ماهیانه
• معرفی سنجنده TRMM
• معرفی سنجنده GPM

ماهواره Sentinel-5

یکی از جدیدترین ماهواره های سری سنیتنل، ماهواره sentinel-5 است. این ماهواره برای کاربردهای اقلیم شناسی و مطالعات جوی طراحی شده است. با استفاده از داده های این ماهواره امکان پایش پارامترهای جوی مختلف بصورت روزانه با توان تفکیک مکانی 1 کیلومتری فراهم است. از جمله پروداکت های مهم این سنجنده می توان به پروداکت مونوکسید کربن، نیتروژن، آئروسل، ازن، ابر و غیره اشاره کرد. کاربرد اصلی ماهواره در زمینه آلودگی هوا است. 

داده های اقلیمی دانشگاه IDAHO

داده های اقلیمی دانشگاه آیداهو آمریکا ترکیبی از داده های ماهواره ای و زمینی با دقت مکانی 4 کیلومتر و تناوب زمانی ماهیانه است. عموما از این داده ها بصورت ترکیبی برای مطالعه اتمسفر و منابع آب استفاده می شود. مهم ترین پروداکت هایی که از این داده در دسترس است، تبخیر و تعرق واقعی، شاخص خشکی پالمر، بارش تجمعی و رواناب قابل اشاره است.

داده های مدل FLDAS

این داده ها نیز از مدل کاربردی FLDAS و با استفاده از ترکیب داده های ماهواره ای و زمینی با دقت مکانی 10 کیلومتری طراحی شده است. داده های این مدل عموما برای مطالعه اتمسفر و زمین در راستای موضوع امنیت غذایی استفاده استفاده می شود. یکی از مهم ترین پروداکت های این داده در ارتباط با پوشش برف است. با استفاده از این پروداکت میزان بارش برف، سطح مناطق برفی، عمق برف و آب معادل برف بصورت آماده در دسترس کاربران قرار گرفته است.

داده های مدل GLDAS

در این مدل نیز بصورت ترکیبی از داده های ماهواره ای و زمینی با دقت 25 کیلومتری برای شبیه سازی پارامترهای اقلیمی از سال 1948 میلادی، استفاده شده است. مهم ترین ویژگی این داده ها برآورد پارامترهای کاربردی در تبخیر و تعرق و پهنه های آبی است. مهم ترین داده هایی که توسط این مدل عرضه شده، شامل رطوبت خاک و دمای خاک سطحی و زیر سطحی تا عمق 200 سانتی متری است.

کاربرد سنجش از دور

یکی از مهم ترین کاربردهای سنجش از دور در مطالعات آب و هوا شناسی است. بر همین اساس شاخه ای به نام هواشناسی ماهواره ای در سنجش از دور تعریف شده است. در این شاخه علمی عموما از تصاویر ماهواره های کاربردی هواشناسی استفاده می شود. نخستین ماهواره های سنجش از دوری در زمینه مطالعات هواشناسی طراحی شده بودند. این دسته از ماهواره ها از توان تفکیک مکانی نسبتا پایین و توان تفکیک زمانی بسیار بالا در حد چند دقیقه برخوردار است. 

توان تفکیک زمانی بالای داده های هواشناسی، برای پایش تغییرات و رخدادهای جوی طراحی شده است. این رخدادها و تغییرات بسیار کوتاه مدت و در مقیاس وسیع بوده و برای پایش دائم آن نیاز به تصاویری با توان تفکیک زمانی بالا است. به عنوان مثال، برخی از ماهواره های هواشناسی قابلیت تولید داده با دقت زمانی 60 ثانیه ای را دارا هستند.  

ماهواره های اقلیمی عموما برای اندازه گیری پارامترهای جوی استفاده می شوند. به عنوان مثال از تصاویر ماهواره ای سنتینل 5 برای برآورد آلاینده های آب و هوایی بهره برده می شود. این در حالی است که برخی دیگر از این ماهواره ها قابلیت بررسی رابطه سطح و جو زمین را نیز دارا هستند. به عنوان مثال بررسی رابطه بین بارش جوی و رطوبت خاک و تغییرات سفره آب های زیرزمینی از بارزترین نمونه های کارکرد تصاویر ماهواره ای در مطالعات اقلیمی و تغییرات آن است. 

لینک های مفید

• کتاب موتور مجازی پردازش تصاویر ماهواره ای