Η χωρική και χρονική κατανομή των αιωρούμενων σωματιδίων επηρεάζεται σημαντικά από τις τοπικές πηγές ρύπανσης αλλά και από την ατμοσφαιρική κυκλοφορία. Στην εργασία επιχειρήθηκε η μελέτη των επιπέδων του οπτικού βάθους των αιωρούμενων σωματιδίων στην Ελλάδα, με έμφαση στη συνεισφορά των τοπικών πηγών ρύπανσης. Συγκεκριμένα, στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε:
1. ανάλυση δορυφορικών δεδομένων και παρουσίαση των επιπέδων και των πιθανών τάσεων του οπτικού βάθους των αιωρούμενων σωματιδίων σε διάφορες περιοχές της Ελλάδας
2. σύγκριση των επιπέδων του οπτικού βάθους μεταξύ επιβαρημένων περιοχών, όπως μεγάλα αστικά κέντρα και περιοχές όπου λειτουργούν μεγάλες βιομηχανικές μονάδες, σε σχέση με περιοχές όπου η επίδραση των τοπικών πηγών ρύπανση είναι πολύ μικρή
3. εκτίμηση της συνεισφοράς των τοπικών πηγών ρύπανσης στα προαναφερόμενα αποτελέσματα
4. σύγκριση των δορυφορικών δεδομένων με επίγεια
Η μελέτη των παραπάνω αντικειμένων έγινε χρησιμοποιώντας εκτιμήσεις των οπτικών ιδιοτήτων των αιωρούμενων σωματιδίων από το όργανο MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectoradiometer) που βρίσκεται στους δορυφόρους Terra και Aqua. Τα δεδομένα καλύπτουν τη χρονική περίοδο 9 ετών (από Φεβρουάριο 2000 έως Σεπτέμβριο 2009) για το διαστημικό σκάφος Terra και 7 ετών (από Ιούλιο 2002 έως Σεπτέμβριο 2009) για το Aqua. Οι χρονικές στιγμές διέλευσης των δορυφόρων Terra και Aqua πάνω από την Ελλάδα είναι 9.35±0.50 UTC και 11.34±0.53 UTC αντίστοιχα.
Η μέση τιμή του οπτικού βάθους (AOD550), για όλη την Ελλάδα είναι 0.20±0.07 και 0.19±0.06, από τους δορυφόρους Terra και Aqua αντίστοιχα. Ο συντελεστής γραμμικής συσχέτισης των δεδομένων AOD550 μεταξύ των δορυφορικών μετρήσεων MODIS/Terra και MODIS/Aqua είναι ίσος με 0.81. Στην χρονοσειρά των οπτικών βαθών παρατηρήθηκε μία εποχική διακύμανση με τις μέγιστες τιμές να εμφανίζονται κατά τους πρώτους ανοιξιάτικους μήνες και το καλοκαίρι. Η εποχικότητα αυτή αποδόθηκε στο αυξημένο σωματιδιακό φορτίο που παρατηρείται στην ελεύθερη τροπόσφαιρα τις συγκεκριμένες χρονικές περιόδους λόγω μεταφοράς ερημικής σκόνης από την Σαχάρα, αλλά και λόγω μεταφοράς αιωρούμενων από καύση βιομάζας που παρατηρούνται συχνά κατά τον Αύγουστο, όπως και στους επικρατούντες Βορειανατολικούς ανέμους κατά τους καλοκαιρινούς μήνες που μεταφέρουν σωματιδιακή ρύπανση από ρυπασμένες περιοχές όπως τα Ανατολικά Βαλκάνια. Γενικά, οι μεγαλύτερες τιμές AOD550 εμφανίζονται στις αστικές περιοχές όπου υπάρχουν έντονες ανθρωπογενείς δραστηριότητες, όπως οι περιοχές της Αττικής και της Θεσσαλονίκης.
Παρατηρείται ότι το 50-55% περίπου του εκτιμώμενου οπτικού βάθους οφείλεται σε ανθρωπογενείς πηγές ρύπανσης, ενώ το υπόλοιπο αναμένεται να οφείλεται σε φαινόμενα διασυνοριακής ρύπανσης. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχουν τα αποτελέσματα για την περιοχή της Πτολεμαΐδας και της κεντρικής Πελοποννήσου. Εκεί, τα επίπεδα των τοπικών πηγών ρύπανσης που φαίνονται από τον Aqua και συνεισφέρουν στο συνολικό οπτικό βάθος των αιωρούμενων σωματιδίων είναι πολύ μεγαλύτερα σε σχέση με αυτά του Terra κατά +37.9% και +70.6% αντίστοιχα. Τις μεσημεριανές ώρες που διέρχεται ο δορυφόρος Aqua, η ατμόσφαιρα της ευρύτερης περιοχής της Πτολεμαΐδας και της κεντρικής Πελοποννήσου έχει πιθανώς επιφορτιστεί από αιωρούμενα σωματίδια, λόγω της εντατικής λειτουργίας των εργοστασίων ηλεκτρικής ενέργειας. Για αυτό το λόγο, τα επίπεδα τοπικών πηγών ρύπανσης του Aqua είναι μεγαλύτερα από αυτά του δορυφόρου Terra, ο οποίος διέρχεται πάνω από την Ελλάδα τις πρωινές ώρες.
Για την περιοχή της Θεσσαλονίκης συγκρίθηκαν δορυφορικά δεδομένα MODIS με επίγειες μετρήσεις PM10 και PM2.5. Συγκρίνοντας το AOD550 με το PM10 δεν διακρίνεται ιδιαίτερη συσχέτιση μεταξύ αυτών. Μάλιστα, τα μέγιστα του AOD550 εμφανίζονται την άνοιξη και το καλοκαίρι ενώ τα αντίστοιχα μέγιστα των PM10 το φθινόπωρο και τον χειμώνα. Ομοίως οι ελάχιστες τιμές του AOD550 υπάρχουν το φθινόπωρο και το χειμώνα ενώ των PM10 την άνοιξη και το καλοκαίρι. Το γεγονός αυτό βασίζεται στο ότι, εντός των ορίων του Δήμου Θεσσαλονίκης, η βασική πηγή ρύπανσης είναι η κυκλοφορία των αυτοκινήτων. Επειδή κατά τους καλοκαιρινούς μήνες ο κυκλοφοριακός φόρτος είναι περιορισμένος, αναμένεται να είναι μικρότερες και οι συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων. / The spatial and temporal distribution of particulate matter is strongly influenced by local sources and the atmospheric circulation in the wider region. In this study, the levels of the optical depth of aerosols in Greece are examined, as well as the contribution of local sources on pollution. The following essential steps were followed:
1. Data analysis and possible trends of the aerosol optical depth over various regions of Greece
2. Comparison of the aerosol optical depth values among polluted regions, such as large cities and areas with increased industrial activity, and regions where the influence of local sources of pollution is very small
3. Estimation of the contribution of local sources of pollution in the above mentioned results.
4. Comparison of satellite estimations with ground based data.
The study was based on the dataset of aerosol optical properties from the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectoradiometer) instrument, located on Terra and Aqua satellites. The dataset covers a 9-year time period (February 2000 - September 2009) on the Terra spacecraft and 7 years (July 2002 - September 2009) on Aqua. The overpass times of the satellites Terra and Aqua above Greece are 9.35 ± 0.50 UTC and 11.34 ± 0.53 UTC, respectively.
The average optical depth (AOD550) over Greece is 0.20±0.07 and 0.19±0.06, from the Terra and Aqua satellites respectively. The linear correlation coefficient between the satellite estimations of AOD550 from MODIS/Terra and MODIS/Aqua is 0.81. The time series analysis of aerosol optical depth reveals a seasonal variation with maximum levels occurring during March and April and during summertime. The seasonality could be attributed to the increased particulate matter of Sahara desert dust in the free troposphere and the transport of biomass burning during August, when the prevailing North East winds carry particulate matter from air polluted sites like the East Balkans. Generally, the higher AOD550 values appear in urban areas, such as the regions of Attica and Thessaloniki.
Finally, it appears that 50-55% of the estimated optical depth could be attributed to anthropogenic sources. The results for the area of Ptolemais and central Peloponnese were examined thoroughly. Over those regions, the levels of local pollution sources that appear from Aqua, are much higher than those of Terra by +37.9% and +70.6% respectively. During the midday hours, when the Aqua satellite passes over the wider area of Ptolemais and central Peloponnese, the increased particulate matter could be attributed to the intensive operation of power plants. For this reason, the levels of local air pollution sources, observed from Aqua, are higher than those of Terra satellite, which passes over the sites in the early morning.
For the region of Thessaloniki, the MODIS satellite data compared with ground based measurements of PM10 and PM2.5. When comparing AOD550 with PM10, there is no distinguished direct relation between them. On the contrary, the maximum satellite values of AOD550 appear during spring and summer, while the corresponding maximum values of PM10 are measured during autumn and winter. Likewise, the minimum AOD550 values appear in autumn and winter, while the PM10 appear during spring and summer. This is probably based on the fact that, in the limit area of the city of Thessalonica, the main source of pollution is car traffic. So, during summer months, when the traffic is low, the concentrations of particulate matter are expected to be lower.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/4569 |
| Date | 11 August 2011 |
| Creators | Μεντζελόπουλος, Ελευθέριος |
| Contributors | Αργυρίου, Αθανάσιος, Mentzelopoulos, Eleftherios, Αργυρίου, Αθανάσιος, Καζαντζίδης, Ανδρέας, Χριστοπούλου, Ελευθερία-Παναγιώτα |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 6 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0035 seconds