اندازه گیری دمای سطح آب (SST) با تصاویر لندست در ارث انجین

تغییرات دمای سطح آب (Sea Surface Temperature – SST) یکی از شاخص‌های کلیدی برای مطالعه تغییرات اقلیمی، پویایی‌های اقیانوسی، و زیست‌بوم‌های دریایی به شمار می‌رود. اطلاعات دقیق و مستمر درباره دمای سطح آب می‌تواند به پیش‌بینی پدیده‌هایی نظیر النینو، شناسایی مناطق غنی از منابع زیستی، و پایش تغییرات بلندمدت اقلیم کمک کند. در این میان، تصاویر ماهواره‌ای به‌ویژه داده‌های سنجنده‌های سری لندست، به دلیل توان تفکیک مکانی بالا و دسترسی آزاد، ابزار قدرتمندی برای استخراج دمای سطح آب در مقیاس‌های محلی تا جهانی محسوب می‌شوند. در آموزش اندازه گیری دمای سطح آب (SST) با تصاویر لندست در ارث انجین به شما آموزش خواهیم داد تا با تصاویر لندست 8، لندست 7 ولندست 5 دمای سطح آب را اندازه گیری کنید.

برای محاسبه دمای سطح آب (SST)، نمی‌توان همان روش‌هایی را که برای دمای سطح زمین (LST) به کار می‌روند، استفاده کرد. یک باور اشتباه این است که دمای سطح زمین (LST) و دمای سطح آب (SST) را می‌توان با یک روش مشابه محاسبه کرد، اما این تصور اشتباه است. سطح آب به دلیل ویژگی‌های خاص گسیل‌مندی خود، رفتار متفاوتی نسبت به زمین دارد و نیازمند رویکردهای محاسباتی دقیق‌تری است. این تفاوت به ویژه در کاربردهایی مانند مدل‌سازی اقلیمی، پایش اکوسیستم‌های آبی و مطالعات هیدرولوژیکی اهمیت بسیاری پیدا می‌کند. بنابراین، در محاسبه دمای سطح آب، ضروری است که روش‌های مناسب و سازگار با خصوصیات فیزیکی آب به کار گرفته شوند.

آموزش پیشنهادی: محاسبه دمای سطح زمین با روش Split-window در گوگل ارث انجین

ویژگی دوره اندازه گیری دمای سطح آب (SST) با تصاویر لندست در ارث انجین

عنوان کلی: اندازه گیری دمای سطح آب با تصاویر ماهواره ای لندست
محصول: دانلود و دسترسی بعد از خرید
نرم‌افزار: سامانه گوگل ارث انجین
مدرس: آرمان صمدی
تصاویر: لندست 8، لندست 5 و لندست 8
کد آماده : دارد
رفرنس : دارد.

موارد آموزش داده شده در دوره اندازه گیری دمای سطح آب (SST) با تصاویر لندست در ارث انجین

آموزش فراخوانی تصاویر ماهواره ای لندست
آموزش اعمال فیلتر زمان، مکان، ابر و فیلتر سطر و ستون
آموزش اعمال ماسک کردن ابر در تصاویر بر اساس باند QA Pixels
آموزش محاسبه رادیانس باند حرارتی
آموزش محاسبه دمای درخشندگی باند حرارتی
آموزش محاسبه دمای سطح آب با روش Split Window Algorithm در لندست 8
آموزش محاسبه دمای سطح زمین برای تصاویر لندست 5 و 7 بر پایه رگرسیون خطی با تصاویر NOAA
آموزش ترسیم نمودار تغییرات زمانی دمای سطح آب
آموزش خروجی گرفتن از تصاویر با فرمت تیف
آموزش مدیریت زمان بر اساس، روز، ماه، فصل و سال در گوگل ارث انجین
آموزش برداشتن محدودیت سطر و ستون در تصاویر لندست
آموزش ماسک کردن مناطق آبی از سایر مناطق

نکات مهم در مورد این آموزش:
در این آموزش از تصاویر ماهواره ای لندست 8، لندست 5 و لندست 7 میتوایند استفاده کنید و استفاده شده است.
در این آموزش برای تصاویر لندست 8 از الگوریتم Split Window Algorithm استفاده شده است.
در این آموزش برای تصاویر لندست 5 و لندست 8 از مقاله معتبر و بر اساس ارتباط بین دمای درخشندگی و دمای سطح آب نوا استفاده شده است.
در این آموزش محدودیتی برای مناطق یا پهنه آبی وجود ندارد.

دمای سطح آب (SST) و روش های اندازه گیری آن

دمای سطح آب (Sea Surface Temperature – SST) به دمای آب در سطح و لایه‌های نزدیک به سطح اطلاق می‌شود و یکی از پارامترهای کلیدی در مطالعات اقیانوس‌شناسی و اقلیم‌شناسی به شمار می‌رود. این دما به دلیل تغییرات روزانه و فصلی، تفاوت‌های منطقه‌ای و تأثیرات جریانات اقیانوسی می‌تواند بسیار متغیر باشد. SST نقشی اساسی در ایجاد چرخه‌های اقیانوسی، انتقال مواد مغذی و تعادل آب‌وهوایی دارد. در مناطق ساحلی، دمای سطح آب می‌تواند تأثیر مستقیمی بر آب‌وهوای محلی داشته باشد و حتی الگوهای وزش باد را نیز شکل دهد.
اندازه‌گیری دمای سطح آب به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هر کدام بسته به مقیاس زمانی و مکانی کاربردهای خاص خود را دارند. در روش‌های سنتی، از دماسنج‌هایی استفاده می‌شود که توسط کشتی‌ها حمل می‌شوند یا در ایستگاه‌های دریایی و مناطق ساحلی نصب می‌گردند. با این حال، این روش‌ها به دلیل وابستگی به نمونه‌برداری نقطه‌ای و محدودیت‌های مکانی و زمانی، اطلاعاتی کامل و گسترده ارائه نمی‌دهند.
استفاده از فناوری‌های سنجش از دور حرارتی و تصاویر ماهواره‌ای انقلابی در مطالعه SST ایجاد کرده است. داده‌های ماهواره‌ای، مانند تصاویر سری لندست، امکان اندازه‌گیری دمای سطح آب در مقیاس‌های وسیع و با دقت بالا را فراهم می‌کنند. این روش، علاوه بر کاهش هزینه‌ها، امکان رصد مداوم و پایش تغییرات زمانی و مکانی دمای آب را به صورت گسترده ارائه می‌دهد. سنجش از دور نه تنها دقت بالایی در استخراج داده‌ها دارد، بلکه به دلیل توانایی در بررسی مناطق دورافتاده و گسترده، ابزاری بی‌نظیر در مطالعه تغییرات اقلیمی و مدیریت منابع آبی محسوب می‌شود.

کاربردهای اندازه‌گیری دمای سطح آب (SST)

1. بررسی فعالیت‌های اکولوژیکی

دمای سطح آب نقشی حیاتی در فعالیت‌های زیستی اقیانوس‌ها ایفا می‌کند. تغییرات در SST می‌تواند بر پراکنش و فراوانی گونه‌های دریایی، از جمله فیتوپلانکتون‌ها و ماهی‌ها، تأثیر بگذارد. این دما همچنین می‌تواند زیستگاه‌های حساس دریایی مانند صخره‌های مرجانی را تحت تأثیر قرار دهد و به شناسایی مناطق غنی از منابع زیستی کمک کند.

2. بررسی تغییرات محیط دریایی

دمای سطح آب یکی از شاخص‌های کلیدی برای پایش تغییرات اقلیمی و محیطی در دریاها و اقیانوس‌ها است. تغییرات بلندمدت SST می‌تواند نشانه‌ای از پدیده‌هایی نظیر گرمایش جهانی، اسیدی‌شدن اقیانوس‌ها، و تغییرات در الگوهای اقلیمی باشد. این داده‌ها برای تحلیل تأثیرات این تغییرات بر اکوسیستم‌های دریایی ضروری هستند.

3. بررسی جریانات آب‌های اقیانوسی و مدل‌سازی آن‌ها

جریانات اقیانوسی، مانند گلف استریم و جریان کالیفرنیا، تحت تأثیر دمای سطح آب قرار دارند. مطالعه SST به مدل‌سازی دقیق این جریانات کمک می‌کند و اطلاعات ارزشمندی برای پیش‌بینی تغییرات در انتقال حرارت و مواد مغذی بین مناطق مختلف ارائه می‌دهد. این اطلاعات برای بهبود پیش‌بینی‌های هواشناسی و مدل‌های آب‌وهوایی اهمیت زیادی دارد.

4. بررسی نقش آب‌ها بر روی آب‌وهوای محلی دریاها

دمای سطح آب می‌تواند مستقیماً بر شرایط آب‌وهوایی مناطق ساحلی تأثیر بگذارد. SST در شکل‌گیری و شدت طوفان‌ها، الگوهای وزش باد، و حتی میزان رطوبت هوا نقش دارد. به‌ویژه در مناطق ساحلی، تغییرات دمای آب می‌تواند باعث تغییر در دما، بارش، و بادهای محلی شود و در نتیجه، بر جوامع انسانی و فعالیت‌های اقتصادی منطقه تأثیرگذار باشد.

5. پیش‌بینی و مدیریت بلایای طبیعی

SST یکی از عوامل کلیدی در پیش‌بینی تشکیل و شدت طوفان‌های گرمسیری و پدیده‌هایی مانند النینو و لانینا است. پایش دقیق دمای سطح آب می‌تواند در مدیریت خطرات ناشی از این پدیده‌ها و کاهش خسارات جانی و مالی مؤثر باشد.

6. پایش آلودگی‌های آبی

تغییرات غیرعادی در SST می‌تواند نشانه‌ای از ورود آلودگی‌های حرارتی به منابع آبی باشد. این موضوع به شناسایی و مدیریت منابع آلودگی، به‌ویژه در مناطق صنعتی و ساحلی، کمک می‌کند.

7. برنامه‌ریزی در صنعت شیلات و آبزی‌پروری

دمای سطح آب تأثیر مستقیم بر رفتار و زیستگاه ماهیان دارد. اطلاعات SST به برنامه‌ریزی در زمینه بهره‌برداری از منابع شیلات و مکان‌یابی مناسب برای آبزی‌پروری کمک می‌کند و بهره‌وری این صنایع را افزایش می‌دهد.

آیا LST (دمای سطح زمین) با SST (دمای سطح آب) یکسان است؟

بسیاری از افراد تصور می‌کنند که دمای سطح زمین (LST) و دمای سطح آب (SST) به روش‌های مشابهی محاسبه می‌شوند، اما این باور اشتباه است. محاسبه این دو پارامتر در سنجش از دور به تکنیک‌های متفاوتی نیاز دارد، زیرا ویژگی‌های فیزیکی زمین و آب متفاوت هستند. برای مثال، در آموزش اندازه‌گیری دمای سطح زمین با تصاویر لندست در گوگل ارث انجین، روش‌های محاسبه LST به‌طور مفصل توضیح داده شده است.
یکی از چالش‌های اصلی در محاسبه LST، ضریب گسیلمندی (Emissivity) است. این ضریب مشخص می‌کند که یک سطح چه مقدار از انرژی خورشید را جذب کرده و دوباره بازتاب می‌دهد. ضریب گسیلمندی برای سطوح مختلف (مانند خاک، سنگ یا گیاهان) متغیر است و این موضوع محاسبه دمای سطح زمین را پیچیده می‌کند. اما در مورد آب‌ها، این ضریب تقریباً ثابت است. بنابراین، محاسبه SST در این زمینه ساده‌تر بوده و نیازی به اعمال تغییرات زیاد در ضریب گسیلمندی ندارد.

مدرس دوره آموزشی:

آرمان صمدی
دانش‌آموخته رشته سنجش‌ازدور و جی‌ای اس دانشگاه تهران
کارشناس سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی
مدیر و بنیان‌گذار وب‌سایت مدرسه سنجش ‌از دور
مدرس بیش از 300 محصول آموزشی