سنجش از دور حرارتی چیست و چه کاربردی دارد؟

خلاصه

مفهومی بسیار ساده که همه آن را می ­دانیم؛ این هست که خورشید مایه حیات ما زمینی ­ها است، ولی تا چه حد از کاربردهای بی­نظیر آن آگاهیم؟ ­­علم و در واقع هنر سنجش از دور یکی از علومی هست که از این منبع سرچشمه می گیرد. و نور خورشید در طیف­ های مختلف از ابزار آن است. جامعه پژوهشی در زمینه علوم زمین با داده­ های سنجش از دور حرارتی و اپتیک آشنا هستند، ولی هنوز کاربرد این داده­ ها در بسیاری از جنبه­ ها ناشناخته مانده است. لذا انتشار اطلاعات در این زمینه از قبیل ذکر قوانین فیزیکی این تصاویر، سنجنده­ های موجود، مثال­هایی از کاربرد آن و …،  می­ تواند برای بسیاری از محققان راهگشا باشد.

مقدمه

امروزه بخشی از سنجنده ها در سنجش از دور استفاده می شوند، که قابلیت ثبت انرژی الکترومغناطیسی حرارتی را دارند. امواج حرارتی شامل امواج مادون قرمز حرارتی هستند؛ که از پدیده ­ها و پوشش­های مختلفی که در سطح زمین وجود دارند؛ منتشرشده و توسط سنجنده ثبت می­ شوند. به طور کلی پدیده­ ها بخشی از امواجی را که به آنها می­رسد را جذب می­ کنند، واین جذب انرژی افزایش دما و به دنبال آن افزایش جنبش مولکولی را به همراه دارد، که بر حسب دما هر پدیده یک میزان انرژی حرارتی را به صورت طول موج بلند گسیل می ­کنند و سنجنده­ های حرارتی که بر روی سکوهای ماهواره ­های ثابت شده ­اند، می­ توانند این امواج منتشر شده را ثبت کنند، و مفسران با تجزیه و تحلیل این تصاویر به شناخت پدیده­ ها کمک می­ نمایند.

سنجش از دور چیست؟

همانطور که می دانید سنجش از دور علم و هنر و تکنولوژی کسب اطلاعات از پدیده ها، با استفاده از خواص طیف الکترومغناطیس بدون تماس  فیزیکی با آنها است. سنجش از دور بر اساس طیف و طول موج به ۳ دسته تقسیم می­شود:

  • سنجش از دور اپتیک: شامل نور مرئی و مادون قرمز انعکاسی
  • مادون قرمز حرارتی
  • میکروموج یا رادار

در سنجش از دور توان انعکاس و توان تابش در پدیده­ ها مورد بحث قرار می­ گیرد؛ که منبع اساسی آن طیف الکترومغناطیس خورشید است.

 

سنجش از دور حرارتی چیست؟

سنجش از دور حرارتی شاخه ای از سنجش از دور است، که پیرامون پردازش و تفسیر داده­ ها و تصاویر به دست آمده در ناحیه مادون قرمز حرارتی بحث می­ کند. بخش مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی معمولاً بین ۰.۷ تا ۱۰۰۰ میکرومتر در نظر گرفته می ­شود. در این بخش مادون قرمز، نام های مختلفی وجود دارد و نظرات مختلفی برای تعریف مرزهای فرعی آن وجود دارد. در سنجش از دور دامنه ۳ تا ۳۵ میکرومتر از محبوبیت بیشتری برخوردار است که همان محدوده مادون قرمز حرارتی است. در طیف مادون قرمز حرارتی ، یک پنجره عالی جوی بین ۸ تا ۱۴ میکرومتر قرار دارد. پنجره جوی ضعیف تری در ۳-۵ و ۱۷-۲۵  میکرومتر نیز قرار دارد. تفسیر داده ها در ۵-۳ میکرومتر به دلیل همپوشانی با بازتاب خورشیدی در تصاویر روز پیچیده است و منطقه ۲۵-۱۷ میکرومتر نیز هنوز قابلیت استفاده پیدا نکرده است. بنابراین فعلاً باندهای تعریف شده در سنجنده ها در بازه ۱۴-۸ میکرومتر هستند.

در سنجش از دور حرارتی اشعه “ساطع شده” از سطح هدف اندازه گیری می­ شود، برخلاف سنجش از راه دور نوری که در آن اندازه گیری اشعه “منعکس شده” توسط هدف مورد نظر است. پس دما یا حرارت یک فاکتور مهم در این شاخه محسوب می­ شود. و وقتی حرف از دما به میان می­ آید، مفاهیم جذب انرژی توسط جسم براساس وجود انرژی جنبشی و بالا رفتن سرعت مولکولها و در نهایت بالارفتن دمای جسم و  واژه جسم سیاه و ارتباط آن با سنجش از دور حرارتی به میان می­ آیند که دانستن هر کدام از این مفاهیم به مفسر تصاویر حرارتی کمک می­ کند تا شناخت بهتری از پدیده ­ها به دست آورد.

پس دما یا حرارت یک فاکتور مهم در این شاخه محسوب می­ شود. و وقتی حرف از دما به میان می ­آید، مفاهیم جذب انرژی توسط جسم براساس وجود انرژی جنبشی و بالا رفتن سرعت مولکولها و در نهایت بالارفتن دمای جسم و  واژه جسم سیاه و ارتباط آن با سنجش از دور حرارتی به میان می­ آیند که دانستن هر کدام از این مفاهیم به مفسر تصاویر حرارتی کمک می­ کند تا شناخت بهتری از پدیده ­ها به دست آورد.

سنجش از دور چیست؟ [راهنمای جامع + تعاریف متفاوت]
مشاهده

سنجش از دور حرارتی از این واقعیت استفاده می ­کند که همه چیز در دمای بالاتر از صفر مطلق (صفر کلوین) در محدوده مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی تابش می­ کند. یعنی وقتی جسم گرم می­ شود و دمای آن بالا می­ رود ؛

با توجه به میزان دمای آن، توان تابش به صورت امواج بلند مادون قرمز را دارد و اساس سنجش از دور حرارتی اندازه گیری این میزان تابش توسط سنجنده­ ها است، ولی این تابش باید از سدی به نام جو زمین بگذرد تا به سنجنده­ ها برسد و همه بحث سنجش از دور حرارتی در همین موضوع است که چه مواردی در سرراه این تابش قرار دارند و میزان واقعی تابش چه مقدار است و باید چه عواملی را در نظر بگیرد تا میزان درجه حرارتی که سنجنده­ ها نشان می­ دهند زیاد دور از واقعیت نباشد و خطای کمتری داشته باشد تا بتوان  از آن به خصوص در حل بهتر بحران­های زمین استفاده کرد.

طیف الکترومغناطیس خورشید در تقابلی بین زمین و جو قرار دارد که باید از جو عبور کند و به زمین برسد و یا برعکس انرژی از زمین به جو برسد. پس عناصر گازی مثل بخارآب، دی اکسیدکربن و ازون از بازیگران اصلی این تقابل هستند به طوری که در طیف الکترومغناطیس نواحی را به نام نواحی جذب و نواحی را به نام پنجره های اتمسفری به وجود آوردند، که این پنجره های اتمسفری هستند که امکان انتقال انرژی از زمین به جو را می­ دهند حال به تعریف دقیق تر مبانی تابش، قوانین، روزنه ­های اتمسفری و ارتباط آنها را با سنجش از دور حرارتی می ­پردازیم:

دیدگاه کاربران ...

    لطفا قبل از ارسال سئوال یا دیدگاه سئوالات متداول را بخونید.
    جهت رفع سوالات و مشکلات خود از سیستم پشتیبانی سایت استفاده نمایید .
    دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
    دیدگاهی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.

    دیدگاه خود را بیان کنید

جدیدترین محصولات