Gemi İzlerinin Saptanması Ve Atmosferdeki Gemi İzlerinin Mikrofiziksel Özelliklerinin Modıs Verisi İle Hesaplanması

Abstract

Bu çalışmada gemi izlerini oluşturan parçacık boyutunun 1 km çözünürlüğü olan MODIS datası ile sabah (Terra) geçişinden öğleden sonra (Aqua) geçişine kadar olan zaman dilimi içindeki değişimi analiz edildi. Gemi izleri, gemilerin egzosundan yayılan parçacıkların etrafında oluşan alçak seviyeli antropojenik bulutlardır, yani doğal yollardan değil, insan kaynaklı emisyonlar sonucu oluşurlar. Bu bulutları oluşturan parcacıklar sayı bakımından fazla, boyut bakımından küçük oldukları için, üstlerinde bulunan bulutları modifiye ederek yansıtma özelliklerini (albedo) değiştirirler ve bu sayede yakın kızılötesi görüntüde çevrelerinden daha parlak görünerek ayırd edilirler. Deniz yüzeyi ile gemi egzosu arasındaki yansıma özellikleri farkı, yani kontrastı, MODIS sensörünün 2.13 µm bandında daha büyük olduğu için, gemi izlerinin belirlenmesinde 2.13 µm kullanildi. Parçacıkların zaman içinde değişimini incelemek için MOD06 bulut algoritmasından yararlanıldı. Gemi emisyonu sonucu yayılan parçacıkların mikrofiziksel değişimlerini incelemek üzere değişik bölgelerden 5 lokasyon seçildi ve 5 durum çalışması yapıldı. Terra ve Aqua MODIS arasındaki zaman farkı içindeki parçacık değişimini hesaplamak için Terra ve Aqua MODIS sensörüne ait görüntülerde gemi izi çiftleri bulunarak, bu çiftlerinin karşılaştırılması yapıldı. Partikül boyutunun zaman geçtikçe ve kaynaktan uzaklaştıkça arttığı gözlendi. Partikül boyutunun zaman içindeki değişiminin 1 µm/saat’e kadar olduğu hesaplandı. Terra MODIS ve Aqua MODIS’in birbirleriyle uyum içinde olduğu ve her ikisinin de artan eğilim içinde oldukları gözlemlendi. Terra ve Aqua MODIS verisinde seçilen gemi izi çiftlerinin arasindaki korelasyon % 90±8 olarak hesaplandı. Seçilen 5 durum çalışmasının algoritma ile kararlılık gösterdiği sonucuna varıldı.

In this study, 1 km Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) observations of morning (Terra) to afternoon (Aqua) passes were analyzed to estimate the particle sizes (and their changes in time) change of the aerosols that formed the ship tracks. Ship tracks are the low-level anthropogenic clouds that form around the exhaust released by ships. They modify the overlying cloud albedo by having high particle concentration and small droplet size and thus can be detected in near infrared imagery as bright features comparing to its surrounding. 2.13 µm observations are used for detecting ship tracks due to the large difference in the reflection from sea surface and ship exhaust. The MOD06 cloud algorithm is used to estimate effective particle radius change with time. Five case studies in different parts of the world are studied to examine the microphysical changes of the ship exhaust plumes in time. Ship track pairs were chosen both in Terra and Aqua MODIS imageries to estimate the particle size change from morning to afternoon time period. Particle size increased with time in the atmosphere as measured by distance from the ship. Particle growth over time is estimated to be up to 1 µm per hour. Terra and Aqua MODIS particle size estimates were in good agreement and both had particle size increasing with time. Terra and Aqua MODIS results are found to be 90±8% correlated with each other. The five case studies further demonstrated stability of the MOD06 algorithm.