Uydu Görüntülerinde Yanl?? Yorumlanabilen Çe?itli Do?a Olaylar?

 

Uydu Görüntülerinde Yanl?? Yorumlanabilen Çe?itli Do?a Olaylar?

Devlet Meteoroloji ??leri  ©2000 Ankara, TÜRK?YE

Uydu görüntülerinde görülebilen ve ?imdiye kadar tart???lan do?a olaylar?na ilaveten meteorolojik yönden önemli çok çe?itli do?a olaylar? bulunmaktad?r. A?a??da bunlardan birkaç? sunulacakt?r.

1. Toz ve Kum

Tozlar kuvvetli rüzgarlar taraf?ndan yukar?ya ta??nd???nda uydu görüntülerinde ay?rt edilebilirler. Toz, nisbeten dü?ük yans?t?c?l??? olan okyanuslar gibi (?ekil 12) yüzeyler üzerine advekte oldu?unda visible görüntülerde çok kolay görülür. Toz veya, savrulan kum çöller gibi daha parlak bölgelerde, yüzeyinkine çok yak?n reflektivite sergilemelerinden dolay? kolayl?kla ay?rt edilemezler. Volkanik küller gibi daha yüksek bölgelere ula?an tozlar, infrared görüntülerde görülebilirler. Volkan kayna?? yak?n?nda daha s?cak olarak belirir ve ?ayet toz bulutu yeterli yo?unlukta kal?rsa, daha a?a?? k?s?mlarda, a?a??daki toz bulutundan gelen radyasyonu bloke eder ve bulutunkine benzer daha so?uk bir i?aret olu?turur. Havada toz ve kumun varl??? , tozu atmosferin iç k?s?mlar?na ta??yacak kuvvetli yüzey rüzgarlar?n?n indikatörüdür

2. Güne? Par?lt?s? (Sun Glint)

Düzgün yüzeyden yans?t?lan gün ?????n?n neden oldu?u güne? par?lt?s? visible görüntüde parlak bir noktac?k olarak görülür (?ekil 12). Bu i?aret ço?unlukla okyanuslar üzerinde görülür ve parlak noktac?klar?n yo?unlu?u yüzeyin karekterini gösterir. Yüzey rüzgarlar? sakin oldu?unda okyanus düz ve pürüzsüzdür, çok kuvvetli yans?ma meydana gelir ve parlak noktac?klar çok iyi biçimde belirlenebilir.

Yüzeyde daha kuvvetli rüzgarlar bulundu?u zaman deniz yüzeyi kaba ve dalgal?, yans?ma daha da??n?k olur ve parlak noktac?klar daha az belirlenebilir.

?ekil-12'deki visible ve infrared görüntü k?yasland???nda infrared görüntüde güne? par?lt?s? bölgesinde bulutlar?n varl???na dikkat edildi?inde parlak güne?in infrared görüntüde mevcut olan ço?u bulutu gizledi?i aç?kça görülebilir

uydu
?ekil-12: Visible Meteosat 4 görüntüsü (üstte) Afrika sahillerindeki belirgin uçak tozlar?n? göstermektedir. 
Güneybat? Afrika sahillerindeki güne? par?lt?s?na dikkat ediniz. 
?nfrared görüntüde (altta) toz ve güne? par?lt?s?n?n ay?r edilemedi?ine dikkat ediniz.

3. Duman ve Yang?n

Duman, belirli bir yere yerle?imi ve belirli bir kaynaktan gelmesi (?ekil 13) haricinde görüntüdeki görünü? aç?s?ndan toz ve kuma benzemektedir. Duman?n en dikkate de?er özelli?i, infrared görüntülerde s?cak olarak ortaya ç?kmas? ve geceleri yeryüzeyinin so?uk backround sa?lad??? zamanlarda farkl? bir i?arete sahip olmas?d?r. Örne?in ev veya çal?l?k bölge yang?nlar? gibi ço?u küçük yang?nlar, günümüz meteoroloji uydular?n?n yetersiz çözünürlü?ü nedeniyle görülmemektedir. Bununla birlikte orman yang?nlar? gibi daha geni? alana yay?lan olaylar, ço?unlukla kolay belirlenir. ?lginç olarak 3.7 mm bant? yang?nlara veya s?cak objelere 11 mm bant?ndan çok daha hassast?r. 3.7 mm görüntüleri çelik fabrikalar? veya petrol rafinerilerini lokalize etmekte ve Amazon havzas?ndaki orman yang?nlar?n? hesaplamada kullan?lmaktad?r.

uydu
?ekil-13: GOES görüntüsü 1988’de ç?kan Yellowstone yang?n? dumanlar?n? göstermektedir.

4. Kar ve Buz

Kar ve buz bulutun ay?rt edilmesini zorla?t?rmaktad?r. Visible görüntüde kar ve buz bulutun reflektivitesine çok yak?n olan bir reflektiviteye sahip olabilirken, infrared görüntülerde yüzey, alçak bulutunkine yak?n olmaktad?r. Bulut ve kar aras?ndaki birinci farkl?l?k hemen hemen çok belirgindir; kar hareket etmez. Bu, bulutlar? kar alanlar? üzerinden geçerken belirlemekte, ard???k görüntüler kullanarak karan?n buluttan ay?rt edilmesi için temel olu?turan basit bir gerçektir. Bulutlar?n her zaman hareket etmemesi ve bulutlar?n geli?imi ya da da??lmas?n?n, bazen gerçek bulut hareketini geçersiz k?labilmesi nedeniyle bu tekni?in kullan?m? bazen zor olmaktad?r.

Kar ve buz, co?rafik özelliklere uymalar? nedeniyle bazen ay?rt edilebilirler. Vadiler, nehirler ve göller, ço?unlukla kendini çevreleyen kara yüzeylerinin karla kapl? olmalar?na ra?men kars?zd?r ve bu durum onlar?n bulut ve kardan ay?rt edilmelerini kolayla?t?rmaktad?r. Bu durum ?ekil 3’de Ohio Vadisi üzerinde belirgin ?ekilde görülmektedir. Ayn? zamanda Michigan Gölü’nün bir k?sm?n? kapsayan buza dikkat ediniz. Ayn? zamanda gündüzleri kullan?lan 3.7 mm datalar?, karla örtülü yüzeylerden alçak bulutun ba?ar?l? bir ?ekilde ay?rt edilmesini göstermektedir. AVHRR’den elde edilen ?ekil 14’deki üç ayr? resim ayn? durumu göstermektedir. Visible ve 11 mm görüntülerinde Nebraska ve Kansastaki bulutlar, do?uya do?ru kardan neredeyse ay?rt edilemez durumdad?rlar. Bununla birlikte 3.7 mm görüntüsünde, güne? ?????n?n bulutlar taraf?ndan yans?t?lmas?, fakat kar taraf?ndan yans?t?lmamas? nedeniyle olu?an yans?tma farkl?l??? nedeniyle bulut ve kar örtülü yüzeyler aras?nda dramatik bir z?tl?k bulunmaktad?r.

uydu
?ekil-14: Bulutun kardan ay?rt edilmesi için kullan?lan üç ayr? NOAA AVHRR kanal?: (üstte) Kanal-1 visible, (ortada) 3-3.7 mm kanal?, (altta) 4-11 mm kanal? (Kidder ve Wu, 1984).
uydu
?ekil 15. US’in do?u sahillerinden al?nm?? GOES VIS görüntüsü (üstte). Ayn? saate ait IR görüntüsü (altta) golf stream varl???nda keskin okyanus s?cakl??? gradyenini göstermektedir.

5. Deniz Yüzeyi S?cakl???

Deniz yüzeyi s?cakl??? ve daha önemli olan s?cakl?k gradyenleri (e?rileri) infrared görüntülerden analiz edilebilir. Yüzey s?cakl?klar?n?n ölçümü yaln?z bulutsuz alanlarda yap?labilmektedir. ?ekil 15 infrared görüntüdeki deniz yüzeyindeki s?cakl?k e?rilerine bir örnek te?kil etmektedir. ?ekil 15’deki gibi görüntüler bal?klar?n yerle?imini belirlemek gibi i?ler için oldukça yararl?d?r.

6. Kara ve Su Özellikleri

Uydu görüntülerinin uygun bir ?ekilde yorumlanmas? analiz edilen yüzeyin, yüzey karakteristikleri bilgisine sahip olmay? gerektirmektedir. Su, karalar, kar, buz ve de?i?ik tipteki topraklar ve vejetasyonu tan?mlamak için kullan?lan birçok bireysel i?aret bulunmaktad?r.

Bu yüzeylerin karakteristikleri, yüzeyden uyduya ula?an radyasyon miktar?na katk?da bulunmaktad?r. Bunlara ilaveten yükseklik, enlem ve iklim hakk?nda sahip olunan bilgiler, görüntüdeki belirgin özellikleri aç?klamakta kullan?labilir. Kara ve su aras?ndaki s?n?r hem bulutlar?n tan?mlanmas?nda uygun koordinat hesaplamalar?n?n (navigasyon) yap?lmas?nda, hem de görüntülerin gridlere bölünmesinde çok önemlidir. Su üzerinde bulunan bulut tipleri, kom?u kara kütleleri üzerinde bulunanlardan ço?unlukla farkl?d?r. Kara alanlar?, yükseklik aç?s?ndan, sularda mümkün olmayan belirgin de?i?iklikler sergilerler. Ayn? zamanda, kara ve suyun belirgin karakteristikleri, günlük döngüde radyans özelli?i aç?s?ndan de?i?ik arka plan (backround) meydana getirirler. Kara ve suyun karakteristikleri her bir spektral kanalda farkl?d?r, ayn? zamanda su ve kara yüzeylerinin kompozisyonuyla de?i?iklik göstermektedir. El ile yap?lan koordinat hesaplamalar? ve görüntünün ?zgaralara bölünmesi (gridding) bilinen bir co?rafik lokasyonun bulunmas?n? gerektirmektedir. Burada en çok kullan?lan noktalar, sahil ?eritleri, göller ve nehirler gibi kara/su s?n?rlar?d?r. Bu özellikler özellikle visible ve infrared görüntülerde göze çarpmaktad?r. Izgaralaman?n niteli?i jeopolitik s?n?rlar?n sahil ?eritleri üzerinde yer ald??? durumlarda oldukça belirgin olarak göze çarpmas?d?r.

Visible görüntüde su yüzeyleri normalde karalardan daha koyu gözükürler. Kara yüzeylerinin 0,10 ve kum yüzeylerinin 0,35 kadar yüksek bir albedoya sahip olmas?na ra?men, yüksek güne? aç?s?yla deniz yüzeyi 0,05-0,10 aras?nda bir albedoya sahiptir. Ormanlar tipik olarak 0,03’den 0,10’a kadar de?i?en s?n?rda bir albedoya sahiptir. Bu z?tl?k, daha az güne? radyasyonunun uyduya geri döndü?ü dalgal? okyanus üzerinde bu kadar büyük de?ildir.


?ekil-16: Temmuz ay? boyunca , kuzeybat? US’den 18.00 UTC’de 
al?nan ve bulutsuz radyans? gösteren visible arka plan görüntüsü.

Visible görüntünün analizi için faydal? bir araç “radiance background” görüntüsüdür. ?ekil 16 her biri 18.00 UTC’de bir ay boyunca al?nan visible görüntülerin i?lenmesiyle olu?turulan visible “radiance background” görüntüsünü göstermektedir. Bu durum hiçbir bulut bulunmad???nda görüntülenebilen görüntüyü temsil etmektedir. Bu tip bir görüntü, bulutlar?n parlakl??? art?rmas?ndan dolay?, bulut varl???n? belirlemekte kullan?labilir.

?nfrared görüntüde kara/su i?areti aras?ndaki farkl?l?k kendi s?cakl?klar?n?n bir fonksiyonudur. So?uk kara yüzeyi yak?n?ndaki so?uk su yüzeyinin ay?rt edilemeyebilmesine ra?men, s?cak kara yüzeyine yak?n olan so?uk su yüzeyi çok belirgin z?tl?k olu?turur. Bunlara ilaveten, su s?cakl???, karalardan çok daha yava? bir ?ekilde de?i?ir, bu yüzden günün herhngi bir zaman?nda bu z?tl?k çok iyi olabilir ve daha sonra bu z?tl?k azal?r.

Örne?in Michigan Gölü ile sahil hatt? aras?ndaki z?tl?k sabah saatlerinde, her ikisinin de hemen hemen ayn? s?cakl??a sahip olmalar?ndan dolay? zay?f olabilir, fakat ö?leden sonra karalar ?s?nd???nda bu z?tl?k iyice belirginle?ir.

7. Kum, Toprak, Vejetasyon

Visible kanal?nda kumlu yüzeyler toprak veya vejetasyon alanlar?ndan daha yüksek yans?t?c?l??a sahiptir. New Mexico’daki White Sands gibi baz? kumlu bölgeler kar ve bulutunkine yak?n bir yans?t?c?l??a sahiptir. ?nfrared kanal?nda kumlu yüzeyler, geceleri toprak ve vejetasyon yüzeylerinden daha so?uk, gündüzleri ise daha s?cak gözükürler.

Tar?m alanlar? y?l?n farkl? mevsimlerinde farkl? yans?t?c?l?k ve emittans sergilerler. Tarlalar henüz sürüldükleri zaman, normalde toprak kuruyana kadar birkaç gün boyunca daha koyu görülürler. Tarlalar normalde ürünler yeti?ipte ç?plak yeryüzünü kaplad??? zaman daha koyudurlar.

En faydal? araç, Normalize Vejetasyon ?ndeks Farkl?l??? (NDVI)’d?r. Bu enstrüman NOAA uydular? üzerindeki AVHRR’den veya Landsat uydusu gibi karalara hassas uydulardan elde edilen yak?n infrared verileri ve visible kanallar kullan?lmas?yla olu?turulmu?tur. Temel olarak klorofil (ki bu fotosentezden sorumlu olan ye?il renkli maddedir) yak?n infrared kanalda, visible kanalda oldu?undan çok daha fazla radyasyon yans?t?r. Bu i?aret, ye?il bitkiler için tek ve yegane özelliktir. ?ayet L1 AVHRR Kanal-1 (Visible kanal)’de, L2’de Kanal-2’de radyans farzedilirse NDVI (L2-L1)/ (L2+L1) olur. E?itli?in (L1+ L2) ile normalize edilmesi, farkl? güne? aç?s? ve bak?? aç?s? etkilerini ortadan kald?r?r. NDVI, ye?il bitkilerin pikseli tamamen kaplad?klar? zaman yüksek , hiçbir ye?il bitki olmad??? zaman ise dü?üktür. 
 

Devlet Meteoroloji ??leri  ©2000 Ankara, TÜRK?YE

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir