پایش آلودگی هوا با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل-۵ (مطالعه موردی: شهرهای بزرگ صنعتی ایران)

سابقه و هدف: یکی از اساسی ­ترین مشکل­ های امروز دنیا، بحث آلودگی هوا و اثرهای آن بر سلامت انسان است. کشور در حال توسعه ایران هم از این امر جدا نمی­ باشد. وجود آلاینده ­هایی همچون دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد، مونوکسید کربن و ذرات معلق (آئروسل­ ها) افزون بر تاثیرهای مخرب جدی بر سلامتی انسان، سبب آسیب به پوشش گیاهی و بروز تغییرات اقلیمی جهانی می­ شود، بنابراین لزوم پایش جامع آلاینده­ ها و به تبع آن اتخاذ تصمیم ­های صحیح مدیریتی جهت مقابله با این بحران ضروری به نظر می­ رسد. یکی از ابزارهای قدرتمند در پایش آلودگی هوا، روش ­های مبتنی بر سنجش از دور می ­باشد. سنتینل-۵ ۱ آخرین پروژه سازمان فضایی اتحادیه اروپا (با همکاری کشور هلند) می ­باشد که با استفاده از سنجنده (۲TROPOMI) تصاویری در باندهای طیفی متنوع اخذ می­ کند و ابزاری مناسب جهت پایش بسیاری از آلاینده ­های هوا محسوب می گردد.مواد و روش­ ها: در این مطالعه، پایشی جامع براساس مقادیر برخی از مهمترین آلاینده ­های هوا از جمله دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد، مونوکسید کربن و ذرات معلق، با استفاده از تصویرهای ماهواره سنتینل-۵ برای ۲۰ شهر بزرگ و صنعتی ایران در سال ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ صورت گرفته است. در این پژوهش، از تعداد بالایی تصویر سطح سه که از طریق موتور گوگل ارث۳ فراخوانی شده  اند، استفاده شده است. صحت پایش صورت گرفته با استفاده از ایستگاه ­های ثبت آلاینده ­های زمینی مورد ارزیابی قرار گرفته است.نتایج و بحث: نتایج این ارزیابی نشان می ­دهد که مقادیر پایش با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل-۵ حداقل ۷۸% با مقادیر پایش شده توسط ایستگاه های زمینی همبستگی دارد. بنابراین می­ توان از پتانسیل بالای تصویرهای ماهوره سنتینل-۵ در مطالعات کلان مدیریتی با هدف کاهش آلاینده­ های هوا استفاده نمود. پایش صورت گرفته بوسیله تصویرهای ماهواره سنتینل-۵ نشان می ­دهد که در سال ۲۰۱۹، تهران آلوده ­ترین هوا را به لحاظ مجموع گازهای مونوکسید کربن، دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد و ذرات معلق (گرد و غبار) داشته است. همچنین زنجان کمترین میزان آلودگی را در مقایسه با سایر شهرهای مورد مطالعه داشته است. در سال ۲۰۲۰، باز هم تهران به ­عنوان آلوده­ترین شهر ایران شناخته می ­شود. در این سال نیز هوای زنجان در قیاس با سایر شهرستان­ های مورد مطالعه وضعیت بهتری داشته است. مشاهده می­ شود که کرج و کرمانشاه در سال ۲۰۲۰ در مقایسه با سال ۲۰۱۹ افزایش آلودگی هوای قابل توجهی داشته ­اند. از دیگر نتایج مهم این تحقیق این است که در مجموع میزان آلودگی هوا در سال ۲۰۲۰ در مقایسه با سال ۲۰۱۹ با روندی کاهشی مواجه شده است که شاید یکی از مهمترین دلیل­ های، تاثیرگذاری همه ­گیری ویروس کرونا در سال ۲۰۲۰ و کاهش نسبی (و البته اندک) فعالیت­ های صنعتی و کاهش ترافیک خودروها باشد.نتیجه ­گیری: نتایج این تحقیق نشان می ­دهد که می­ توان با استفاده از تصاویر سنجنده (TROPOMI) که بر روی ماهواره سنتینل-۵ نصب شده است، به ­عنوان داده­ای جامع، در دسترس و با دقت قابل قبول به ­صورت سیستماتیک آلاینده ­های هوای شهرهای کشور را پایش نمود و با قرار دادن نتایج آن در اختیار سایر محققان و یا مسئولین اجرایی در جهت تصمیم ­گیری­ های مناسب در مدیریت کلان شهرها به آنها یاری نمود.

کلیدواژه ها:

آلودگی هوا ، تصاویر سنتنیل-۵ ، سنجنده (TROPOMI) ، شهرهای صنعتی ایران