سنجش کیفیت آب دریاچه‌ها با ماهواره

یک تیم بین‌المللی از محققان راهی را برای ارزیابی کیفیت آب موجود در کره زمین یافته‌اند. آنها به اثبات رسانده‌اند که با استفاده از ماهواره‌های موجود در فضا، میزان آلودگی آب، قابل اندازه‌گیری است و انسان‌ها به طور عادی قادر به تشخیص این میزان آلودگی نیستند.
تیم تحقیقاتی دانشگاه لستر، آکادمی مجارستانی علم و شرکای صنعتی، برای اندازه‌گیری سطح آلودگی دریاچه‌ها، از MERIS یا تصویربردار طیف‌سنج با قدرت تفکیک متوسط استفاده کرده‌اند. این تصویربردار طیف‌سنج، بر روی ماهواره ENVISAT سازمان فضایی اروپا (ESA)قرار دارد که در ۱۵ باند طیفی تصویربرداری می‌کند و به محدوده ۳۹۰ تا ۱۰۴۰ نانومتر حساس است و طول موج‌هایی که برای انسان نامرئی است را می‌بیند.MERIS طوری طراحی شده است که بتواند در حداقل شرایط نوری، تصویربرداری کند و تصاویر مناسبی را ارائه کند.
این روش قبلا برای دریاها و اقیانوس‌ها استفاده شده است ولی برای اندازه‌گیری کیفیت آب دریاچه‌ها به ویژه دریاچه‌های کم عمق با محیط‌های نوری پیچیده که ترکیبی از مواد طبیعی مختلف را در خود دارند، امکان پذیر نبوده است. استفانی پالمر دانشجوی دوره دکتری دانشگاه لستر، داده‌های 10 سال ماهواره ENVISAT سازمان فضایی اروپا را برای بررسی روند و میزان رشد جلبک ها، آنالیز کرده است.
دریاچه بالاتون در مجارستان یک منطقه توریستی است که در معرض تغییرات زیست محیطی و هواشناسی است که این تغییرات می‌تواند از ساخت جلبک‌ها نتیجه شود. هیکو بالزتر مدیر مرکز پژوهش آب و هوای دانشگاه لستر گفت: دریاچه بالاتون برای بخش گردشگری مجارستان بسیار با اهمیت است و هر ساله پذیرای 1میلیون نفر گردشگر است. این دریاچه اقامتگاه گونه‌های مختلف ماهی است و از این حفظ گونه‌های زیستی و ماهی‌ها بسیار حائز اهمیت است. نمونه‌برداری‌هایی برای سنجش کیفیت آب دریاچه با کمک کشتی انجام شده است ولی این روش بسیار هزینه‌بردار بوده و نتیجه‌گری و آنالیز داده‌های به دست آمده نیز بسیار دشوار بوده است از این رو محققان استفاده از فناوری سنجش از راه دور و ماهواره‌ها را ترجیح دادند.
بررسی‌های انجام شده توسط محققان نشان می‌دهد زمانی که جلبک در دریاچه رشد می‌کند، آنها حاوی ماده سبز کلروفیل می‌شوند. کلروفیل، در اکثر گیاهان،خزه‌ها و جلبک‌ها یافت می‌شود. کلروفیل ماده‌ای شیمیایی است که تقریبا در برگ و ساقه تمام گیاهان وجود دارد و رنگ آنها را سبز می‌کند. در حضور نور خورشید جلبک‌ها مواد معدنی را سوخت و ساز کرده و اکسیژن را به عنوان ماده زاید تولید می‌کنند. اکسیژنی که به این ترتیب تولید می‌شود سریعا می‌تواند جایگزین اکسیژن از دست رفته در داخل آب شود. در حضور مواد مغذی و نور خورشید سوخت و ساز جلبکی می‌تواند به اندازه‌ای اکسیژن تولید کند که آب به حالت فوق اشباع برسد. از طرف دیگر نتایج منفی ایجاد شده در اثر رشد بی‌رویه جلبک‌ها معمولا بیشتر از فواید اکسیژنی است که آنها تولید می‌کنند.

یک تیم بین‌المللی از محققان به اثبات رسانده‌اند که با استفاده از ماهواره‌های موجود در فضا، میزان آلودگی آب، قابل اندازه‌گیری است و انسان‌ها به طور عادی قادر به تشخیص این میزان آلودگی نیستند.

اکسیژن اضافی بوجود آمده در طول روز نمی‌تواند برای مصرف در شب ذخیره شود زیرا برای حفظ تعادل به درون اتمسفر تخلیه می‌شود. در شرایطی که رشد جلبکی به مقدار زیاد انجام می‌گیرد کاتابولیسم خودخوری می‌تواند به اندازه‌ای اکسیژن محلول در آب را کاهش می‌دهد که ماهی‌ها از بین بروند. با توجه به اینکه مساله اکسیژن محلول را که مایه حیات موجودات زنده می‌باشد دچار مشکل می‌کند بنابراین اندازه‌گیری میزان رشد کلروفیل‌ها و نرخ عملیات فتوسنتز از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است تا بتوان قبل از اینکه رشد جلبکها تاثیرات نامطلوبی روی محیط زیست بگذارد نسبت به پیشگیری اقدام نمود.
‌به گفته محققان این پروژه، استفاده از ماهواره برای سنجش کیفیت آب دریاچه، آسان‌تر بوده و داده‌هایی که از طیف‌سنجی تصویری به دست می‌آید، روند و چگونگی توسعه و رشد انفجاری جلبک‌ها را به خوبی نشان می‌دهد. فناوری سنجش از راه دور برای بررسی رشد جلبک‌ها و میزان کلروفیل موجود در آب دریاچه بسیار مفید است. تحقیقات اخیر محققان نیز اثبات کرده است که استفاده از فناوری سنجش از راه دور یک ابزار ارزشمند برای اندازه‌گیری کیفیت آب دریاچه و بررسی میزان کلروفیل آب دریاچه‌ها است. با استفاده از این فناوری و بررسی داده‌های بدست آمده از تصویربردار طیف‌سنج حفظ حیات گونه‌های مختلف زیستی امکان‌پذیر خواهد بود.یک تیم بین‌المللی از محققان راهی را برای ارزیابی کیفیت آب موجود در کره زمین یافته‌اند. آنها به اثبات رسانده‌اند که با استفاده از ماهواره‌های موجود در فضا، میزان آلودگی آب، قابل اندازه‌گیری است و انسان‌ها به طور عادی قادر به تشخیص این میزان آلودگی نیستند.
تیم تحقیقاتی دانشگاه لستر، آکادمی مجارستانی علم و شرکای صنعتی، برای اندازه‌گیری سطح آلودگی دریاچه‌ها، از MERIS یا تصویربردار طیف‌سنج با قدرت تفکیک متوسط استفاده کرده‌اند. این تصویربردار طیف‌سنج، بر روی ماهواره ENVISAT سازمان فضایی اروپا (ESA)قرار دارد که در 15 باند طیفی تصویربرداری می‌کند و به محدوده 390 تا 1040 نانومتر حساس است و طول موج‌هایی که برای انسان نامرئی است را می‌بیند.MERIS طوری طراحی شده است که بتواند در حداقل شرایط نوری، تصویربرداری کند و تصاویر مناسبی را ارائه کند.
این روش قبلا برای دریاها و اقیانوس‌ها استفاده شده است ولی برای اندازه‌گیری کیفیت آب دریاچه‌ها به ویژه دریاچه‌های کم عمق با محیط‌های نوری پیچیده که ترکیبی از مواد طبیعی مختلف را در خود دارند، امکان پذیر نبوده است. استفانی پالمر دانشجوی دوره دکتری دانشگاه لستر، داده‌های ۱۰ سال ماهواره ENVISAT سازمان فضایی اروپا را برای بررسی روند و میزان رشد جلبک ها، آنالیز کرده است.
دریاچه بالاتون در مجارستان یک منطقه توریستی است که در معرض تغییرات زیست محیطی و هواشناسی است که این تغییرات می‌تواند از ساخت جلبک‌ها نتیجه شود. هیکو بالزتر مدیر مرکز پژوهش آب و هوای دانشگاه لستر گفت: دریاچه بالاتون برای بخش گردشگری مجارستان بسیار با اهمیت است و هر ساله پذیرای یک میلیون نفر گردشگر است. این دریاچه اقامتگاه گونه‌های مختلف ماهی است و از این حفظ گونه‌های زیستی و ماهی‌ها بسیار حائز اهمیت است. نمونه‌برداری‌هایی برای سنجش کیفیت آب دریاچه با کمک کشتی انجام شده است ولی این روش بسیار هزینه‌بردار بوده و نتیجه‌گری و آنالیز داده‌های به دست آمده نیز بسیار دشوار بوده است از این رو محققان استفاده از فناوری سنجش از راه دور و ماهواره‌ها را ترجیح دادند.
بررسی‌های انجام شده توسط محققان نشان می‌دهد زمانی که جلبک در دریاچه رشد می‌کند، آنها حاوی ماده سبز کلروفیل می‌شوند. کلروفیل، در اکثر گیاهان،خزه‌ها و جلبک‌ها یافت می‌شود. کلروفیل ماده‌ای شیمیایی است که تقریبا در برگ و ساقه تمام گیاهان وجود دارد و رنگ آنها را سبز می‌کند. در حضور نور خورشید جلبک‌ها مواد معدنی را سوخت و ساز کرده و اکسیژن را به عنوان ماده زاید تولید می‌کنند. اکسیژنی که به این ترتیب تولید می‌شود سریعا می‌تواند جایگزین اکسیژن از دست رفته در داخل آب شود. در حضور مواد مغذی و نور خورشید سوخت و ساز جلبکی می‌تواند به اندازه‌ای اکسیژن تولید کند که آب به حالت فوق اشباع برسد. از طرف دیگر نتایج منفی ایجاد شده در اثر رشد بی‌رویه جلبک‌ها معمولا بیشتر از فواید اکسیژنی است که آنها تولید می‌کنند.
اکسیژن اضافی بوجود آمده در طول روز نمی‌تواند برای مصرف در شب ذخیره شود زیرا برای حفظ تعادل به درون اتمسفر تخلیه می‌شود. در شرایطی که رشد جلبکی به مقدار زیاد انجام می‌گیرد کاتابولیسم خودخوری می‌تواند به اندازه‌ای اکسیژن محلول در آب را کاهش می‌دهد که ماهی‌ها از بین بروند. با توجه به اینکه مساله اکسیژن محلول را که مایه حیات موجودات زنده می‌باشد دچار مشکل می‌کند بنابراین اندازه‌گیری میزان رشد کلروفیل‌ها و نرخ عملیات فتوسنتز از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است تا بتوان قبل از اینکه رشد جلبکها تاثیرات نامطلوبی روی محیط زیست بگذارد نسبت به پیشگیری اقدام نمود.
‌به گفته محققان این پروژه، استفاده از ماهواره برای سنجش کیفیت آب دریاچه، آسان‌تر بوده و داده‌هایی که از طیف‌سنجی تصویری به دست می‌آید، روند و چگونگی توسعه و رشد انفجاری جلبک‌ها را به خوبی نشان می‌دهد. فناوری سنجش از راه دور برای بررسی رشد جلبک‌ها و میزان کلروفیل موجود در آب دریاچه بسیار مفید است. تحقیقات اخیر محققان نیز اثبات کرده است که استفاده از فناوری سنجش از راه دور یک ابزار ارزشمند برای اندازه‌گیری کیفیت آب دریاچه و بررسی میزان کلروفیل آب دریاچه‌ها است. با استفاده از این فناوری و بررسی داده‌های بدست آمده از تصویربردار طیف‌سنج حفظ حیات گونه‌های مختلف زیستی امکان‌پذیر خواهد بود.

No tags for this post.