Διερεύνηση της εφαρμογής μεθόδου προσδιορισμού της ολικής στήλης των υδρατμών από μετρήσεις CCD φασματοφωτομέτρου:
Creators: name: Δρόσογλου, Θεανώ Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: υδρατμοί
ολική στήλη
CCD φασματοφωτόμετρο
water vapor
retrieval
CCD spectrometer

description: Οι υδρατμοί αποτελούν βασικό συστατικό της γήινης ατμόσφαιρας, αφού παίζουν σημαντικό ρόλο σε όλες σχεδόν τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτήν. Η σημασία των υδρατμών στο κλιματικό σύστημα της Γης είναι αδιαμφισβήτητα τεράστια. Έτσι, τα τελευταία χρόνια είναι αντικείμενο διαρκούς επιστημονικής έρευνας, ενώ έχουν αναπτυχθεί σημαντικές μέθοδοι και τεχνικές για την παρατήρησή τους και τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεών τους στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, οι μετρήσεις των υδρατμών σε παγκόσμια κλίμακα επιτυγχάνονται επί του παρόντος μόνο από τους δορυφόρους, καθώς οι επίγειοι σταθμοί είναι λίγοι, ενώ οι σταθμοί των ωκεανών είναι σχεδόν ανύπαρκτοι. Όμως, οι μετρήσεις των δορυφορικών οργάνων χαρακτηρίζονται από μεγάλα σφάλματα και έχουν μικρή χωρική και χρονική ανάλυση. Κατά την εκπόνηση της παρούσας εργασίας διερευνήθηκε η δυνατότητα προσδιορισμού της ολικής στήλης των υδρατμών από μετρήσεις φασματοφωτομέτρου CCD. Το φασματοφωτόμετρο αποτελεί τμήμα του συστήματος Φαέθων, το οποίο αναπτύχθηκε και λειτουργεί στο Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας (ΕΦΑ) του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ). Τα φάσματα άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας και λαμπρότητας σε διάφορες διευθύνσεις του Φαέθοντα χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του φασματικού οπτικού βάθους των αιωρούμενων σωματιδίων, καθώς και της συγκέντρωσης διαφόρων αέριων ιχνοστοιχείων με τη μέθοδο της Φασματοσκοπίας Διαφορικής Οπτικής Απορρόφησης (DOAS). Η εργασία αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο, καθώς και βασικές πληροφορίες για τις μετρήσεις ακτινοβολίας και την τηλεπισκόπηση. Το δεύτερο κεφάλαιο περιλαμβάνει την τεχνική περιγραφή του οργάνου και λίγα λόγια για τον χαρακτηρισμό του και την αξιολόγηση των μετρήσεών του. Στο αμέσως επόμενο κεφάλαιο αναπτύσσεται η μεθοδολογία, η οποία εφαρμόστηκε για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης των υδρατμών από τις μετρήσεις του συστήματος Φαέθων. Τέλος, παρατίθενται τα κυριότερα αποτελέσματα της εργασίας με παρατηρήσεις, σχόλια και σκέψεις για μελλοντική έρευνα.
description: Water vapor is a key component of the Earth's atmosphere because it plays an important role in almost all the processes taking place in it. The importance of water vapor in the Earth's climate system is undisputedly immense. Thus, in recent years it is the subject of ongoing scientific research, and important methods and techniques have been developed for its observation and retrieval. However, measurements of water vapor on a global scale can currently only be obtained from satellites, since ground stations are sparse and ocean stations are nearly non-existent. Measurements of satellite instruments are characterized by large errors and have low spatial and temporal resolution. During this study, water vapor retrieval using CCD spectrometer measurements was under investigation. The spectrometer is part of a system called Phaethon, which was developed at the Laboratory of Atmospheric Physics (LAP) in the Aristotle University of Thessaloniki (AUTH). Spectral aerosol optical depth and concentrations of various trace gases using DOAS technique are the products of Phaethon’s direct solar irradiance and sky radiance measurements. This master thesis consists of four chapters. The first chapter presents the theoretical background and some basic information on radiation measurements and remote sensing. The second chapter contains the technical description of the instrument and a few words about the CCD characterization and the evaluation of its measurements. In the next chapter, the water vapor retrieval method, which was applied to Phaethon’s measurements, is presented. Finally, the major findings of this study are presented along with comments and thoughts for future research.