Satellite temperature measurements
سیٹلائٹ درجہ حرارت کی پیمائش مختلف اونچائی پر ماحول کے درجہ حرارت کے ساتھ ساتھ سیٹلائٹ کے ذریعہ ریڈیو میٹرک پیمائش سے حاصل کردہ سمندر اور زمین کی سطح کے درجہ حرارت کے نتائج ہیں۔ ان پیمائشوں کو موسمی محاذوں کا پتہ لگانے، ال نینو-جنوبی ارتعاش کی نگرانی کرنے، اشنکٹبندیی طوفانوں کی طاقت کا تعین کرنے، شہری گرمی کے جزائر کا مطالعہ کرنے اور عالمی آب و ہوا کی نگرانی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جنگل کی آگ، آتش فشاں، اور صنعتی ہاٹ اسپاٹ بھی موسمی مصنوعی سیاروں سے تھرمل امیجنگ کے ذریعے پائے جا سکتے ہیں۔ موسمی سیٹلائٹ براہ راست درجہ حرارت کی پیمائش نہیں کرتے۔ وہ مختلف طول موج کے بینڈوں میں تابکاری کی پیمائش کرتے ہیں۔ 1978 سے نیشنل اوشینک اینڈ ایٹموسفیرک ایڈمنسٹریشن کے قطبی مدار میں چکر لگانے والے مصنوعی سیاروں پر مائکروویو ساؤنڈنگ یونٹس (ایم ایس یو) نے ماحولیاتی آکسیجن سے بڑھتی ہوئی مائکروویو تابکاری کی شدت کی پیمائش کی ہے، جس کا تعلق ماحول کی وسیع عمودی تہوں کے درجہ حرارت سے ہے۔ سمندر کی سطح کے درجہ حرارت سے متعلق اورکت تابکاری کی پیمائش 1967 سے جمع کی جا رہی ہے۔ سیٹلائٹ کے ڈیٹا سیٹس سے پتہ چلتا ہے کہ گزشتہ چار دہائیوں کے دوران ٹراپوسفیئر گرم ہوا ہے اور اسٹریٹوسفیئر ٹھنڈا ہوا ہے۔ یہ دونوں رجحانات گرین ہاؤس گیسوں کے بڑھتے ہوئے ماحولیاتی ارتکاز کے اثرات سے مطابقت رکھتے ہیں۔ پیمائش سیٹلائٹ براہ راست درجہ حرارت کی پیمائش نہیں کرتے۔ وہ مختلف طول موج کے بینڈوں میں تابکاری کی پیمائش کرتے ہیں، جس کے بعد درجہ حرارت کے بالواسطہ نتائج حاصل کرنے کے لیے ریاضیاتی طور پر الٹا ہونا ضروری ہے۔ نتیجے میں درجہ حرارت کے خاکے ان طریقوں کی تفصیلات پر منحصر ہوتے ہیں جو تابکاری سے درجہ حرارت حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، سیٹلائٹ کے ڈیٹا کا تجزیہ کرنے والے مختلف گروپوں نے درجہ حرارت کے مختلف ڈیٹا سیٹ تیار کیے ہیں۔ سیٹلائٹ ٹائم سیریز یکساں نہیں ہے۔ یہ مصنوعی سیاروں کی ایک سیریز سے بنایا گیا ہے جس میں ایک جیسے لیکن ایک جیسے سینسر نہیں ہیں۔ سینسر بھی وقت کے ساتھ خراب ہوتے جاتے ہیں، اور آربیٹل ڈرفٹ اور ڈیک کے لیے اصلاحات ضروری ہیں۔ دوبارہ تعمیر شدہ درجہ حرارت کے سلسلے کے درمیان خاص طور پر بڑے فرق چند اوقات میں پائے جاتے ہیں جب یکے بعد دیگرے آنے والے مصنوعی سیاروں کے درمیان بہت کم عارضی اوورلیپ ہوتا ہے، جس سے باہمی پیمائش مشکل ہو جاتی ہے۔ انفراریڈ پیمائش سطح کی پیمائش انفراریڈ تابکاری کو سطح کے درجہ حرارت ("ونڈو" طول موج کا استعمال کرتے ہوئے جس میں ماحول شفاف ہے)، اور ماحول کے درجہ حرارت (طول موج کا استعمال کرتے ہوئے جس کے لیے ماحول شفاف نہیں ہے، یا انفراریڈ ونڈوز میں کلاؤڈ ٹاپ درجہ حرارت کی پیمائش) دونوں کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر تھرمل انفراریڈ کی پیمائش کے ذریعے سطح کے درجہ حرارت کو حاصل کرنے کے لیے استعمال ہونے والے سیٹلائٹس کو بادل سے پاک حالات کی ضرورت ہوتی ہے۔ کچھ آلات میں ایڈوانسڈ ویری ہائی ریزولوشن ریڈیو میٹر (اے وی ایچ آر آر)، ایلونگ ٹریک اسکیننگ ریڈیو میٹر (اے اے ایس ٹی آر)، ویزیبل انفراریڈ امیجنگ ریڈیو میٹر سویٹ (وی آئی آر ایس)، ایٹموسفیرک انفراریڈ ساؤنڈر (اے آئی آر ایس)، اور کینیڈین ایس سی آئی ایس اے ٹی-1 سیٹلائٹ پر اے سی ای فورئیر ٹرانسفارم سپیکٹرومیٹر (اے سی ای-ایف ٹی ایس) شامل ہیں۔ سمندری سطح کے درجہ حرارت (ایس ایس ٹی) کی معلومات کا اندازہ لگانے کے لیے موسمی سیٹلائٹ 1967 سے دستیاب ہیں، جن میں پہلی عالمی ترکیب 1970 کے دوران ہوئی تھی۔ 1982 کے بعد سے، ایس ایس ٹی کی پیمائش کے لیے مصنوعی سیاروں کا تیزی سے استعمال کیا جا رہا ہے اور اس نے اس کے مقامی اور عارضی تغیر کو زیادہ مکمل طور پر دیکھنے کی اجازت دی ہے۔ مثال کے طور پر، سیٹلائٹ کے ذریعے نگرانی کی جانے والی ایس ایس ٹی میں ہونے والی تبدیلیوں کو 1970 کی دہائی سے ایل نینو-سدرن آسکیلیشن کی پیشرفت کو دستاویز کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ سطح میں عدم ہم آہنگی کی وجہ سے زمین پر تابکاری سے درجہ حرارت کی بازیافت مشکل ہے۔ سیٹلائٹ امیجری کے ذریعے شہری گرمی کے جزیرے کے اثر پر مطالعات کیے گئے ہیں۔ فریکٹل تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے، وینگ، ق۔ اور دیگر۔ شہری گرمی جزیرے کے مقامی نمونے کی خصوصیت۔ جدید ترین بہت اعلی ریزولوشن اورکت سیٹلائٹ امیجری کا استعمال، بادلوں کی عدم موجودگی میں، کثافت کے تضادات (موسمی محاذوں) جیسے کہ زمینی سطح پر سرد محاذوں کا پتہ لگانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ ڈیوورک تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے، انفراریڈ سیٹلائٹ امیجری کو پختہ ٹراپیکل طوفانوں کے مرکزی گھنے بادلوں کی آنکھ اور کلاؤڈ ٹاپ درجہ حرارت کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ ان کی زیادہ سے زیادہ مستقل ہواؤں اور ان کے کم سے کم مرکزی دباؤ کا اندازہ لگایا جا سکے۔ ٹریک اسکیننگ کے ساتھ ساتھ موسمی سیٹلائٹ پر سوار ریڈیو میٹرز جنگل کی آگ کا پتہ لگانے کے قابل ہوتے ہیں، جو رات کو اس سے زیادہ درجہ حرارت کے ساتھ پکسلز کے طور پر ظاہر ہوتے ہیں۔ ٹیرا سیٹلائٹ پر سوار اعتدال پسند ریزولوشن امیجنگ سپیکٹرو ریڈیومیٹر جنگل کی آگ، آتش فشاں اور صنعتی ہاٹ اسپاٹس سے وابستہ تھرمل ہاٹ اسپاٹس کا پتہ لگا سکتا ہے۔ 2002 میں لانچ کیے گئے ایکوا سیٹلائٹ پر موجود ایٹموسفیرک انفراریڈ ساؤنڈر، سطح کے قریب درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے انفراریڈ کا پتہ لگانے کا استعمال کرتا ہے۔ سٹریٹوسفیر کی پیمائش سٹریٹوسفیرک درجہ حرارت کی پیمائش سٹریٹوسفیرک ساؤنڈنگ یونٹ (ایس ایس یو) آلات سے کی جاتی ہے، جو تھری چینل انفراریڈ (آئی آر) ریڈیومیٹر ہوتے ہیں۔ چونکہ یہ کاربن ڈائی آکسائیڈ سے اورکت اخراج کی پیمائش کرتا ہے، اس لیے ماحولیاتی اوپیسیٹی زیادہ ہوتی ہے اور اس لیے درجہ حرارت کو مائکروویو پیمائش سے زیادہ اونچائی (اسٹریٹوسفیئر) پر ماپا جاتا ہے۔ 1979 سے این او اے اے آپریشنل سیٹلائٹس پر اسٹریٹوسفیرک ساؤنڈنگ یونٹس (ایس ایس یو) نے نچلے اسٹریٹوسفیئر کے اوپر قریب عالمی اسٹریٹوسفیرک درجہ حرارت کا ڈیٹا فراہم کیا ہے۔ ایس ایس یو ایک دور اورکت سپیکٹرومیٹر ہے جو 15 مائیکرو میٹر کاربن ڈائی آکسائیڈ جذب بینڈ میں تین چینلز میں پیمائش کرنے کے لیے پریشر ماڈیولیشن تکنیک کا استعمال کرتا ہے۔ تینوں چینل ایک ہی تعدد لیکن مختلف کاربن ڈائی آکسائیڈ سیل دباؤ کا استعمال کرتے ہیں، اسی طرح کے وزن کے افعال چینل 1 کے لیے 29 کلومیٹر، چینل 2 کے لیے 37 کلومیٹر اور چینل 3 کے لیے 45 کلومیٹر پر عروج پر ہوتے ہیں۔ ایس ایس یو کی پیمائش سے رجحانات حاصل کرنے کا عمل خاص طور پر سیٹلائٹ ڈرفٹ، کم اوورلیپ والے مختلف سیٹلائٹس کے درمیان انٹر کیلیبریشن اور آلے کاربن ڈائی آکسائیڈ پریشر سیلز میں گیس کے رساو کی وجہ سے مشکل ثابت ہوا ہے۔ مزید برآں چونکہ ایس ایس یو کے ذریعے ناپی جانے والی شعاعیں کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کی وجہ سے ہوتی ہیں اس لیے وزن کے افعال زیادہ اونچائی کی طرف بڑھتے ہیں کیونکہ اسٹریٹوسفیئر میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کا ارتکاز بڑھتا ہے۔ ایل چیچن اور ماؤنٹ پیناٹوبو کے دھماکہ خیز آتش فشاں پھٹنے کے بعد عارضی آتش فشاں گرمی کی وجہ سے درمیانی سے اوپری سطح کے درجہ حرارت میں ایک مضبوط منفی رجحان ظاہر ہوتا ہے، 1995 کے بعد سے درجہ حرارت کا رجحان بہت کم دیکھا گیا ہے۔ گرین ہاؤس گیس کے ارتکاز میں اضافے کے تحت بہتر بریور-ڈوبسن گردش کے مطابق اشنکٹبندیی اسٹریٹوسفیئر میں سب سے زیادہ ٹھنڈک واقع ہوئی۔ نچلی سطح کی ٹھنڈک بنیادی طور پر اوزون کی کمی کے اثرات کی وجہ سے ہوتی ہے جس میں اسٹریٹوسفیرک آبی بخارات میں اضافے اور گرین ہاؤس گیسوں میں اضافے کی ممکنہ شراکت ہوتی ہے۔ اسٹریٹوسفیرک درجہ حرارت میں کمی واقع ہوئی ہے، جو آتش فشاں پھٹنے سے متعلق گرمی کی وجہ سے ہے۔ گلوبل وارمنگ کا نظریہ تجویز کرتا ہے کہ اسٹریٹوسفیئر کو ٹھنڈا ہونا چاہیے جب کہ ٹراپوسفیئر گرم ہوتا ہے۔ ایل چیچن اور ماؤنٹ پیناٹوبو کے دھماکہ خیز آتش فشاں پھٹنے سے متعلق عارضی گرمی کے بعد نچلے اسٹریٹوسفیئر میں طویل مدتی ٹھنڈک درجہ حرارت میں دو نیچے کی طرف قدموں میں واقع ہوئی، عالمی اسٹریٹوسفیرک درجہ حرارت کے اس رویے کو آتش فشاں پھٹنے کے بعد دو سالوں میں عالمی اوزون کے ارتکاز میں تغیر سے منسوب کیا گیا ہے۔ 1996 کے بعد سے اوزون کی بازیابی کی وجہ سے رجحان قدرے مثبت ہے جو کہ 0.1K/decade کے ٹھنڈک کے رجحان سے ملتا جلتا ہے جو کہ گرین ہاؤس گیسوں میں اضافے کے پیش گوئی شدہ اثرات کے مطابق ہے۔ نیچے دیا گیا جدول تین مختلف بینڈوں میں ایس ایس یو پیمائشوں سے سٹریٹوسفیرک درجہ حرارت کے رجحان کو ظاہر کرتا ہے، جہاں منفی رجحان ٹھنڈک کا اشارہ کرتا ہے۔ مائکروویو (ٹراپوسفیرک اور اسٹریٹوسفیرک) پیمائش مائکروویو ساؤنڈنگ یونٹ (ایم ایس یو) پیمائش 1979 سے 2005 تک مائکروویو ساؤنڈنگ یونٹس (ایم ایس یو) اور 1998 سے این او اے اے قطبی مدار میں چکر لگانے والے موسمی مصنوعی سیاروں پر ایڈوانسڈ مائکروویو ساؤنڈنگ یونٹس نے ماحولیاتی آکسیجن سے بڑھتی ہوئی مائکروویو تابکاری کی شدت کی پیمائش کی ہے۔ شدت ماحول کی وسیع عمودی تہوں کے درجہ حرارت کے متناسب ہوتی ہے۔ اوپر کی چمک کو مختلف تعدد پر ماپا جاتا ہے۔ یہ مختلف تعدد بینڈ ماحول کی ایک مختلف وزن کی حد کا نمونہ لیتے ہیں۔ شکل 3 (دائیں) سیٹلائٹ کی پیمائش سے مختلف طول موج کی تعمیر نو کے ذریعے نمونے لی گئی ماحولیاتی سطحوں کو دکھاتا ہے، جہاں ٹی ایل ایس، ٹی ٹی ایس، اور ٹی ٹی ٹی تین مختلف طول موج کی نمائندگی کرتے ہیں۔ دیگر مائکروویو پیمائش آورا خلائی جہاز، مائکروویو لمب ساؤنڈر کے ذریعہ ایک مختلف تکنیک استعمال کی جاتی ہے، جو مائکروویو کے اخراج کی پیمائش نادر کو نشانہ بنانے کے بجائے افقی طور پر کرتی ہے۔ درجہ حرارت کی پیمائش بھی جی پی ایس سگنلز کو چھپانے سے کی جاتی ہے۔ یہ تکنیک زمین کے ماحول کے ذریعہ جی پی ایس سیٹلائٹ سے ریڈیو سگنلز کے اضطراب کی پیمائش کرتی ہے، اس طرح عمودی درجہ حرارت اور نمی کے پروفائلز کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔ دوسرے سیاروں پر درجہ حرارت کی پیمائش سیاروں کے سائنس کے مشن بھی نظام شمسی کے دوسرے سیاروں اور چاندوں پر درجہ حرارت کی پیمائش کرتے ہیں، جس میں اورکت تکنیک (ٹھوس سطحوں والے سیاروں کے آربیٹر اور فلائی بائی مشن کی مخصوص) اور مائکروویو تکنیک (اکثر ماحول والے سیاروں کے لیے استعمال ہوتی ہیں) دونوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ سیاروں کے مشنوں میں استعمال ہونے والے انفراریڈ درجہ حرارت کی پیمائش کے آلات میں مارس گلوبل سروےر پر تھرمل ایمیشن سپیکٹرومیٹر (ٹی ای ایس) آلے کے ذریعے لی گئی سطح کے درجہ حرارت کی پیمائش اور قمری جاسوسی آربیٹر پر ڈیوائنر آلے اور ناسا کیسینی خلائی جہاز پر جامع انفراریڈ سپیکٹرومیٹر آلے کے ذریعے لی گئی ماحولیاتی درجہ حرارت کی پیمائش شامل ہیں۔ مائکروویو ماحولیاتی درجہ حرارت کی پیمائش کے آلات میں مائکروویو ریڈیو میٹر شامل ہے جو جوپٹر کے جونو مشن پر ہے۔ ایٹموسفیرک ساؤنڈنگ انسٹرومینٹل درجہ حرارت ریکارڈ سمندر کی سطح کے درجہ حرارت کا ریکارڈ حوالہ جات بیرونی روابط سطح، غبارے اور سیٹلائٹ کے ریکارڈ کا موازنہ کرنے والا گراف (2007 آرکائیو) نچلے ماحول میں درجہ حرارت کے رجحانات: اختلافات کو سمجھنے اور دوبارہ ہم آہنگ کرنے کے اقدامات سی سی ایس پی کی ترکیب اور تشخیص پروڈکٹ 1 مائکروویوز ہمیں ماحول کے بارے میں کیا سکھاتے ہیں عالمی سطح پر اوسط ماحولیاتی درجہ حرارت سیٹلائٹ موسمیات ویڈیو کلپس پر مشتمل مضامین درجہ حرارت