WP 2.6

Sviluppare tecniche iperspettrali per la misura dell’anidride carbonica di origine vulcanica in un plume in fase di quiescenza

Studiare le emissioni di Metano dal suolo con tecniche iperspettrali prossimali

Obiettivi del Work Package

Task 2.6.1 Contenuto in gas del plume vulcanico: Sviluppo di un nuovo tipo di algoritmo ‘LIR’ basato su dati EO nel SWIR per la misura del

contenuto in anidride carbonica di un plume vulcanico. Riadattamento di algoritmi esistenti per i dati simulati prisma per la misura del

contenuto colonnare di vapore acqueo di origine vulcanica.

Task 2.6.2 Emissioni gassose dal suolo: Sviluppo di un nuovo tipo di algoritmo per le emissioni diffuse di gas metano.

Collegamento con altri moduli: simulazione di dati iperspettrali prisma (WP 2.7); Cal/VAL (WP 3.1)

Output: Mappe di distribuzione spaziale e di classificazione dei vari componenti gassosi e

Raccolta dati sulle emissioni di metano

TASKS

Stato dell’arte delle tecniche di misura di XCO2 Analisi e revisione degli algoritmi pre-esistenti delle

tecniche iperspettrali Individuazione dei dataset disponibili Requisiti stumentali per un plume di degassamneto Implementazione dell’algoritmo CIBRW considerando

il contributo in emissone in un plume esplosivo Applicazione algoritmo CIBRW a dataset aerei MIVIS

1997 su Stromboli Individuazione delle bande di assorbimento CH4 Campagna di Misure aerea e di terra

Attività svolte

Task 2.6.1

- Dati di archivio aerei: Sorvoli aerei acquisiti nelle campagne MVRSS 97 con il sensore MIVIS su Stromboli

- Nuove acquisizioni con sorvoli aerei sull’Etna zona sommitale in fase di quiescenza. Coinvolgimento della sorveglianza geochimica per ottenere la contestualità tra il volo aereo e le misure di terra che vengono effettuate dalla sezione INGV di Palermo

- Data set spaziali quali Hyperion acquisiti nelle fasi eruttive

- Data set simulati che saranno prodotti durante il progetto

Task 2.6.2

-Nuove acquisizioni di dati iperpsettrali di degassamneto dal suolo nella zona di Paterno’ le salinelle e la zona di Aragona

- Data set simulati che saranno prodotti durante il progetto

Dataset disponibili

Attivita’ in corso

Analisi dei data set acquisiti con la campagna di misure di terra e aerea all’Etna Giugno 2012.

Applicazione dell’algoritmo APDA-LIR ai nuovi data set iperspettrali acquisiti sul plume dell’Etna

L’Algoritmo APDA-LIR L’Algoritmo APDA-LIR

La tecnica Atmospheric Pre-Corrected Differential Absorption Technique APDA e’ una evoluzione del CIBR. L’algoritmo si basa sulla pre-correzione seguente equazione di trasferimento radiativo nel caso di un sensore che acquisisca in maniera spettrale

)()()()cos()(1)()( 210

atmLEL

Dove: L( l) e’ la radianza spettrale per un canale, r(l) e’ la riflettanza del terreno includendo gli effetti di adiacenza; E0 (l) e’ l’irradianza eso-atmosferica; s e’ l’angolo sotteso dalla normale alla congiungente sole-terra; t1(l) e’ la trasmittanza atmosferica relativo al path sun-ground; t2(l) e’ la trasmittanza atmosferica relativo al path ground-sensor; Latm(l) e’ la total upwelled radiance atmosferica totale. I termini di trasmittanza possono essere separati in termini che dipendono dal contenuto in aerosol dal contenuto in gas e dal vapore acqueo.

L’innovazione della tecnica e’ il basarsi sui molteplici canali che un dato ipersperspettrale presenta tipici di un assorbimento di un gas. Il CIBR dell’equazione precedente diventa quindi l’equazione di base dell’APDA e’ la seguente

iratmrr

matmm

mjLLjLIR

iLLRAPDA

,

,

,

Dove con ‘m’ e’ indicato l’indice del canale spettrale dell’assorbimento; Latm e’ il termine di upwelling radiance; LIR([x], [y]) si riferisce ad una rigressione lineare y=ax+b per i punti y=Lr - Latm,r valutati x = lr. La

rigressione lineare e’ calcolata tra le ‘features’ degli assorbimenti dello spettro e gli indici i and j in si riferiscono ai canali spettrali.

Basandosi su tre canali la precedente equazione ritorna il CIBR ma con il termine di correzione Latm