การศึกษาโอโซนในบรรยากาศของประเทศไทยจากข้อมูลภาคพื้นดินและข้อมูลดาวเทียม

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาโอโซนในบรรยากาศของประเทศไทย โดยใช้ข้อมูลภาคพื้นดินและข้อมูลดาวเทียม งานวิจัยประกอบด้วย 3 ส่วน โดยในส่วนที่ 1 ผู้วิจัยได้ทำการหาปริมาณโอโซนรวม (total ozone column, TOC) จากข้อมูลความเข้มรังสีอัลตราไวเลตจากดวงอาทิตย์ซึ่งวัดที่จังหวัดนครปฐม (13.82N, 100.04E) เชียงใหม่ (18.78N, 98.98E) และอุบลราชธานี (15.25N, 104.87E) นอกจากนี้ได้ทำการรวบรวมข้อมูลปริมาณโอโซนรวมจากเครื่องวัด Dobson spectrophotometer ที่กรุงเทพฯ (13.67N, 100.62E) และจากเครื่องวัด Brewer spectrophotometer ที่จังหวัดสงขลา (7.20N, 100.60E) จากการวิเคราะห์ข้อมูลปริมาณโอโซนรวมแสดงให้เห็นว่า ปริมาณโอโซนที่สถานที่วัดดังกล่าวเพิ่มขึ้นจากเดือนมกราคมจนถึงเดือนเมษายน จากนั้นจะมีระดับค่อนข้างคงที่จนถึงเดือนกันยายน หลังจากนั้นจะค่อยๆ ลดลงจนถึงเดือนธันวาคม สำหรับในส่วนที่ 2 ของงานวิจัย ผู้วิจัยได้ทำการรวบรวมข้อมูลปริมาณโอโซนในช่วงระยะเวลา 30 ปี (1986-2015) จากดาวเทียม 4 ดวง ได้แก่ ดาวเทียม Nimbus-7, Meteor-3, Earth Probe และ Aura ผู้วิจัยได้ทำการเปรียบเทียบข้อมูลปริมาณโอโซนรวมเหล่านี้กับข้อมูลที่ได้จากการวัดภาคพื้นดิน และพบว่าข้อมูลดังกล่าวสอดคล้องกันค่อนข้างดี หลังจากนั้นผู้วิจัยได้นำข้อมูลดาว เทียมมาจัดทำแผนที่ปริมาณโอโซนรวมรายวันเฉลี่ยต่อเดือนและรายวันเฉลี่ยต่อปี แผนที่ดังกล่าวแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงตามเชิงภูมิศาสตร์ของปริมาณโอโซนในประเทศไทย ในส่วนสุดท้ายจะเป็นกรณีศึกษาโอโซนที่กรมอุตุนิยมวิทยา กรุงเทพฯ โดยผู้วิจัยได้ใช้ ozonesonde เพื่อทำการวัดความเข้มข้นโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์และชั้นสตราโตสเฟียร์ พร้อมทั้งได้รวบรวมข้อมูลความเข้มข้นโอโซนที่พื้นผิวและข้อมูลอุตุนิยม วิทยาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง จากผลการวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของตัวแปรต่างๆ ทางอุตุ-นิยมวิทยาที่มีผลต่อโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์ สุดท้ายผู้วิจัยได้หาความเข้มข้นโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจาก ozonesonde พบว่าความเข้มข้นโอโซนสูงสุดในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์เหนือบริเวณกรุงเทพฯ อยู่ที่ความสูง 25-28 กิโลเมตร In this research work aims to investigate the atmospheric ozone in Thailand using ground-based and satellite-based approaches. The work is composed of three parts. In the first part, the total ozone column (TOC) at Nakhon Pathom (13.82N, 100.04E), Chiang Mai (18.78N, 98.98E) and Ubon Ratchathani (15.25N, 104.87E) was derived from solar ultraviolet radiation measured at these locations. In addition TOC data from the Dobson spectrophotometer in Bangkok (13.67N, 100.62E) and from Brewer spectrophotometer at Songkhla (7.20N, 100.60E) were acquired. The analysis of TOC data shows that TOC at these locations increases from January to April, then its level is relatively constant until September. Afterward, TOC decreases until December. In the second part, TOC data for the period of 30 years (1986-2015) were acquired from four satellites, namely Nimbus-7, Meteor-3, Earth Probe and Aura. The TOC data from these satellites were compared with those from the ground-based measurements and reasonable agreement was found. Afterward, the TOC data were used to generate maps of monthly average daily TOC and yearly average daily TOC. The maps reveal geographical variation of TOC over the country. In the last part, a case study of the ozone at the Thai Meteorological Department in Bangkok was conducted. In this case study, ozonesondes were launched to measure tropospheric and stratospheric ozone concentration. In addition, surface ozone concentration data and other related meteorological data were collected. The analysis of these data reveals the influence of various meteorological factors on the tropospheric ozone at the study site. Finally, the stratospheric ozone over this site was investigated using the data from ozonesondes. It is found that the maxima concentration of stratospheric ozone are located at the height of 25-28 km