جهاز الراديو متر وأنواعه

* جهاز الراديو متر وأنواعه *

& جهاز الراديو متر هو جهاز استشعاري يعتمد على حساب نسبة انعكاس الضوء عن المظاهر الأرضية إلى الطاقة الكلية الساقطة من الشمس في مجال الضوء المرئي وتحت الأحمر القريب. من المعروف بأن الغلاف الجوي يقوم بدور المرشح للأشعة وخاصة الضارة منها كالأشعة فوق البنفسجية وإن مقدار الأشعة الساقطة من الشمس لا يصل سوى جزء منها إلى سطح الأرض حيث يرتد جزء عن سطح الأرض جزيئات الغلاف الجوي وجزء آخر يمتص بواسطة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وجزء ثالث بواسطة الغيوم . &

& تختلف تسمية هذا الجهاز باختلاف مصدر الطاقة المستخدمة فإن كان المصدر صناعياً فيدعى سبكترومتر ويستخدم هذا الجهاز في المخبر فقط حيث يستخدم أنواع خاصة من المصابيح باستطاعات معروفة وثابتة لتزويد الأجسام المدروسة بالطاقة اللازمة و من ثم قياس الطاقة المنعكسة من هذه الأجسام. أما الأجهزة التي تعتمد على الطاقة الشمسية كمصدر للطاقة فتسمى الراديومترات وهذه الأجهزة لا تستخدم إلا في الحقل. وهناك نوع ثالث من الأجهزة و التي يمكن بها استخدام الطاقة الشمسية أو الطاقة الصناعية فتدعى السبكترو – راديومترات و هذا النوع من الأجهزة يستخدم في الحقل والمخبر معاً حيث تضاف قطعة خاصة تحتوي على مصدر الطاقة الصناعية في حال استخدامه في المخبر . &

**مبدأ عمل الراديو متر **

& إن مبدأ عمل الراديومتر يعتمد بشكل أساسي على قياس وتخزين الطاقة الكهرومغناطيسية المنعكسة من الأجسام المدروسة ، حيث يحصل الراديومتر على معطيات تدل على الأسلوب الذي تصدر به سطوع معالم الأرض المختلفة الطاقة الكهرومغناطيسية وتعكسها ويتم تحليل هذه المعطيات للحصول على معلومات عن الموارد قيد البحث . والمرحلتان الأساسيتان في العملية هما الحصول على المعطيات وتحليل المعطيات وتتألف مرحلة الحصول على المعطيات من العناصر التالية :

• مصادر الطاقة.
• انتشار الطاقة عبر الغلاف الجوي.
• تفاعل الطاقة مع معالم سطح الأرض.
• استقبال الطاقة من الراديومتر و تخزينها بشكل رقمي . &

& وباختصار تستخدم الراديومتر لتسجيل التغير في أسلوب إصدار معالم سطح الأرض للطاقة الكهرومغناطيسية وعكسها لها . أما تحليل المعطيات فيتضمن دراسة المعطيات باستخدام الحاسوب لتحليل المعطيات الرقمية ، وتستخدم عادة معطيات مرجعية reference-data لموارد كانت قد درست سابقاً لتساعد في تحليل المعطيات ويستطيع المحلل باستخدام المعطيات المرجعية استخلاص معلومات عن الموارد المختلفة وحالتها من المعطيات التي جمعها من الراديومتر . &

**مصادر الطاقة ومبادئ الإشعاع: Energy Sources and Radiation Principles  **

& يمثل الضوء في المجال المرئي أحد الأشكال الكثيرة من الطاقة الكهرومغناطيسية إذ إن موجات الراديو والموجات الحرارية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية إنما هي أشكال أخرى مألوفة من هذه الطاقة وكلها متشابهة وتشع حسب النظرية الموجية الأساسية وتصف هذه النظرية الطاقة الكهرومغناطيسية بأنها تنتقل بشكل موجي متناسق بسرعة الضوء c . والمسافة التي تفصل بين ذروتين متتاليتين هي "طول الموجة λ " وعدد الذرا التي تمر في منطقة محددة من الفراغ خلال وحدة الزمن هي "تردد الموجة freguency  v ".

 ومن الناحية الفيزيائية تنطبق على هذه الموجات المعادلة العامة التالية: &

& ولما كان c عدداً ثابتاً (10×3م/ث ) فإن تردد الموجة  v يتناسب عكساً مع طولها  λ ، ويمكن استخدام أي من هذين التعبيرين لتمييز الشكل الخاص للموجه والمألوف في الاستشعار عن بعد تصنيف الموجات الكهرومغناطيسية حسب موقع أطوال موجاتها فيما يسمى بالطيف الكهرومغناطيسي electromagnetic-spectrum . وأكثر الوحدات المستخدمة في قياس طول الموجه على طول الطيف هو الميكرومتر µm  . &

& وتطلق تسهيلاً على المناطق المختلفة من هذا الطيف عادة أسماء مثل أشعة فوق بنفسجية وأشعة مكروية ولكن ليست هناك حدود واضحة بين منطقة مفترضة من الطيف وبين منطقة تجاورها واعتمد تقسيم الطيف إلى مناطق مختلفة على تعدد وسائل استشعار كل نمط من الأنماط المختلفة ، ويجب ألا نلاحظ أن أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي المستخدمة في الاستشعار عن بعد تقع في سلسلة متصلة continuum ، لذلك شاع استخدام الرسم البياني اللوغاريتمي في تمثيل الطيف الكهرومغناطيسي والجزء المرئي من هذا الرسم البياني يمثل جزءاً صغيراً جداً منه لأن الحساسية الطيفية لعين الإنسان تقع بين 0.4 ميكرومتر و0.7 ميكرومتر تقريباً وينتمي اللون الأزرق إلى المدى 0.4-0.5 ميكرومتر والأخضر إلى 0.5-0.6 ميكرومتر والأحمر إلى 0.6-0.7 ميكرومتر . &

& وتأتي الطاقة فوق البنفسجية في نهاية اللون الأزرق من الجزء المرئي من الطيف. كما يأتي في نهاية اللون الأحمر من الجزء المرئي ثلاث مجموعات مختلفة من موجات الأشعة تحت الحمراء IR أشعة تحت الحمراء قريبة near-IR ( 0.7- 1.3) ميكرومتر أشعة تحت الحمراء متوسطة mid-IR (1.3- 3) ميكرومتر وأشعة تحت الحمراء حرارية thermal-IR (ما بعد 3 ميكرومتر) وأما الموجات الأطول (1مم- 1م) فيمثلها الجزء المكروي من الطيف . &

& وأكثر أجهزة الراديومتر شيوعاً هي التي تستخدم جزءاً واحداً أو أكثر من أجزاء الطيف: المرئية أو تحت الحمراء أو المكروية ونلاحظ ضمن الجزء تحت الأحمر من الطيف أن الطاقة تحت الحمراء الحرارية وحدها لها علاقة مباشرة بالإحساس للحرارة على حين ليس للطاقة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة أي علاقة به. وتعد الشمس أهم مصدر للإشعاع الكهرومغناطيسي المناسب لعمل الراديومتر . &

 شكل : الطيف الكهرومغناطيسي 

2 - تفاعلات الطاقة في الغلاف الجوي: Energy Interaction in the Atmosphere

& إن كل الإشعاعات التي تسجلها مستشعرات الاستشعار عن بعد مهما كان مصدرها تجتاز مسافة في الغلاف الجوي تسمى (طول المسار path-length) ويختلف هذا الطول اختلافاً كبيراً ، فالتصوير من الفضاء مثلاً ينجم عن اجتياز أشعة الشمس كامل ثخانة الغلاف الجوي للأرض ذهاباً وإياباً عند انطلاقها من مصدرها حتى وصولها إلى المستشعر على حين يكشف المستشعر المحمول في الجو airborn