การสังเกตการณ์การเคลื่อนตัวของมวลแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เหนือจังหวัดกรุงเทพมหานครด้วยข้อมูลดาวเทียม
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
กษิดิศ วิบูลย์เกียรติ์, จิรฐา รัตนบุษยาพร, โชติภัทร พรธนมงคล
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สิริรัตน์ พงศ์พิพัฒนพันธุ์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นหนึ่งในแก๊สมลพิษหลักของโลก การสะสมของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ในร่างกายมีอันตรายต่อสุขภาพ โดยคาร์บอนมอนอกไซด์จะเข้าจับกับเฮโมโกลบินแทนที่ออกซิเจนเกิดเป็นสารประกอบคาร์บอกซีฮีโมโกลบิน และทำให้ร่างกายเกิดอาการขาดออกซิเจน ที่นำไปสู่การวิงเวียนศีรษะ อาเจียนและอาจถึงขั้นเสียชีวิตได้ นอกจากนี้คาร์บอนมอนอกไซด์ยังเป็นดัชนีวัดคุณภาพอากาศ ปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ที่มากเกินไปแสดงถึงคุณภาพอากาศที่ยํ่าแย่
เขตชุมชนเมืองเป็นเขตที่มีการสะสมของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์มากกว่าพื้นที่อื่น เพราะตึกอาคารสูงในเมืองทำให้อากาศไม่ถ่ายเท และในเขตเมืองก็มีแหล่งปล่อยแก๊สพิษนี้เป็นจำนวนมาก ปัญหาแก๊สพิษเช่นคาร์บอนมอนอกไซด์จึงเป็นส่วนหนึ่งของปัญหาคุณภาพอากาศในเขตเมือง ทว่าการศึกษาด้วยสถานีตรวจวัดทำให้ไม่สามารถเห็นภาพกว้างของแก๊สได้ โครงงานนี้จึงเป็นการศึกษาคาร์บอนมอนอกไซด์ในเขตเมืองคือจังหวัดกรุงเทพมหานคร ด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการรับรู้ระยะไกล ที่สามารถเห็นภาพกว้าง ประหยัดเวลา และประหยัดทรัพยากรในการศึกษาสำรวจ โดยอุปกรณ์ที่ใช้คือดาวเทียมสำรวจ Sentinel-5P/TROPOMI ดาวเทียมเพื่อการติดตามแก๊สมลพิษที่พัฒนาโดยองค์การอวกาศยุโรป เซนเซอร์ TROPOMI ที่ติดไปกับดาวเทียม สามารถจำแนกแก๊สได้จากคุณสมบัติเฉพาะของแก๊สในการสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ โดยคาร์บอนมอนอกไซด์จะสะท้อนอยู่ในช่วงคลื่น 760 นาโนเมตร ความเข้มข้นของช่วงคลื่นต่าง ๆทำให้เซนเซอร์สามารถคำนวณความหนาแน่นแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ได้
จากการศึกษาพบว่าแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์เหนือกรุงเทพมหานครมีรูปแบบเชิงฤดูกาล โดยแก๊สจะมีความหนาแน่นสูงขึ้นและสูงที่สุดในฤดูหนาว ในขณะเดียวแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์มีความหนาแน่นน้อยที่สุดในฤดูร้อน (เทียบเท่าช่วงฤดูฝนตามการแบ่งของกรมอุตุนิยมวิทยา) โดยในฤดูหนาวกลุ่มแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ขนาดใหญ่นอกประเทศไทยจะเคลื่อนตัวเข้ามาปกคลุมกรุงเทพมหานคร และจะค่อย ๆเคลื่อนออกไปจนความหนาแน่นลดลงในฤดูร้อน และจากการนำข้อมูลอุตุนิยมวิทยาจากโครงการการติดตามสภาพอากาศ ERA5 เพื่อวิเคราะห์ตัวแปรทางอุตุนิยมวิทยาที่สัมพันธ์กับแก๊สด้วยสัมประสิทธิ์อย่างง่ายเพียร์สัน พบว่าความกดอากาศพื้นผิวมีความสัมพันธ์ปานกลาง และความเร็วลมจากทิศตะวันตกไปตะวันออก มีความสัมพันธ์เล็กน้อย
นอกจากนี้เราได้ประยุกต์ใช้ข้อมูล เพื่อสร้างโมเดลสำหรับทำนายความเข้มข้นของแก๊สเหนือสถานีตรวจวัดพญาไทในวันถัดไปด้วยข้อมูลปัจจุบัน โดยใช้การวิเคราะห์ถดถอยพหุคูณ โมเดลที่ได้มีค่าคลาดเคลื่อน 0.00437