Lõputööde teemadTartu Observatoorium ootab oma kollektiivi noori, kes on huvitatud astronoomiast, keskkonnateadustest ja kosmosetehnoloogiast. Meie teadlased on valmis juhendama tudengite lõputöid kõigis akadeemilise õppe astmetes. Kui leiad huvitava ja inspireeriva teema, võta julgelt ühendust! Teadlaste kontaktid leiad siit. Lõputööde teemad astronoomia suunal
Galaktikate füüsika
Kosmoloogia
Tähefüüsika
Bakalaureusetöö. Juhendaja(d): Jaan Pelt , kontaktinfo: Tartu Observatoorium, http://www.aai.ee/~pelt/ Nõrkade objektide vaatlustel on oluliseks probleemiks footonite vähene arv ajaühikus. Selleks, et koguda statistiliselt oluline hulk footoneid, peab integreerimisaeg (footonite kogumiseks) olema piisavalt pikk. Samal ajal võivad objektis toimuvad muutused olla lühemad kui integreerimisaeg. Kas ja kuidas on võimalik uurida objektis toimuvate kiirete muutuste statistilisi omadusi lähtudes mõõtandmetest, mis on kogutud pikemaid integreerimisaegu kasutades? Teema puudutab põhiliselt andmetöötluse faasi ja nõuab mõningat ettevalmistust
Bakalaureusetöö. Juhendaja(d): Jaan Pelt , kontaktinfo: Tartu Observatoorium, http://www.aai.ee/~pelt/ Teema on oluline Päikese-sarnaste tähtede uurimisel. Kuna Päike on vaadeldav detailides, siis on uurijate ootused Päikesega sarnaste tähtede uurimisel kõrgendatud. Loodetakse leida Päikesel tuntud nähtusi (differentsiaalne pöörlemine, tsüklilisus jms) ka nende juures. Ometi on kasutatav informatsioon (põhiliselt fotomeetria, harvem spektrid) väga kasin (kui võrrelda Päikesega). Teema raames tuleks uurida kandevsageduse sobitusmeetodi rakendatavust magnetiliselt aktiivsete tähtede heleduskõverate uurimisel. Meetod ise on pärit kommunikatsiooniteooriast. Teema nõuab mõningat ettevalmistust matemaatilise statistika ja matemaatilise füüsika vallas (Fourier' teisendused jms.).
Bakalaureusetöö. Juhendaja(d): Jaan Pelt , kontaktinfo: Tartu Observatoorium, http://www.aai.ee/~pelt/
Bakalaureuse- ja magistritööd. Juhendaja: Jaan Pelt , http://www.aai.ee/~pelt/. Teema käsitleb uut tüüpi andmeridade statistilist analüüsi. Andmed saadakse katikul baseeruvates fotomeetrilistes mõõtmistes ja on antud lihtsal kujul: katiku avamise ajamomentide jada koos jah-ei tulemiga. Tulem sõltub sellest kas katiku lahtioleku ajal registreeriti sissetulev footon või mitte. Huvi pakuvad footonjadade tsüklilisus, klombilisus ja mitme jada korreleeritus.
Juhendaja Tõnu Viik, e-mail: viik@aai.ee On olemas tööriist programmipaketi näol polarisatsiooni rehkendamiseks ja eesmärk on leida null-polarisatsiooni pinnad atmosfääri sees, kui atmosfäärile langeb polariseerimata kiirgus. Selleks on vaja natuke tunda FORTRAN programmeerimiskeelt. Lõputööde teemad kaugseire suunalTaimkatte kaugseire töörühm
Maa-ameti laserskanneriga mõõdeti kolme Järvselja puistut. Kogutud kõrgusinfost on vaja leida metsa struktuuri kirjeldavaid näitajaid. Andmemahud on suured ja võimaldavad analüüsi nii bakalaureuse- kui magistritöö tasemel.
Tartu Observatooriumi ja Eesti Maaülikooli satelliit-kaugseire testala Järvseljal mõõtsid 2005. a. 10. juulil kolm kaugseiresatelliiti: Landsat-seeria satelliit multispektraalse skanneriga ETM+ ja eksperimentaalsatelliidid EO-1 kujutise spektromeetriga Hyperion (NASA) ning Proba kujutise spektromeetriga CHRIS (Surrey Technology, ESA). See andmekogum lubab uurida kaugseiresensorite võimalusi Eesti looduskeskkonna monitooringul.
Järvselja metsades tehtud kalasilmapiltidelt vaba vaatesuuna tõenäosuse (taeva nägemise tõenäosuse) leidmine, selle suundolenevuse uurimine erinevates metsades. Puuderinde läbipaistvus Päikese suunas on peamine valgusrežiimi kujundaja metsas. Vaba vaatesuuna tõenäosuse tundmine on oluline ka metsade kaugseires – aerofotode ja satelliidifotode interpreteerimisel. Digitaalsed kalasilmapildid on olemas.
Kolme 100x100 m Järvselja puistu kohta on kogutud väga detailne struktuuri- ja optiliste andmete andmebaas. Soov on täiendada seda satelliidipiltidelt mõõdetud spektraalsete heleduskoefitsientide aegreaga. Kasutada on Landsati ja Spoti pildid alates 1986. aastast.
Satelliidipiltide atmosfäärikorrektsiooniks kasutatakse mitmeid atmosfääri kiirguslevi programmipakette (6S, LOWTRAN, MODTRAN, SMAC jne.). Olemasolevatele satelliidipiltidele tuleks rakendada erinevaid programmipakette ja hinnata, kui suured on erinevused korrigeeritud piltides. Atmosfääri kiirguslevi mudelid on programmeeritud valdavalt Fortranis. Vaja on töötada mudelite alliktekstidega. Teema ei ole jõukohane bakalaureusetasemel.
Clumping index quantifies the level of foliage grouping within distinct canopy structures relative to a random distribution. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) observations provide a means to characterize the anisotropy of surface reflectance (Schaaf et al., 2002), which has been shown to contain information on the structure of vegetated surfaces (Chen et al,.2003). The objective of this study would be to test if MODIS kernel-driven BRDF model parameters can be used to compute the clumping index over Estonia.
The leaf inclination angle distribution function (LIAD) describes the leaf inclination angle distribution as the probability density function. Despite its profound importance in the calculation of various canopy parameters, most studies assume spherical LIAD because of the difficulty in estimating leaf inclination angles. Ryu et al. (2010) recently proposed a simple and reproducible method using a digital camera and an angle measurement tool of a public domain image processing software. The objective of this research is to verify the performance of the method with actual direct measurements of leaf angles for different trees in Järvselja
Järvseljal SMEAR masti lähedal registreerib automaatne spektromeeter valgustatuse spektreid pidevalt kogu vegetatsiooniperioodi kestel. Töö sisuks on kogutud andmete töötlemine ja analüüs.
Järvseljal SMEAR-jaama juures on kolmel suvel registreeritud maapinnale jõudva summaarse ja hajusa kiiritustiheduse spektreid spektrivahemikus 295-2200 nm spektraalse lahutusega 3-16 nm. Kiiritustihedus vee neeldumisribades 0.94 µm ja 1.1 µm lubab hinnata atmosfäärisamba kogu veesisaldust. Atmosfääri seire töörühm
Lõputöö käigus tuleb uurida soojuskiirguse neeldumisest tingitud temperatuuri muutust erinevate prognoositud süsihappegaasi kontsentratsioonide korral, kasutades atmosfääri kiirguslevi mudelit FUTBOLIN.
Tartu Observatooriumis on spektraalselt hajusat UV-kiirgust mõõdetud alates 2016. aastast. Töö eesmärk on teha esmased analüüsid kogutud andmetest – leida hajuskiirguse osatähtsus ja muutused spektris sõltuvalt kliimateguritest.
Töö annab ülevaate, milliseid UV-kiirgusega seotuid satelliidi andmed on saadaval, võrdleb andmeid Tõraveres mõõdetud andmetega ning analüüsib võimalust satelliidi andmete kasutamiseks mõõtmisandmete täiendamiseks.
Töö eesmärk on anda ülevaade osooniga seotud produktide saadavuse kohta satelliitidelt, analüüsida lähiaastate osooni väärtusi Eesti kohal, leida suuremaid kõrvalkaldeid (nt aasta 2011) võrreldes varasemate perioodidega.
Päikese kiirguse kliimat puudutav töö. Olemasoleva andmebaasi materjalide põhjal on võimalik arvutada päikese otse- ja summaarse kiirguse energiahulgad nimetatud ajavahemiku kohta ja analüüsida nende muutumist ajas. Samuti on olemas hinnangulised rekonstrueeritud erüteemkiirguse päevadoosid. Ette on teada, et kuni 1975. aastani ja alates 1994. aastast kuni päris hiljutise ajani oli suvine päikesekiirgusega varustatus Eestis parem kui sageli pilvisemate ja vihmasemate suvedega vahemikus 1976-1993.
Erüteemse ultraviolettkiirguse päevadoosid aasta jooksul sõltuvad Päikese kõrgusnurga aastasest tsüklist, pilvisusest ja atmosfääriosooni koguhulgast. Neist esimese muutumine on determineeritud ja täpselt arvestatav. Osooni koguhulka atmosfääris saab leida maapealsete ja satelliidimõõtmiste andmetest. Selles ilmneb aastane tsükkel maksimumiga märtsis-aprillis ja miinimumiga oktoobris-novembris, kuid väikesi väärtusi võib esineda ka varakevadel Arktika osooniaugu lagunemise järel. Pilvisuse (ja atmosfääri aerosooli) mõju kajastavateks suurusteks on päikese summaarse kiirguse päevasumma, otsekiirguse päevasumma, päikesepaiste kestus ja taeva pilvedega kaetuse ning pilvede tüüpide andmed. Erinevates vaatlusjaamades, millede andmete põhjal rekonstrueerimist tehakse, ei ole tavaliselt registreeritud kõiki pilvisuse panust iseloomustavaid andmeid. Tartu-Tõravere Meteoroloogiajaamas on kogu andmekomplekt olemas, mis võimaldab uurida kui suured erinevused rekonstrueeritud erüteemsetes päevadoosides võivad tekkida erinevate lähendsuuruste kasutamisest. Töö on andmetöötluse ja andmeanalüüsi suunitlusega. Andmefailid analüüsi tarvis valimite koostamiseks on olemas.
Inimeste tervisele mõjuvad ebasoodsalt nii ülemäära suured kui liiga väikesed ultraviolettkiirguse (UV kiirguse) doosid. Liiga suured doosid on nahavähi ja silmakae tekke oluliste põhjuste hulgas, liiga väikestest tuleneb D-vitamiini vaegus ja mitmed rasked haigused siseorganites. UV kiirgus mõjub biosfääri toimimisele üldiselt ja paljude looduslike ning tehislike materjalide kvaliteedile. Töö eesmärgiks on uurida Bentham spektromeetriga mõõdetud UV kiirguse kiiritustiheduste ja dooside varieeruvust Tõraveres alates aastast 2009 lainepikkuste vahemikus 290-400 nm. Töö on andmetöötluse ja andmeanalüüsi suunitlusega.
Vitamiin D fotosüntees inimnahas toimub UV-B kiirguse toimel. Toimimiseks on vaja kiiritustihedust üle teatud läviväärtuse. Seetõttu nimetatakse ajavahemikku, mil see jääb valdavalt alla läve või ületab läve väga lühiajaliselt, "vitamiin D talveks". Ka väljaspool seda ajavahemikku ei lähe kogu sobiva lainepikkuste vahemiku energia ainult vitamiin D sünteesimiseks, vaid selle arvel toimuvad ka teised protsessid nagu erüteem, pigmendi teke ja DNA kahjustused. Probleeme on ka laboratoorselt mõõdetud mõjuspektritega, sest need arvestavad enamasti ainult ühe protsessiga. Töö eesmärgiks on uurida potentsiaalselt efektiivse vitamiin D fotosünteesiva energia varieeruvust Tõraveres Bentham spektromeetriga registreeritud andmete põhjal.
Tõraveres on Päikese ultraviolettkiirgust peale lairiba sensorite (UV-A, UV-B, UV-ERY) kasutamise registreeritud mitu aastat ka spektraalselt. Probleemiks on spektritest saadava info ühildamine lairiba sensoritelt saadavate ja meteoroloogiliste andmetega. Olenevalt Päikese näiva liikumise aastasest tsüklist ja ilmastikutingimustest muutub UV kiirguse spektraalne koostis maapinnal olulisel määral. Kui Päike käib madalalt ja stratosfääri osoonikiht on tavalisest paksem, siis läheb kaduma rohkem kõige lühilainelisemat UV-B kiirgust. Suvel, mil Päike käib kõrgelt ja osoonikiht sügisle lähenedes hõreneb on UV-B kiirguse suurte dooside saamise võimalused parimad. Töös tuleks seda olemasolevate andmete põhjal kvantitatiivselt hinnata.
Solaariumikiirguse ohtlike mõjude kontrolli ja ennetamise seisukohalt tuleb solaariume testida sõltumatute UV-kiirguse mõõtevahenditega ja/või luua solaariumilampide atesteerimise laborid. Töös tuleks kirjanduse põhjal kavandada vastavad meetmed ja need osaliselt eksperimentaalselt läbi katsetada. Veekogude kaugseire töörühm
Veekogude valguskliimat mõjutavad vees olevad osakesed. Meie järved on valdavalt sogased, ning valgust neelavateks komponentideks on fütoplankton, heljum ja kollane aine. Töö sisuks on uurida, kui palju erinevad neeldumisparameetrid meie järvedes, seega eeldab antud töö ka laboratoorset tööd. Veepoliitika Raamdirektiivi järvede tüpoloogia alusel jagunevad Eesti järved 8 tüüpi, ning eesmärgiks on uurida, kas ja kui palju neeldumisparameetrid varieeruvad sesoonselt eri tüüpi järvedes.
QAA ja GSCM mudelid on laialdaselt kasutusel peegeldusteguri alusel vee bio-optiliste omaduste tuletamisel kaugseire rakendusteks. Mudelite sisenditeks on vee peegeldustegur ning väljundiks vee optilisi omadusi iseloomustavad neeldumis-ja hajumisparameetrid. Need on aga omakorda kas kõrgema järgu algoritmide sisendiks või ka olulisteks parameetriteks näiteks primaarproduktsiooni või süsiniku ringe modelleerimisel. Seega nende täpne tuletamine kaugseire andmetest on väga oluline. Antud töö teemaks on QAA ja GSCM mudelite testimine Eesti järvede bio-optiliste andmete põhjal ning valideerimine Sentinel-3A/OLCI andmetel. Töö on edasi arendatav magistritööks.
EL veepoliitika raamdirektiiv kohustab EL liikmesriike hindama kõigi järvede ökoloogilist seisundit, mis on suuremad kui 0.5km2. Ökoloogilise seisundi klassifitseerimiseks moodustavad olulise grupi fütoplanktonit kirjeldavad parameetrid, millest viit (klorofüll a, fütoplanktoni biomass, sinivetikate biomass, sinivetikate õitsengu sagedus ja intensiivsus) on võimalik seirata satelliidil Sentinel-3 oleva sensoriga OLCI. Töö eesmärgiks on võrrelda nii satelliittulemeid kui kontaktmõõtmiste käigus kogutud andmeid alates 2016 aastast, mil Sentinel-3A/OLCI alustas tööd ning siduda need varasemate kaugseire ja kontaktmõõtmiste andmetega
Töö käigus peab tudeng esiteks koostama ülevaate tingimustest, millele üks kaugseiresatelliit peab vastama, et seda oleks võimalik kasutada järvedest info kogumiseks. Seejärel analüüsitakse läbi praegu töötavad ja lähitulevikku planeeritavad kaugseire satelliitide missioonid, et kaardistada selliseid satelliite, mis antud ülesande täitmiseks sobivad. Kõikide valikusse langevate satelliitide puhul tuleb teha ka positiivsete ja negatiivsete külgede analüüs. Töö tulemusena valmiks ülevaade, mis praegusel hetkel kahjuks puudub ja mida saaksid oma töö sisendina kasutada järvede ja rannikuveega tegelevad teadlased. Lõputööde teemad kosmosetehnoloogia suunal
|
||