L'obiettivo dei metodi presentati qui è quello di misurare lo spessore ottico dell'aerosol dell'atmosfera. Il fotometro solare è puntato al sole e viene registrata la più grande lettura di tensione ottenuta su un voltmetro digitale integrato. Vengono inoltre eseguite misurazioni atmosferiche come la pressione atmosferica e l'umidità relativa.
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Articolo metodologico
Misura dello spessore ottico aerosols dell'atmosfera utilizzando il fotometro solare palmare GLOBE
In questo articolo
Sommario
Abstract
Qui descriviamo la misura dello spessore ottico dell'aerosol utilizzando il fotometro palmare GLOBE. Lo spessore ottico dell'aerosol (AOT) è stato misurato presso la Xavier University of Louisiana (XULA, 29,96 ° N, 90,11 ° W e 3 m sul livello del mare). Le misurazioni sono state effettuate a due lunghezze d'onda diverse, 505 nm e 625 Nm. Le misurazioni AOT sono state effettuate 6 volte al giorno (7 AM, 9 AM, 11 AM, mezzogiorno solare, 3 PM e 5 PM). I dati mostrati in questo documento sono i valori medi mensili AOT presi al mezzogiorno solare. Durante ogni tempo di misurazione; per ogni canale vengono presi almeno cinque valori della tensione della luce solare v e della tensione scura vDark . La media per queste cinque misurazioni viene considerata come il valore medio per quel tempo di misura. Altri dati meteorologici come temperatura, pressione superficiale, precipitazioni e umidità relativa sono misurati allo stesso tempo. L'intero protocollo è completato entro un lasso di tempo di 10-15 min. I valori AOT misurati a 505 nm e 625 nm vengono quindi utilizzati per estrapolare i valori AOT per lunghezze d'onda 667 Nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm. I valori AOT misurati ed estrapolati sono stati poi confrontati con i valori della stazione AERONET più vicina al sito Wave CIS 6 (AERONET, 28,87 ° N, 90,48 ° W e 33 m sul livello del mare), che si trova a circa 96 km a sud di XULA. In questo studio abbiamo monitorato le variazioni annuali e giornaliere di AOT per un periodo di 12 mesi dal 2017 settembre al 2018 agosto. Abbiamo anche confrontato i dati AOT di due fotometri solari portatili GLOBE calibrati in modo indipendente sul sito XULA. I dati dimostrano che i due strumenti sono in ottimo accordo.
Introduzione
Gli aerosol atmosferici sono particelle solide e liquide minute (che vanno da submicron a millimetro di dimensione) sospese nell'aria. Alcuni aerosol sono prodotti attraverso l'attività umana e altri sono prodotti dai processi naturali1,2,3,4. Gli aerosol nell'atmosfera riducono la quantità di energia solare che raggiunge la superficie terrestre spargendo o assorbendo radiazioni luminose e termiche dal sole. La quantità di aerosol nell'atmosfera varia significativamente con la posizione e il tempo. Ci sono cambiamenti stagionali e annuali, n....
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Protocollo
1. funzionamento del fotometro
Nota: Questi protocolli sono meglio realizzati da due persone che lavorano insieme. Una persona tiene e allinea il fotometro solare mentre la seconda persona registra le misurazioni.
- Misurare la longitudine e la latitudine del sito utilizzando il GPS. Nel sito, il primo passo è quello di attivare il GPS scegliendo il set-up del sensore dal menu del sensore e selezionare GPS. Una volta che il GPS ha acquisito abbastanza satelliti, verranno visualizzati i valori di latitudine e longitudine. Una volta visualizzati i valori, premere Raccogli dati e quindi premere Salva.
- Accerta....
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Risultati
Il fotometro solare GLOBE misura AOT a λ = 505 nm e λ = 625 Nm. Il sito AERONET a Wave CIS Site 6 misura AOT a 15 diverse lunghezze d'onda. Per il nostro confronto ci siamo concentrati su queste 4 lunghezze d'onda del sito AERONET: 667 Nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm. Per fare un confronto tra le due stazioni, abbiamo estrapolato AOT a 667 Nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm per il sito XULA. Questo viene fatto utilizzando i coefficienti Angstrom del sito XULA. Per ogni sito e strumento, lo spessore .......
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Discussione
Il primo passo in questo protocollo è quello di definire il sito di studio. Questo viene fatto utilizzando un GPS per trovare la longitudine e la latitudine del sito di studio. I valori di longitudine e latitudine sono critici nel calcolo dell'AOT utilizzando l'equazione 1. Durante la misurazione, è fondamentale che il fotometro solare sia puntato direttamente e saldamente al sole. Il piccolo foro nella staffa superiore del fotometro solare palmare riduce la quantità di luce diffusa che raggiunge i rilevatori LED nel fot.......
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Dichiarazioni
Gli autori non dichiarano conflitti di interesse.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente dal DOD ARO Grant #W911NF-15-1-0510 e dal National Science Foundation Research Initiation Awards con il Grant n. 1411209. Esprimiamo la nostra sincera gratitudine al dipartimento di fisica e informatica e alla divisione dell'istruzione presso la Xavier University of Louisiana.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| A Fotometro solare portatile GLOBE calibrato | IESRE, USA (GLOBE fotometro solare) e TERNUM, Regno Unito (fotometro | Il fotometro solare GLOBE misura AOT a 505 nm e 625 nm. | |
| Barometro | Fornitori forestali, USA, Cat# 43316 | 43316 | Il barometro aneroide deve avere una scala chiara con un intervallo di pressione compreso tra 940 e 1.060 millibar. |
| Grafico delle nuvole GLOBE | Fornitori forestali, USA Cat#33485 | 33485 | Un grafico di identificazione delle nuvole gratuito è ottenuto da www.globe.gov. |
| Igrometro | Fornitori forestali, USA, Cat# 76254 | 76245 | È accettabile qualsiasi igrometro digitale che misuri l'umidità relativa nell'intervallo 20-95% con una precisione del 5%. |
| Labquest2 GPS | Vernier, USA, Cat LABQ2 | LABQ2 | Vernier LabQuest 2 è un'interfaccia autonoma utilizzata per raccogliere i dati dei sensori con la sua applicazione grafica e di analisi integrata. Il GPS è uno dei suoi sensori integrati |
| Taylor Orchid Thermometer | Forestry Suppliers, USA Cat# 89129 | 89129 | |
| Watch | Forestry suppliers, USA, Cat# 39137 | 39137 | L'orologio deve essere digitale e in grado di misurare il tempo fino a secondi. |
Riferimenti
- Mondol, P. K., Mamun, M. M. I., Islam, M. M. Construction of an inexpensive sun photometer to measure aerosol optical depth and comparisons between the measured data and satellite observations. American Journal of Remote Sensing. 2 (5), 37-43 (2014).
- Toledano, C., et al.
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Ristampe e permessi
