使用GLOBE手持式太阳光度计测量大气气溶胶光学厚度

利用本方案，我们可以使用手持式GLOBE太阳光度计测量大气气溶胶光学厚度，其精度可被大气科学界所接受。该技术的优势在于，从高中生到大学生均可使用。GLOBE太阳光度计结构坚固，可在偏远及难以到达的地区使用。

气溶胶光学厚度的测量协议在此处有明确说明，易于遵循。在进行AOT测量时，最好两人一组协作操作。通过直观演示，有助于理解如何将太阳光度计与太阳对准的技术。

看到该界面后，从传感器菜单中选择传感器设置以启动 GPS，并选择 GPS 选项。一旦 GPS 接收到足够多的卫星信号，即会显示纬度和经度值。然后，按下“收集数据”并点击“保存”。

如果室外温度比室温低五度以上，在不使用时应将太阳光度计用隔热泡沫包裹。在炎热的夏季进行测量时，不使用时应将太阳光度计置于阴凉处。检查太阳光度计在室内是否产生约 0.03 伏的稳定电压，当光线照射到探测器时，电压是否在 1 伏至 5 伏之间。

为记录空气温度，将旋钮开关转至 T 档，读取电压表上的电压值。将电压读数乘以 100，即可得到以摄氏度为单位的空气温度。然后，将旋钮开关设置到太阳光度计的绿色通道，并让一人坐在椅子上，手臂放在桌面上静止不动。

调整太阳光度计，使穿过顶部支架小孔的光线在底部支架的彩色圆点上形成一个居中的光斑。由第二人记录伏特表上的读数，确保光斑稳定地位于圆点上。若电压读数波动，应记录其最大值。

在30秒内记录时间。为获得暗电压，让受试者坐好，用一只手将太阳光度计对准太阳，然后用另一只手的指尖盖住顶部支架上的孔。由第二人记录电压读数。

接下来，将旋转开关调至红色通道并重复上述步骤，记录明暗电压。分别获取绿色通道的五个电压读数和红色通道的五个电压读数。再次测量空气温度。

观察太阳附近的云，并使用GLOBE云图记录所观测到的特征。卷云具有典型的纤细丝状结构，易于观测。在看似晴朗的日子里，如果无法直接看到卷云，但阳光电压读数低于0.5伏，则建议推断存在不可见的卷云。

测量相对湿度时，将湿度计伸展手臂远离身体持握。将其在空气中静置约三分钟，然后先读取干球温度读数，再读取湿球温度读数。计算两次读数的差值，并利用相对湿度对照表确定相对湿度。

然后，使用气压计测量并记录大气压力。将测得的数值和常数代入 AOT 方程，计算气溶胶光学厚度。在路易斯安那泽维尔大学为期 12 个月的月平均 AOT 值测量结果显示，AOT 在 2 月和 5 月达到峰值。

泽维尔大学路易斯安那分校站点的气溶胶光学厚度（AOT）季节变化将十二月、一月和二月划分为冬季，三月、四月和五月划分为春季，六月、七月和八月划分为夏季。

九月、十月和十一月为秋季。根据外推法，比较了路易斯安那泽维尔大学站点与AERONET站点在四个波长（667 纳米、551 纳米、532 纳米和 490 纳米）处的气溶胶光学厚度（AOT）。两个站点的二月和五月的 AOT 峰值由箭头标出。

通过将两台独立校准的仪器相互比对，检验了GLOBE太阳光度计的可靠性。两台太阳光度计在505纳米红光通道的测量结果比625纳米绿光通道具有更高的一致性。这种差异的原因在于，红光LED对温度的敏感性高于绿光LED。

红光通道的AOT日变化范围在早晨为0.265，傍晚为0.06，变化幅度约为77%。数据显示在上午9:00和下午3:00分别出现峰值，其中上午9:00的峰值为0.265。

红色通道的值为0.182。绿色通道显示出类似的峰值。最重要的是要记住，当太阳被卷云遮挡时，这些测量将无法正常进行。

卷云的存在可能导致气溶胶光学厚度（AOT）出现虚假数值。在此之后的合理步骤是使用配备蓝、绿和红通道的Calitoo太阳光度计，以验证GLOBE太阳光度计，并将这两种仪器均纳入AERONET站点。目前全球有超过400个AERONET监测站，但即便如此，仍不足以覆盖整个地球。

我们希望，GLOBE 手持式太阳光度计结合此处所述的协议，能够填补 AERONET 所遗留的空白。