Messung der Aerosols Optische Dicke der Atmosphäre mit dem GLOBE Handheld Sun Photometer

Mit diesem Protokoll können wir die optische Aerosoldicke der Atmosphäre mit dem handgeführten GLOBE-Sonnenphotometer mit einer Genauigkeit messen, die für die atmosphärische Wissenschaftsgemeinschaft akzeptabel ist. Der Vorteil dieser Technik ist, dass sie von allen verwendet werden kann, von Gymnasiasten bis hin zu College-Studenten. Das GLOBE-Sonnenphotometer ist robust und kann in abgelegenen und schwer zugänglichen Bereichen eingesetzt werden.

Die aerosoloptischen Dickenprotokolle sind hier klar umrissen und leicht zu befolgen. Bei der Einnahme von AOT-Messungen ist es immer am besten, paarweise zu arbeiten. Eine visuelle Demonstration hilft, die Technik der Ausrichtung des Sonnenphotometers an der Sonne zu verstehen.

Aktivieren Sie beim Anblick das GPS, indem Sie die Sensoreinrichtung aus dem Sensormenü auswählen und GPS auswählen. Sobald das GPS genügend Satelliten erfasst hat, werden Breiten- und Längengradwerte angezeigt. Drücken Sie dann die Datensammlung und die Taste Speichern.

Wenn die Außentemperatur mehr als fünf Grad unter der Raumtemperatur liegt, halten Sie das Sonnenphotometer in Thermoschaum eingewickelt, wenn es nicht verwendet wird. Bei Messungen in heißen Sommermonaten das Sonnenphotometer im Schatten halten, wenn es nicht in Gebrauch ist. Prüfen Sie, ob das Sonnenphotometer eine stabile Spannung von etwa 0,03 Volt im Innenbereich und zwischen einem Volt und fünf Volt erzeugt, wenn Licht auf den Detektor gerichtet wird.

Um die Lufttemperatur aufzuzeichnen, drehen Sie den Drehschalter auf T und zeichnen Sie den Spannungsstand auf dem Volt-Meter auf. Multiplikation der Spannungsmessung mit 100 ergibt die Lufttemperatur in Grad Celsius. Stellen Sie dann den Drehschalter auf den grünen Kanal des Sonnenphotometers, wobei eine Person auf dem Stuhl sitzt und ihre Arme auf den Tisch setzt.

Richten Sie das Sonnenphotometer so aus, dass das Licht, das durch das Loch auf der oberen Halterung geht, einen Sonnenfleck erzeugt, der über dem farbigen Punkt auf der Tretlagerhalterung zentriert ist. Lassen Sie die zweite Person den Messwert auf dem Volt-Meter aufzeichnen, um sicherzustellen, dass der Sonnenfleck auf dem Punkt stabil ist. Wenn die Spannungsmessung schwankt, notieren Sie den Maximalwert.

Zeichnen Sie die Zeit innerhalb von 30 Sekunden auf. Um die dunkle Spannung zu erhalten, lassen Sie die Person sitzen, halten Sie das Sonnenphotometer mit einer Hand an der Sonne ausgerichtet und dann das Loch auf der oberen Halterung mit einem Finger von der anderen Hand zu decken. Lassen Sie die zweite Person die Spannungsmessung aufzeichnen.

Als nächstes stellen Sie den Drehschalter auf den roten Kanal und wiederholen, die Aufnahme von hellen und dunklen Spannungen. Erhalten Sie fünf Spannungswerte für den grünen Kanal und fünf Spannungswerte für den roten Kanal. Messen Sie die Lufttemperatur erneut.

Beobachten Sie die Wolken in der Nähe der Sonne und verwenden Sie das GLOBE-Wolkendiagramm, um beobachtete Funktionen abzuhaken. Sichtbare Zirruswolken sind aufgrund ihrer charakteristischen dünnen, wispy Stränge leicht zu beobachten. An einem scheinbar klaren Tag, wenn die Zirruswolken nicht sichtbar sind, aber die Sonnenspannung weniger als 0,5 Volt beträgt, wird empfohlen, unsichtbare Zirruswolken abzuleiten.

Um die relative Luftfeuchtigkeit zu messen, halten Sie das Hygrometer mit einem verlängerten Arm vom Körper weg. Lassen Sie es in der Luft für etwa drei Minuten und dann nehmen Sie die trockene Glühbirne Lesen zuerst, gefolgt von der nassen Glühbirne Lesung. Finden Sie den Unterschied in den beiden Messwerten und verwenden Sie das Diagramm für relative Luftfeuchtigkeit, um die relative Luftfeuchtigkeit zu ermitteln.

Verwenden Sie dann ein Barometer, um den Luftdruck zu messen und aufzuzeichnen. Berechnen Sie die optische Aerosoldicke, indem Sie die Messwerte und die Konstanten in die AOT-Gleichung einstecken. Die monatlichen durchschnittlichen AOT-Werte, die an der Xavier University of Louisiana während des 12-Monats-Zeitraums gemessen wurden, deuten auf AOT-Spitzenwerte im Februar und Mai hin.

Die saisonale Variante der AOT an der Website der Xavier University of Louisiana kategorisiert Dezember, Januar und Februar als Winter. März, April und Mai als Frühling. Juni, Juli und August als Sommer.

September, Oktober und November als Herbst. Basierend auf Extrapolation wurde AOT für vier Wellenlängen, 667 Nanometer, 551 Nanometer, 532 Nanometer und 490 Nanometer am Standort der Xavier University of Louisiana mit den Daten an der AERONET-Station verglichen. Die Pfeile zeigen die AOT-Spitzen im Februar und im Mai für beide Standorte.

Die Zuverlässigkeit der GLOBE Sonnenphotometer wurde durch den Vergleich von zwei unabhängig kalibrierten Instrumenten untereinander überprüft. Die Übereinstimmung zwischen den beiden Sonnenphotometern ist für den 505 Nanometer roten Kanal stärker als für den 625 Nanometer großen grünen Kanal. Dieser Unterschied liegt daran, dass die rote LED eine stärkere Temperaturempfindlichkeit hat als die grüne LED.

Die tägliche Variation der AOT lag zwischen 0,265 uhr morgens und 0,06 am Abend für den roten Kanal, was etwa 77% Variation entspricht. Die Daten zeigen einen Spitzenwert um 9:00 .m. von 0,265 und einen weiteren Höchstwert um 15:00 Uhr.m.

0,182 für den roten Kanal. Der grüne Kanal zeigte ähnliche Spitzen. Das Wichtigste, was man sich merken sollte, ist, dass diese Messungen nicht funktionieren, wenn die Sonne von Zirruswolken verdeckt wird.

Das Vorhandensein von Zirruswolken kann zu falschen Werten für AOT führen. Der nächste logische Schritt danach ist die Verwendung des Calitoo Sonnenphotometers mit seinen blauen, grünen und roten Kanälen, um das GLOBE-Sonnenphotometer zu validieren und beide Instrumente in die AERONET-Sites zu verwenden. Derzeit gibt es über 400 AERONET-Überwachungsstationen auf der ganzen Welt, aber selbst diese reichen nicht aus, um den ganzen Planeten abzudecken.

Unsere Hoffnung ist, dass die GLOBE Handsonnenphotometer unter Verwendung der hier beschriebenen Protokolle verwendet werden können, um die Lücken zu überbrücken, die von AERONET weggelassen wurden.