Mesure des aérosols épaisseur optique de l’atmosphère à l’aide du photomètre solaire de poche GLOBE

En utilisant ce protocole, nous pouvons mesurer l’épaisseur optique des aérosols de l’atmosphère à l’aide du photomètre solaire GLOBE portatif avec une précision acceptable pour la communauté scientifique atmosphérique. L’avantage de cette technique est qu’elle peut être utilisée par tout le monde, des élèves du secondaire aux étudiants. Le photomètre solaire GLOBE est robuste et peut être utilisé dans les zones éloignées et difficiles d’accès.

Les protocoles d’épaisseur optique des aérosols sont clairement décrits ici et faciles à suivre. Lorsque vous prenez des mesures AOT, il est toujours préférable de travailler par paires. Une démonstration visuelle permet de comprendre la technique d’alignement du photomètre solaire avec le soleil.

À la vue, activez le GPS en choisissant la configuration du capteur dans le menu du capteur et sélectionnez GPS. Une fois que le GPS a acquis suffisamment de satellites, les valeurs de latitude et de longitude sont affichées. Ensuite, appuyez sur recueillir des données et appuyez sur enregistrer.

Si la température extérieure est inférieure de plus de cinq degrés à la température ambiante, gardez le photomètre solaire enveloppé dans de la mousse thermique lorsqu’il n’est pas utilisé. Lorsque vous prenez des mesures pendant les mois chauds de l’été, gardez le photomètre solaire à l’ombre lorsqu’il n’est pas utilisé. Vérifiez si le photomètre solaire produit une tension stable d’environ 0,03 volts à l’intérieur et entre un volt et cinq volts lorsque la lumière est dirigée sur le détecteur.

Pour enregistrer la température de l’air, tournez le commutateur rotatif en T et enregistrez la lecture de tension sur le compteur volt. La multiplication de la lecture de tension par 100 donne à la température de l’air en degrés Celsius. Ensuite, réglez le commutateur rotatif vers le canal vert du photomètre solaire avec une personne assise sur la chaise et reposant ses bras sur la table.

Alignez le photomètre solaire de sorte que la lumière passant à travers le trou sur le support supérieur produit une tache de lumière du soleil centrée sur le point coloré sur le support inférieur. Faites enregistrer la lecture à la deuxième personne sur le compteur volt, en vous assurant que la tache solaire est stable sur le point. Si la lecture de tension fluctue, enregistrez la valeur maximale.

Enregistrez le temps dans les 30 secondes. Pour obtenir la tension sombre, avoir la personne assise garder le photomètre solaire aligné au soleil avec une main, puis couvrir le trou sur le support supérieur avec un doigt de l’autre main. Que la deuxième personne enregistre la lecture de tension.

Ensuite, réglez le commutateur rotatif sur le canal rouge et répétez, en enregistrant des tensions lumineuses et sombres. Obtenez cinq lectures de tension pour le canal vert et cinq lectures de tension pour le canal rouge. Mesurez à nouveau la température de l’air.

Observez les nuages près du soleil et utilisez la carte des nuages GLOBE pour cochér les caractéristiques observées. Les nuages visibles de cirrus sont faciles à observer en raison de leurs brins wispy minces caractéristiques. Par un jour apparemment clair, si les nuages de cirrus ne sont pas visibles mais la lecture de tension de lumière du soleil est inférieure à 0.5 volts, il est recommandé d’inférer les nuages invisibles de cirrus.

Pour mesurer l’humidité relative, tenir l’hygromètre avec un bras étendu loin du corps. Laissez-le dans l’air pendant environ trois minutes, puis prenez la lecture de l’ampoule sèche en premier, suivie de la lecture de l’ampoule humide. Trouvez la différence dans les deux lectures et utilisez le tableau relatif de l’humidité pour établir l’humidité relative.

Ensuite, utilisez un baromètre pour mesurer et enregistrer la pression atmosphérique. Calculez l’épaisseur optique des aérosols en branchant les valeurs mesurées et les constantes dans l’équation AOT. Les valeurs moyennes mensuelles de l’AOT mesurées à l’Université Xavier de Louisiane au cours de la période de 12 mois indiquent des pics d’AOT en février et mai.

La variation saisonnière de l’AOT sur le site de l’Université Xavier en Louisiane classe décembre, janvier et février comme hiver. mars, avril et mai comme printemps. juin, juillet et août comme été.

septembre, octobre et novembre à l’automne. Sur la base de l’extrapolation, l’AOT pour quatre longueurs d’onde, 667 nanomètres, 551 nanomètres, 532 nanomètres et 490 nanomètres, sur le site de l’Université Xavier de Louisiane a été comparé aux données de la station AERONET. Les flèches montrent les pics de l’AOT en février et en mai pour les deux sites.

La fiabilité des photomètres solaires GLOBE a été vérifiée en comparant deux instruments calibrés indépendamment les uns contre les autres. L’accord entre les deux photomètres solaires est plus fort pour le canal rouge de 505 nanomètres que le canal vert de 625 nanomètres. Cette différence est parce que la LED rouge a une sensibilité plus forte à la température que la LED verte.

La variation quotidienne de l’AOT se situe entre 0,265 le matin et 0,06 le soir pour le canal rouge, ce qui correspond à environ 77% de variation. Les données montrent un pic à 9h00.m de 0,265 et un autre pic à 15h00.m.

de 0,182 pour le canal rouge. Le canal vert présentait des pics similaires. La chose la plus importante à retenir est que ces mesures ne fonctionnent pas lorsque le soleil est obscurci par des nuages de cirrus.

La présence de nuages de cirrus peut entraîner de fausses valeurs pour l’AOT. La prochaine étape logique après cela est d’utiliser le photomètre solaire Calitoo avec ses canaux bleus, verts et rouges pour valider le photomètre solaire GLOBE et utiliser les deux instruments dans les sites AERONET. À l’heure actuelle, il existe plus de 400 stations de surveillance AERONET dans le monde, mais même celles-ci ne suffisent pas à couvrir toute la planète.

Nous espérons que les photomètres solaires portatifs GLOBE, en utilisant les protocoles décrits ici, peuvent être utilisés pour combler les lacunes laissées de côté par AERONET.