Name: 글로브 휴대용 태양 광도 계를 이용한 대기의에 어로 졸 광학 두께 측정 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 27 s
Description: 학습하세요 GLOBE 휴대용 태양 광도 계를 이용하여 대기의 에어로졸 광학 두께를 측정하는 방법을. 이 기술은 고등학생부터 대학생까지 누구나 사용할 수 있으며, 원격 및 접근이 어려운 지역에서도 활용 가능합니다.

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이 작업은 보조금 번호 1411209에 따라 DOD ARO 보조금 #W911NF-15-1-0510 및 국립 과학 재단 연구 개시 어워드에 의해 재정적으로 지원 되었다. 우리는 물리학 및 컴퓨터 과학 부서와 루이지애나 사비에 대학에서 교육의 부문에 우리의 진심으로 감사를 표현 한다.

1. 광도 계 작동
참고: 이러한 프로토콜은 함께 작업 하는 두 사람이 수행 하는 것이 가장 좋습니다. 두 번째 사람이 측정을 기록 하는 동안 한 사람이 태양 광도 계를 잡고 정렬 합니다.
<ol><li>GPS를 사용 하 여 사이트의 경도와 위도를 측정 합니다. 사이트에서 첫 번째 단계는 센서 메뉴에서 센서 설정을 선택 하 여 gps를 활성화 하 고 GPS를 선택 하는 것입니다. GPS가 충분 한 위성을 획득 하면 위도 및 경도 값이 표시 됩니다. 값이 표시 되 면 데이터 수집을 누른 다음 저장을 누릅니다.</li>
	<li>태양 광도 계가 잘 작동 하는지 확인 하십시오. 적절 하 게 보정 된 태양 광 미터는 감지기에서 빛이 지시 될 때 실내 및 최대 5v 0.03의 안정적인 전압을 생성 해야 합니다. 글로브 태양 광 미터의 전압계는 태양 광도 계에 내장 되어 있습니다</li>
	<li>기온을 기록 합니다. 유리 온도계에 알코올을 사용 하는 경우, 안정적인 판독을 기록 하기 전에 외부 온도로 조정 하기 위해 3 ~ 5 분 온도계를 제공 합니다. Sun 광도 계의 내장 온도계를 사용 하는 경우 로터리 스위치를 T로 돌려 전압계의 전압 판독값을 기록 하십시오. 전압 판독값에 100을 곱한 값은 해당 시간에 섭씨 단위로 공기 온도를 제공 합니다.</li>
	<li>회전 스위치를 sun 광도 계의 녹색 채널로 설정 합니다.</li>
	<li>한 사람이 태양 광도 계를 정렬 하 여 상단 브래킷의 구멍을 통과 하는 빛이 하단 브래킷의 컬러 도트를 중심으로 하는 태양광 지점을 생성 하도록 합니다. 최상의 결과를 위해 테이블과의 자를 사용 하십시오. 태양 광 계를 정렬 하는 사람은의 자에 앉아서 꾸준한 독서를 얻기 위해 테이블에 자신의 팔을 휴식 해야 합니다.</li>
	<li>두 번째 사람이 전압계에서 판독값을 기록 하도록 합니다. 독서를 취하기 전에 태양 흑점이 도트에 안정 되어 있는지 확인 하십시오. 전압 판독값이 변동 하는 경우에는 표시 된 최대값을 기록 하면 됩니다.</li>
	<li>읽기를 수행한 시간을 기록 합니다. 시간은 가장 가까운 30 초에 기록해 야 합니다. 디지털 시계는 아날로그 보다 더 나은이 목적을 제공 합니다.</li>
	<li>어두운 전압을 구합니다. 앉은 사람이 한 손으로 태양 광 량을 햇빛에 맞춘 다음, 상단 브래킷의 구멍을 손가락으로 덮어 주세요. 두 번째 사람은 전압 판독을 기록 합니다.</li>
	<li>회전식 스위치를 빨간색 채널로 설정 하 고 1.4 ~ 1.7 단계를 반복 합니다.</li>
	<li>1.4 ~ 1.8 단계를 반복 하 여 녹색 채널에 대 한 5 개의 전압 판독값과 적색 채널에 대 한 5 개의 전압 판독값을 구합니다.</li>
	<li>1.2 단계에서와 같이 공기 온도를 다시 측정 하십시오.</li>
</ol>2. 메타 데이터의 수집
<ol><li>
지구본 구름 차트를 사용 하 여 태양 근처의 구름을 관찰 하 고 기록할 수 있습니다. 이 작업은 하늘을 바라보 며 지구본 구름 차트 (https://www.globe.gov/documents/348614/24331082/GLOBE+Cloud+Chart)에서 관찰 된 기능을 확인 하 여 수행 됩니다. 보이는 cirrus 구름은 그들의 특징적인 얇은 어렴풋이 가닥 때문에 관찰 하기 쉽습니다. 보이지 않는 cirrus 구름은 분명히 맑은 날의 태양광 전압이 0.5 V 미만인 경우 유추 됩니다.
	<ol>
<li>측정 하 고 상대 습도를 기록 하는 습도 계를 사용 하 여: 몸에서 멀리 연장 된 팔을 가진 습도 계를 유지 하 고, 약 3 분 동안 공기에 두고, 먼저 젖은 전구 독서 다음에 마른 전구 독서를가지고. 두 판독 값의 차이를 찾아 상대 습도 차트를 사용 하 여 상대 습도를 설정</li>
		<li>기압계를 사용 하 여 대기압을 측정 하 고 기록 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>측정 된 값과 상수를 위에 주어진 방정식 1에 꽂아 AOT를 계산 합니다.</li>
</ol>3. 온도 조절
참고: 태양 광도 계의 전자 장치는 온도에 민감합니다. 최적의 성능을 위해 다음 단계를 수행 하는 것이 좋습니다.
<ol><li>외부 온도가 실 온 보다 5도 이상 있는 경우, 사용 하지 않을 때는 태양 광 량을 열 폼에 싸서 보관 하십시오.</li>
	<li>더운 여름에 측정을 할 때 사용 하지 않을 때는 햇빛을 그늘에 보관 하십시오.</li>
</ol>

<ol><li>Mondol, P. K., Mamun, M. M. I., Islam, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+an+inexpensive+sun+photometer+to+measure+aerosol+optical+depth+and+comparisons+between+the+measured+data+and+satellite+observations%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Remote+Sensing%22%5BJournal%5D)">Construction of an inexpensive sun photometer to measure aerosol optical depth and comparisons between the measured data and satellite observations.</a> American Journal of Remote Sensing. 2 (5), 37-43 (2014).</li>
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<li>Aerosol Protocol - GLOBE.gov. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.globe.gov/documents/348614/e9acbb7a-5e1f-444a-bdd3-acff62b50759 ">https://www.globe.gov/documents/348614/e9acbb7a-5e1f-444a-bdd3-acff62b50759 </a> (2019).</li>
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<li>Gong, W., Zhang, S., Ma, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerosol+Optical+Properties+and+Determination+of+Aerosol+Size+Distribution+in+Wuhan%2C+China%5BTitle%5D)+AND+%22Atmosphere%22%5BJournal%5D)">Aerosol Optical Properties and Determination of Aerosol Size Distribution in Wuhan, China.</a> Atmosphere. 5, 81-91 (2014).</li>
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<li>Holben, B. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AERONET+-+A+federated+instrument+network+and+data+archive+for+aerosol+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22Remote+Sensing+of+the+Environment%22%5BJournal%5D)">AERONET - A federated instrument network and data archive for aerosol characterization.</a> Remote Sensing of the Environment. 66, 1-16 (1998).</li>
<li>Toledo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AOT+retrieval+procedure+for+distributed+measurements+with+low-cost+Sun+photometers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research+Atmospheres%22%5BJournal%5D)">AOT retrieval procedure for distributed measurements with low-cost Sun photometers.</a> Journal of Geophysical Research Atmospheres. 123, 1113-1131 (2017).</li>
<li>Giles, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancements+in+the+Aerosol+Robotic+Network+%28AERONET%29+1+Version+3+Database+-+Automated+Near+Real-Time+Quality+Control+Algorithm+with+Improved+Cloud+Screening+for+Sun+Photometer+Aerosol+Optical+Depth+%28AOD%29+Measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Measurement+Techniques+Discussions%22%5BJournal%5D)">Advancements in the Aerosol Robotic Network (AERONET) 1 Version 3 Database - Automated Near Real-Time Quality Control Algorithm with Improved Cloud Screening for Sun Photometer Aerosol Optical Depth (AOD) Measurements.</a> Atmospheric Measurement Techniques Discussions. , (2018).</li>
<li>Zawadzka, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+aerosol+optical+depth+with+the+use+of+Microtops+II+sun+photometers+and+MODIS+detectors+in+coastal+areas+of+the+Baltic+Sea%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Geophysica%22%5BJournal%5D)">Studies of aerosol optical depth with the use of Microtops II sun photometers and MODIS detectors in coastal areas of the Baltic Sea.</a> Acta Geophysica. 62 (2), 400-422 (2014).</li>
<li>Bovchaliuk, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerosol+Microtops+II+sunphotometer+observations+over+Ukraine%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Astronomy+and+Space+Physics%22%5BJournal%5D)">Aerosol Microtops II sunphotometer observations over Ukraine.</a> Advances in Astronomy and Space Physics. 3, 46-52 (2013).</li>
<li>More, S., Kumar, P. P., Gupta, P., Devara, P. C. S., Aher, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+Aerosol+Products+Retrieved+from+AERONET%2C+MICROTOPS+and+MODIS+over+a+Tropical+Urban+City%2C+Pune%2C+India%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+and+Air+Quality+Research%22%5BJournal%5D)">Comparison of Aerosol Products Retrieved from AERONET, MICROTOPS and MODIS over a Tropical Urban City, Pune, India.</a> Aerosol and Air Quality Research. 13, 107-121 (2013).</li>
<li>Boersma, K. F., de Vroom, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+MODIS+aerosol+observations+over+the+Netherlands+with+GLOBE+student+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Validation of MODIS aerosol observations over the Netherlands with GLOBE student measurements.</a> Journal of Geophysical Research. 111, D20311(2006).</li>
<li>Porter, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Handheld+Sun+Photometer+Measurements+from+Light+Aircraft%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Atmospheric+and+Oceanic+Technology%22%5BJournal%5D)">Handheld Sun Photometer Measurements from Light Aircraft.</a> Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 24, 1588-1597 (2007).</li>
</ol>

저자는 이해관계의 충돌을 선언 하지 않습니다.

이 프로토콜의 첫 번째 단계는 스터디 사이트를 정의 하는 것입니다. 이것은 연구 사이트의 경도와 위도를 찾기 위해 GPS를 사용 하 여 수행 됩니다. 경도 및 위도 값은 방정식 1을 사용 하 여 AOT 계산에 중요 합니다. 측정 하는 동안 태양 광도 계는 태양에서 직접 그리고 단단히 향하게 하는 것이 중요 합니다. 핸드 헬드 태양 광 미터의 상단 브래킷에 있는 작은 구멍은 태양 광도 계에서 LED 검출기에 도달 하는 산란광의 양을 감소 시킵니다. 방정식 1은 산란광이 상단 브래킷의 구멍을 통과 하지 않는다고 가정 하는 근사치입니다. 태양 광도 계가 올바르게 정렬 되 면이 가정에 의해 발생 한 오류는 측정22,23,24의 다른 오류 소스에 비해 무시할 수 있습니다. 태양 광 량 계의 Led는 극한의 온도에 민감합니다. 더운 여름철에는 사용 하지 않을 때는 태양 광 ...

대기에 어로 졸은 공기 중에 부유 하는 분 고체 및 액체 입자 (서브 마이크론에서 밀리미터 크기에 이르기까지)입니다. 일부에 어로 졸은 인간의 활동을 통해 생산 되며 다른 것 들은 자연 공정1,2,4에 의해 생산 됩니다. 대기 중에 어로 졸은 태양 으로부터의 빛과 열 방사선을 산란 또는 흡수 하 여 지구의 표면에 도달 하는 태양 에너지의 양을 줄입니다. 대기에서에 어로 졸의 양은 위치와 시간에 따라 크게 달라 집니다. 대형 먼지 폭풍, 야생 화재 또는 화산 폭발5,7,8등의 이벤트로 인해 시즌 및 연간 변경 뿐만 아니라 에피소드 변경 사항이 있습니다.
에 어로 졸이 기후와 공중 보건에 미치는 영향은 현재 환경 연구에서 지배적인 주제 중 하나입니다. 에 어로 졸은 햇빛 으로부터 빛과 열을 산란 시키거나 흡수 하 여 날씨에 영향을 미치며, 구름 형성 시 응축 핵으로 작용 합니다. 에 어로 졸은 또한 공기 중의 병원 체의 분산에 역할을 하며 호흡기 및 심혈 관 질환을 일으키거나 강화할 수 있습니다. 에 어로 졸 광학 두께 (AOT)는이 스프레이에 의해 흡수 되거나 산란 되는 햇빛의 양을 측정 한 것입니다. AOT9,10,11을 모니터링 하기 위한 몇 가지 접지 기반 방법이 있습니다. 지상 기반 AOT 모니터링 시스템 중 가장 큰 것은에 어로 졸 로봇 네트워크 (AERONET) 프로젝트입니다. Aeronet은 이상 400 모니터링 방송국의 네트워크는 전 세계12,13확산. 이 많은 수의 모니터링 스테이션에도 불구 하 고 AOT에 대해 모니터링 되지 않는 전 세계적으로 여전히 큰 간격이 있습니다. 예를 들어, 우리의 연구 사이트에서 가장 가까운 AERONET 네 역은 약 90 킬로미터 떨어져 있습니다. 이 문서는 AERONET 네트 모니터링 스테이션 사이의 격차를 해소 하는 데 사용할 수 있는 휴대용 핸드 헬드 태양 광 미터의 사용을 설명 합니다. 휴대용 핸드헬드 태양 광 미터는 글로벌에 어로 졸 모니터링 네트워크14,15에서 전 세계 학생 들이 사용 하기에 이상적인 도구입니다. 환경 (글로브) 프로그램에 도움이 되는 글로벌 학습과 관찰은 미국과 거의 120의 모든 50 국가에 있는 수천 개의 학교를 통해 그러한 네트워크를 위한 플랫폼을 제공 합니다.16,17 . 글로브 프로그램의 주요 아이디어는 저렴 한 장비를 사용 하 여 환경 매개 변수의 과학적으로 귀중 한 측정을 제공 하기 위해 전 세계의 학생 들을 사용 하는 것입니다. 적절 한 지도와 함께, 학생 및 기타 비 전문가는 AERONET 네트 모니터링 스테이션 사이의 격차를 채우기 위해 핸드 헬드 태양 광 미터의 네트워크를 형성 할 수 있습니다. 핸드 헬드 태양 광 미터의 가장 큰 장점은 세계의 원격 부품에도 촬영 할 수 있다는 것입니다. 다른 소형 및 이동형 계측기와의 AOT 측정은 과거에는 접근 하기 힘든 원격 및 접근이 어려운 분야에서 연구를 수행 하기 위해 성공적으로 사용 되었습니다.17,18
이 연구의 주요 목표는 우리의 XULA 연구 사이트에서 AOT의 연간, 매일 및 시간별 변화를 추적 하 고 근처에 AERONET 네 역에서 측정과 비교 하기 위해 글로브 핸드 헬드 태양 광도 계를 사용 하는 것입니다. 이 문서에서는 9 월 2017에서 8 월 2018까지 12 개월 동안 데이터를 제공 합니다. XULA 사이트에 대해 기록 된 최초의 AOT입니다. 글로브 태양 광 미터는 두 개의 파장, 505 nm 및 625 nm에서 AOT를 측정 합니다. 웨이브 CIS 사이트 6의 AERONET 사이트는 15 개의 서로 다른 파장에서 AOT을 측정 합니다. 우리의 비교를 위해 우리는이 4 파장, 667 nm, 551 nm, 532 nm 및 490 nm에 초점을 맞추고 있습니다. 그들은 세계 태양 광 미터 파장에 가장 가까운 4 개의 AERONET 파장 때문에 우리는이를 선택 했다. 비교를 위해, 우리는 XULA 사이트에 대 한 이러한 파장에서 AOT 값을 추정 했다.
AOT의 측정은 기상 조건이 허용 하는 경우 매일 수행 됩니다. 태양 부근에서 cirrus 구름이 있을 때 수행 되는 측정은 해석에서 제외 됩니다. 표 1 에는 매달 완전히 맑은 하늘이 있었던 일 수가 나와 있습니다. 모두, 찍은 데이터의 약 47%가 제외 되었습니다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>달</td>
			<td>9 월</td>
			<td>Oct</td>
			<td>11 월</td>
			<td>12 월</td>
			<td>1 월</td>
			<td>년 2 월</td>
			<td>마 르</td>
			<td>년 4 월</td>
			<td>수</td>
			<td>Jun</td>
			<td>7 월</td>
			<td>8 월</td>
		</tr>
<tr>
<td>일 수</td>
			<td>18</td>
			<td>20</td>
			<td>16</td>
			<td>15</td>
			<td>15</td>
			<td>15</td>
			<td>16</td>
			<td>15</td>
			<td>18</td>
			<td>15</td>
			<td>15</td>
			<td>16</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: AOT 측정은 하루에 6 회 7:00 (오전 9 시, 오전 11 시, 오전 11:00, 오전 3 시 및 오전 5)에 수행 되었습니다. 플롯에 표시 된 데이터는 태양 정오에서 찍은 월별 평균 AOT 값입니다. 각 측정 시간 동안; 각 채널에 대해 태양광 전압 v 와 어두운 전압 v 의 최소 5 개 값이 촬영 됩니다. 이러한 5 가지 측정에 대 한 평균은 해당 측정 시간의 평균으로 취합니다. 이러한 측정의 오차는 이러한 5 가지 측정의 표준 편차로 계산 됩니다. AOT 값은16아래에 표시 된 방정식을 사용 하 여 얻습니다.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59257/59257eq1.jpg">
V0 은 태양 광 량의 캘리브레이션 상수이 고, R 은 지구 태양 거리를 천체 단위로 하 고, V의어두운 전압은 빛이 차단 된 경우의 상단 브라켓의 구멍을 통과 하는 것을 차단할 때 기록 된 태양 광도 계, V 는 태양 광 량에서 기록 된 태양광 전압이 상단 브래킷의 구멍을 통과 하면 R 은 레일리 산란, p 및 p0 으로 인 한 빛의 감쇠를 나타냅니다. 은 각각 측정 및 표준 대기압이 고, m 은 상대 공기 질량 이다. 상대 공기 질량은 국립 해양 대기 행정 (NOAA)에 의해 제공 되는 데이터 로부터 계산 된다. 온도, 강 우 및 상대 습도와 같은 기타 기상 데이터도 동시에 측정 됩니다. 상기 수학식 1은 오존 으로부터의 광학 두께의 기여도를 포함 한다. AOT 값에 대 한 오존의 효과는 대기 중의 오존 량에 대 한 오존 흡수 계수 및 추정의 표로 작성 된 값에 기초 하 여 계산 된다 (19). Bucholtz20,21 은 표준 대기에 기초한 R 의 표로 된 값을 생성 하였다. 505 nm 채널의 경우 R ≈ 0.13813 및 625 nm 채널의 경우는 ~ 0.05793 이다.
여기에 제시 된 데이터는 길고 지속적인 AOT 측정을 수행 하기 위해 학생 들의 팀을 구성 하는 방법의 예를 나타냅니다. 이 연구에서, 두 개의 학생 팀은 두 개의 독립적으로 보정 된 글로브 핸드 헬드 태양 광 미터를 사용 하 여 우리의 XULA 연구 사이트에서 대기의에 어로 졸 광학 두께의 연간, 일일 및 시간별 변화를 추적 합니다. 이 조사에 사용 된 두 글로브 태양 광 미터는 IESRE에서 구입 한 (지구 과학 연구 및 교육 연구소; 하나는 일련 번호 RG8-989이 있고 다른 한 개는 일련 번호 RG8-990을 가졌다. 두 계측기의 데이터를 결합할 수 있으려면, 회귀 분석이 계약을 확인 하기 위해 수행 되었습니다.

<table><tbody><tr><td>보정 된 GLOBE 휴대용 태양 광도계</td><td>IESRE, USA (GLOBE 태양 광도계) 및 TERNUM, UK (Calitoo 태양 광도계</td><td></td><td>GLOBE 태양 광도계는 505nm 및 625nm에서 AOT를 측정합니다.</td></tr><tr><td>기압계</td><td>임업 공급업체, 미국, Cat# 43316</td><td>43316</td><td>아네로이드 기압계는 940에서 1,060밀리바 사이의 압력 범위를 가진 명확한 눈금을 가져야 합니다.</td></tr><tr><td>GLOBE 구름 차트</td><td>임업 공급업체, 미국 Cat#33485</td><td>33485 무료</td><td>구름 식별 차트는 www.globe.gov 에서 얻습니다.</td></tr><tr><td>습도계</td><td>임업 공급 업체, 미국, Cat# 76254</td><td>76245</td><td>20-95% 범위의 상대 습도를 5%의 정확도로 측정하는 모든 디지털 습도계가 허용됩니다.</td></tr><tr><td>LabQuest2 GPS</td><td>버니어, 미국, Cat LABQ2</td><td>LABQ2</td><td>버니어 LabQuest 2는 내장된 그래프 및 분석 애플리케이션으로 센서 데이터를 수집하는 데 사용되는 독립형 인터페이스입니다. GPS는 내장 센서 중 하나입니다</td></tr><tr><td>Taylor Orchid Thermometer</td><td>Forestry Suppliers, USA Cat# 89129</td><td>89129</td><td></td></tr><tr><td>Watch</td><td>Forestry suppliers, USA, Cat# 39137</td><td>39137</td><td>시계는 디지털이어야 하며 최대 초까지 시간을 측정할 수 있어야 합니다.</td></tr></tbody></table>

글로브 휴대용 태양 광도 계를 이용한 대기의에 어로 졸 광학 두께 측정

Measurement of Aerosols Optical Thickness of the Atmosphere using the GLOBE Handheld Sun Photometer

여기서는 글로브 핸드 헬드 태양 광도 계를 사용 하 여에 어로 졸 광학 두께의 측정을 설명 합니다. 에 어로 졸 광학 두께 (AOT)는 루이지애나 자비에 르 대학에서 측정 하였으며, 29.96 ° N, 90.11 ° W 및 해발 3 m). 측정은 2 개의 상이한 파장, 505 nm 및 625 nm에서 이루어졌다. AOT 측정은 오전 7 시, 오전 9 시, 오전 11:00, 오후 3:00 및 17:00까지 하루에 6 번 수행 되었습니다. 이 문서에 표시 된 데이터는 매월 평균 AOT 값입니다. 각 측정 시간 동안; 각 채널에 대해 태양광 전압 v 와 어두운 전압 v 의 최소 5 개 값이 촬영 됩니다. 이러한 5 가지 측정에 대 한 평균은 해당 측정 시간의 평균으로 취합니다. 온도, 표면 압력, 강 우 및 상대 습도와 같은 기타 기상 데이터도 동시에 측정 됩니다. 전체 프로토콜은 10 ~ 15 분의 시간 범위 내에서 완료 됩니다. 505 nm 및 625 nm에서 측정 된 AOT 값은 667 nm, 551 nm, 532 nm 및 490 nm의 파장에 대 한 AOT 값을 추정 하는 데 사용 됩니다. 측정 되 고 외삽 된 AOT 값은 XULA에서 남쪽으로 약 96 킬로미터에 달하는 웨이브 CIS 사이트 6 (AERONET 넷, 28.87 ° N, 90.48 및 33 m)에서 가장 가까운에 어로 네트 역의 값과 비교 되었다. 이 연구에서 우리는 9 월 2017에서 8 월 2018에 12 개월 기간 동안 AOT의 연간 및 일일 변화를 추적. 우리는 또한 XULA 사이트에서 독립적으로 보정 된 두 개의 글로브 핸드 헬드 태양 광도 계에서 AOT 데이터를 비교 했습니다. 데이터는 두 개의 악기가 우수한 합의에 있음을 보여준다.

글로브 태양 광도 계는 λ = 505 nm 및 λ = 625 nm에서 AOT를 측정 합니다. 웨이브 CIS 사이트 6의 AERONET 사이트는 15 개의 서로 다른 파장에서 AOT을 측정 합니다. 우리의 비교를 위해 우리는에 어로 넷 사이트의 이러한 4 개의 파장에 초점을 맞추고: 667 nm, 551 nm, 532 nm 및 490 nm. 두 개의 역을 비교 하기 위해 우리는 XULA 부 위에 667 nm, 551 nm, 532 nm 및 490 nm에서 AOT를 추정 했습니다. 이것은 XULA 사이트의 옹스트롬 계수를 사용 하 여 수행 됩니다. 임의의 소정의 부 위와 계측기에 대해, 광학 두께 τ, 파장 λ 및 대기 탁도의 β는 앙 스 트 롬의 탁 도와 공식을 통해 연결 된다
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/5925...

여기에 제시 된 방법의 목표는 대기의에 어로 졸 광학 두께를 측정 하는 것입니다. 태양 광도 계는 태양을 가리키며 내장 디지털 전압계에서 얻은 최대 전압 판독값이 기록 됩니다. 대기압 및 상대 습도와 같은 대기 측정도 수행 됩니다.

Here, we describe the measurement of aerosol optical thickness using the GLOBE handheld sun photometer. Aerosol optical thickness (AOT) was measured at ...

이 프로토콜을 사용하여 우리는 대기 과학 커뮤니티에 허용되는 정확도로 휴대용 GLOBE 태양 광미터를 사용하여 대기의 에어로졸 광학 두께를 측정 할 수 있습니다. 이 기술의 장점은 고등학생부터 대학생에 이르기까지 모든 사람이 사용할 수 있다는 것입니다. GLOBE 태양 광미터는 견고하며 원격 및 접근하기 어려운 영역에서 사용할 수 있습니다.에어로졸 광학 두께 프로토콜은 여기에 명확하게 설명되어 있으며 따라하기 쉽습니다. AOT 측정을 할 때 는 항상 쌍으로 작동하는 것이 가장 좋습니다. 시각적 데모는 태양 광계를 태양 광계와 정렬하는 기술을 이해하는 데 도움이됩니다.시야에서 센서 메뉴에서 센서 설정을 선택하고 GPS를 선택하여 GPS를 활성화합니다. GPS가 충분한 위성을 획득하면 위도와 경도 값이 표시됩니다. 그런 다음 데이터를 수집하고 저장을 누릅니다.외부 온도가 실온보다 5도 이상 낮으면 사용하지 않을 때태양 광미터를 열 폼으로 감아 두십시오. 더운 여름철에 측정을 할 때, 사용하지 않을 때는 태양 광계를 그늘에 보관하십시오. 태양 광미터가 실내에서 약 0.03볼트의 안정적인 전압을 생성하고 빛이 검출기를 향할 때 1볼트와 5볼트 사이의 안정적인 전압을 생성하는지 확인합니다.공기 온도를 기록하려면 회전 스위치를 T로 전환하고 볼트 미터의 전압 판독값을 기록합니다. 전압 판독값을 100으로 곱하면 온도온도가 100도 에 들어갑니다. 그런 다음 회전 스위치를 태양 광미터의 녹색 채널로 설정하여 한 사람이 의자에 앉아 테이블에 팔을 놓습니다.상단 브래킷의 구멍을 통과하는 빛이 아래 브래킷의 컬러 점 위에 중앙에 햇빛 지점을 생성할 수 있도록 태양 광미터를 정렬합니다. 두 번째 사람이 볼트 미터의 판독값을 기록하여 점의 태양 자리가 안정되어 있는지 확인하십시오. 전압 판독값이 변동하는 경우 최대 값을 기록합니다.30초 이내에 시간을 기록합니다. 어두운 전압을 얻으려면 앉아있는 사람이 태양 광계를 한 손으로 태양에 정렬 한 손으로 유지한 다음 다른 손에서 손가락으로 상단 브래킷의 구멍을 덮게하십시오. 두 번째 사람이 전압 판독값을 기록하십시오.다음으로 로터리 스위치를 빨간색 채널로 설정하고 반복하여 빛과 어두운 전압을 기록합니다. 녹색 채널에 대한 5개의 전압 판독값과 빨간색 채널의 5가지 전압 판독값을 가져옵니다. 공기 온도를 다시 측정합니다.태양 근처의 구름을 관찰하고 GLOBE 클라우드 차트를 사용하여 관찰된 기능을 확인합니다. 눈에 보이는 서러스 구름때문에 그들의 특성 얇은 wispy 가닥의 관찰하기 쉽습니다. 맑은 날에는 서러스 구름이 보이지 않지만 햇빛 전압 판독값이 0.5볼트 미만인 경우 보이지 않는 서원 구름을 추론하는 것이 좋습니다.상대 습도를 측정하려면 체내에서 팔을 뻗어 히그로미터를 잡습니다. 약 3 분 동안 공중에 두고 먼저 드라이 전구를 읽고 젖은 전구 읽기를합니다. 두 판독값의 차이를 찾아 상대 습도 차트를 사용하여 상대 습도를 설정합니다.그런 다음 기압계를 사용하여 대기압을 측정하고 기록합니다. 측정된 값과 상수를 AOT 방정식에 연결하여 에어로졸 광학 두께를 계산합니다. 12개월 동안 루이지애나 자비에르 대학교에서 측정된 월평균 AOT 값은 2월과 5월에 AOT 피크를 나타냅니다.루이지애나 자비에르 대학의 AOT의 계절적 변화는 12월, 1월, 2월을 겨울로 분류합니다. 3월, 4월, 5월은 봄으로. 6월, 7월, 8월.9월, 10월, 11월가 가을입니다. 추론에 기초하여, 4 파장의 AOT, 667 나노미터, 551 나노미터, 532 나노미터, 490 나노미터, 루이지애나 의 자비에 대학 사이트는 AERONET 역의 데이터와 비교되었다. 화살표는 두 사이트에 대한 2 월과 5 월에 AOT 피크를 보여줍니다.GLOBE 태양 광계의 신뢰성은 서로 독립적으로 보정 된 두 개의 악기를 비교하여 확인되었습니다. 두 태양 광계 사이의 계약은 625 나노미터 녹색 채널보다 505 나노 미터 빨간색 채널에 대해 더 강하다. 이러한 차이점은 빨간색 LED가 녹색 LED보다 온도에 대한 민감도가 강하기 때문입니다.AOT의 일일 변동은 아침에 0.265에서 저녁에 0.06 사이였으며 빨간색 채널의 경우 약 77 %의 변동에 해당합니다. 데이터는 9:00 a.m 0.265의 피크와 3:00 p.m의 또 다른 피크를 보여줍니다.빨간색 채널의 경우 0.182입니다. 녹색 채널도 비슷한 피크를 보였다. 기억해야 할 가장 중요한 것은 이러한 측정이 서러스 구름에 의해 태양이 가려지면 작동하지 않는다는 것입니다.서경 구름이 있으면 AOT에 대한 잘못된 값이 발생할 수 있습니다. 이 후 다음 논리적 단계는 파란색, 녹색 및 빨간색 채널이있는 Calitoo 태양 광계를 사용하여 GLOBE 태양 광미터를 검증하고 두 악기를 AERONET 사이트에 사용하는 것입니다. 현재 전 세계에 400개 이상의 AERONET 모니터링 스테이션이 있지만, 이 것조차도 지구 전체를 덮기에 충분하지 않습니다.저희의 희망은 여기에 설명된 프로토콜을 사용하여 글로브 핸드헬드 태양 광계를 사용하여 AERONET이 남긴 격차를 해소하는 데 사용할 수 있기를 바랍니다.

measurement-aerosols-optical-thickness-atmosphere-using-globe

Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

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빠른 레이저 방법은 잎 열적 특성의 비 침습적과 연락이없는 결정을 촉진 프로빙

방법은 대기 에어로졸 본 활성제의 타겟 추출 및 그들의 임계 미셀 농도 (CMC)를 포함하여 물 절대 농도 및 표면 장력 곡선의 측정을 위해 제공된다.

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글로브 휴대용 태양 광도 계를 이용한 대기의에 어로 졸 광학 두께 측정

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