Meting van aërosolen optische dikte van de atmosfeer met behulp van de GLOBE handheld zon fotometer

Met behulp van dit protocol kunnen we de aerosol optische dikte van de atmosfeer meten met behulp van de handheld GLOBE zonnefotometer met een nauwkeurigheid die aanvaardbaar is voor de atmosferische wetenschap gemeenschap. Het voordeel van deze techniek is dat het kan worden gebruikt door iedereen, van middelbare scholieren tot studenten. De GLOBE zonnefotometer is robuust en kan worden gebruikt in afgelegen en moeilijk toegankelijke gebieden.

De aerosol optische dikte protocollen zijn hier duidelijk beschreven en gemakkelijk te volgen. Bij het nemen van AOT-metingen is het altijd het beste om in paren te werken. Een visuele demonstratie helpt om de techniek te begrijpen van het uitlijnen van de zonnefotometer met de zon.

Activeer de GPS bij het zien door de sensoropstelling in het sensormenu te kiezen en GPS te selecteren. Zodra de GPS voldoende satellieten heeft verworven, worden breedte- en lengtewaarden weergegeven. Druk vervolgens op het verzamelen van gegevens en druk op opslaan.

Als de buitentemperatuur meer dan vijf graden onder de kamertemperatuur ligt, houdt u de zonnefotometer verpakt in thermisch schuim wanneer deze niet in gebruik is. Houd bij het nemen van metingen tijdens hete zomermaanden de zonnefotometer in de schaduw wanneer deze niet in gebruik is. Controleer of de zonnefotometer een stabiele spanning van ongeveer 0,03 volt binnen en tussen één volt en vijf volt produceert wanneer het licht op de detector wordt gericht.

Om de luchttemperatuur vast te leggen, draait u de draaischakelaar naar T en registreert u de spanningsmeting op de voltmeter. Vermenigvuldiging van de spanning met 100 geeft de luchttemperatuur in graden Celsius. Zet vervolgens de draaischakelaar in op het groene kanaal van de zonnefotometer met één persoon die op de stoel zit en zijn of haar armen op de tafel laat rusten.

Lijn de zonnefotometer, zodat het licht dat door het gat op de bovenste beugel produceert een zonlicht plek gecentreerd over de gekleurde stip op de onderste beugel. Laat de tweede persoon de meting op de voltmeter opnemen, zodat de zonnevlek stabiel is op de stip. Als de spanningsmeting fluctueert, registreert u de maximale waarde.

Neem de tijd op binnen 30 seconden. Om de donkere spanning te verkrijgen, laat de persoon zitten houden de zonnefotometer uitgelijnd op de zon met een hand dan de dekking van het gat op de bovenste beugel met een vinger van de andere hand. Laat de tweede persoon de spanningsmeting opnemen.

Stel vervolgens de draaischakelaar in op het rode kanaal en herhaal, het opnemen van licht en donkere spanningen. Verkrijg vijf spanningsmetingen voor het groene kanaal en vijf spanningsmetingen voor het rode kanaal. Meet de luchttemperatuur opnieuw.

Observeer de wolken in de buurt van de zon en gebruik de GLOBE-wolkenkaart om waargenomen functies af te vinken. Zichtbare cirruswolken zijn gemakkelijk te observeren vanwege hun karakteristieke dunne wispy strengen. Op een ogenschijnlijk heldere dag, als de cirruswolken niet zichtbaar zijn, maar de zonlichtspanningsmeting minder dan 0,5 volt is, wordt het aanbevolen om onzichtbare cirruswolken af te leiden.

Om de relatieve vochtigheid te meten, houdt u de hygrometer met een verlengde arm uit de buurt van het lichaam. Laat het in de lucht voor ongeveer drie minuten en neem dan de droge bol lezing eerste, gevolgd door de natte lamp lezing. Zoek het verschil in de twee metingen en gebruik de relatieve vochtigheidsgrafiek om de relatieve vochtigheid vast te stellen.

Gebruik vervolgens een barometer om de atmosferische druk te meten en vast te leggen. Bereken de optische dikte van de aerosol door de gemeten waarden en de constanten in de AOT-vergelijking aan te passen. De maandelijkse gemiddelde AOT waarden gemeten aan de Xavier University of Louisiana over de periode van 12 maanden geven AOT pieken in februari en mei.

De seizoensgebonden variatie van de AOT op de Xavier University of Louisiana site categoriseert december, januari en februari als de winter. Maart, april en mei als lente. Juni, Juli en Augustus als zomer.

September, Oktober, en November als daling. Op basis van extrapolatie, AOT voor vier golflengten, 667 nanometer, 551 nanometer, 532 nanometer, en 490 nanometer, aan de Xavier University of Louisiana site werd vergeleken met de gegevens op de AERONET station. De pijlen tonen de AOT pieken in februari en in mei voor beide sites.

De betrouwbaarheid van de GLOBE zon fotometers werd gecontroleerd door het vergelijken van twee onafhankelijk gekalibreerde instrumenten tegen elkaar. De overeenkomst tussen de twee zonnefotometers is sterker voor het rode kanaal van 505 nanometer dan het groene kanaal van 625 nanometer. Dit verschil komt doordat de rode LED een sterkere temperatuurgevoeligheid heeft dan de groene LED.

De dagelijkse variatie van AOT was tussen 0,265 in de ochtend en 0,06 in de avond voor de rode zender die overeenkomt met ongeveer 77%-variatie. De gegevens tonen een piek om 9:00 a.m. van 0,265 en een andere piek om 15:00 uur.m.

van 0,182 voor het rode kanaal. Het groene kanaal vertoonde vergelijkbare pieken. Het belangrijkste om te onthouden is dat deze metingen niet werken wanneer de zon wordt verduisterd door cirrus wolken.

De aanwezigheid van cirruswolken kan leiden tot valse waarden voor AOT. De volgende logische stap hierna is het gebruik van de Calitoo zonnefotometer met zijn blauwe, groene en rode kanalen om de GLOBE zonnefotometer te valideren en beide instrumenten te gebruiken in de AERONET-sites. Op dit moment zijn er meer dan 400 AERONET meetstations over de hele wereld, maar zelfs deze zijn niet genoeg om de hele planeet te dekken.

Onze hoop is dat de GLOBE handheld zonnefotometers, met behulp van de protocollen hier beschrijven, kan worden gebruikt om de hiaten weggelaten door AERONET te overbruggen.