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Environment

用 GLOBE 手持式太阳测光仪测量大气气溶胶光学厚度

Published: May 29, 2019 doi: 10.3791/59257

Summary

本文介绍的方法的目的是测量大气中的气溶胶光学厚度。太阳测光仪指向太阳, 记录了在内置数字电压表上获得的最大电压读数。还进行了气压和相对湿度等大气测量。

Abstract

在这里, 我们描述了使用 GLOBE 手持式太阳测光仪测量气溶胶光学厚度的方法。在路易斯安那州 Xavier 大学 (XULA、北纬29.96°、西经90.1 °和海拔3米) 测量了气溶胶光学厚度 (AOT)。测量结果是在两个不同的波长, 505 纳米和625纳米。AOT 测量每天进行 6次 (上午7时、9时、上午11时、太阳中午、下午3点和下午 5时)。本文所显示的数据是太阳中午取的每月平均 AOT 值。在每个测量时间;每个通道至少有五个阳光电压v和暗电压v的值。这五个测量的平均值被作为该测量时间的平均值。同时还测量了温度、地表压力、降雨和相对湿度等其他气象数据。整个协议在10–15分钟的时间范围内完成。然后, 测量到的 505 nm 和 625 nm 的 AOT 值被用来推断波长 625 nm、551 nm、551 nm 和 490 nm 的 AOT 值。然后将测量和推断的 AOT 值与位于 XULA 以南约96公里的 WAVE CIS 站点最近的 AERONET 站的数值进行比较 (AEROET, 北纬28.87 度, 西经 90.48°, 高于海平面约96米)。在这项研究中, 我们跟踪了从2017年9月到 2018年8月12个月的年度和每日变化。我们还比较了 XULA 站点上两个独立校准的 GLOBE 手持太阳测光仪的 AOT 数据。数据显示, 这两种工具意见一致。

Introduction

大气气溶胶是悬浮在空气中的微小固体和液体颗粒 (从亚微米到毫米大小不等)。有些气溶胶是通过人类活动产生的, 而另一些是通过自然过程1234产生的。大气中的气溶胶通过散射或吸收来自太阳的光和热辐射, 减少了到达地球表面的太阳能量。大气中的气溶胶量随位置和时间的不同而有很大差异。由于大沙尘暴、野火或火山爆发等事件, 有季节性和年度变化以及偶发变化, 5678

气溶胶对气候和公共卫生的影响是当前环境研究的主要议题。气溶胶通过散射或吸收来自太阳的光和热辐射以及在云的形成过程中充当冷凝核来影响天气。气溶胶也在空气中传播病原体方面发挥作用, 它们可引起或加强呼吸道和心血管疾病。气溶胶光学厚度 (AOT) 是测量这些气溶胶吸收或散射的阳光量的指标。有几种地面方法来监测 aot91011。最大的地面 AOT 监测系统是气溶胶机器人网络 (AERONET) 项目。Aeroet 是一个由400多个监测站组成的网络, 分布在世界各地的 1213个。尽管监测站数量如此之多, 但全世界仍有很大的差距, 没有对 AOT 进行监测。例如, 离我们的研究地点最近的 AERONET 站大约有90公里。本文介绍了一种便携式手持式太阳测光仪的使用情况, 该测光仪可用于弥补 AERONET 监测站之间的间隙。便携式手持式太阳测光仪是全球 1415、15全球气溶胶监测网络学生使用的理想仪器。通过美国所有50个州和近120个其他国家的数千所学校, 全球学习和观察造福环境 (globe)方案为这一网络提供了一个平台.GLOBE 计划的主要思想是利用世界各地的学生, 使用廉价的设备提供科学上有价值的环境参数测量。在适当的指导下, 学生和其他非专业人员可以组成手持式太阳测光仪网络, 以填补 AERONET 监测站之间的空白。手持式太阳测光仪最大的优点是, 即使是世界上最偏远的地方, 也可以把它带到最偏远的地方。Aot 测量与其他小型和可移动仪器已成功地用于在偏远和难以进入地区进行研究 17,18

这项研究的主要目的是使用 GLOBE 手持太阳测光仪在我们的 XULA 研究现场跟踪 AOT 的年、日和每小时变化, 并与附近 AERONET 站的测量结果进行比较。本文件介绍了2017年9月至 2018年8月12个月期间的数据。这是 XULA 网站首次记录 AOT。GLOBE 太阳测光仪测量 AOT 的波长为505纳米和625纳米。波 CIS 站点6的 AERONET 站点测量15个不同波长的 AOT。为了我们的比较, 我们关注这4个波长, 667 纳米, 551 纳米, 551 纳米和490纳米。我们之所以选择这些, 是因为它们是距离 GLOBE 太阳光光度计波长最近的 4个 AERONET 波长。为了进行比较, 我们在 xula 站点的这些波长上推断了 AOT 值。

在天气情况允许的情况下, 每天都会对 AOT 进行测量。在分析中排除了在太阳附近有卷云时进行的测量。表 1显示了我们天空完全晴朗的每个月的天数。总共约47% 的数据被排除在外。

9 月 10月 11 月 12 月 1月 2月 三月 四月 可能 七月 八月
天数 18 20 16 15 15 15 16 15 18 15 15 16

表1:ot 测量每天进行 6次 (7:00、上午9点、上午11:00、太阳能中午、凌晨3点和凌晨 5点).图中显示的数据是太阳中午取的月平均 AOT 值。在每个测量时间;每个通道至少有五个阳光电压v和暗电压v的值。这五个测量的平均值被作为该测量时间的平均值。这些测量中的误差是作为这五个测量值的标准偏差计算的。AOT 值是使用下面所示的公式获得的:

Equation 1

V0 是太阳测光仪的校准常数, r是以天文为单位的地球-太阳距离, v是光被阻挡通过顶部支架上的孔时记录的暗电压。太阳测光仪, v是当光线通过顶部支架上的孔时, 从太阳测光仪记录的阳光电压, r 表示瑞利散射、 p 和 p 0 引起的光衰减分别是测量到的和标准的大气压力, m是相对的气团。相对气团是根据国家海洋和大气管理局 (诺阿) 提供的数据计算的。还同时测量了温度、降雨量和相对湿度等其他气象数据。上述公式1包括臭氧对光学厚度的贡献。臭氧对 AOT 值的影响是根据臭氧吸收系数的表格值和对大气中臭氧量的假设计算的,19。Bucholtz20,21基于标准大气生成了r 的表格值。对于 505 nm 通道r 0.13813 和 625 nm 通道, 它是 ~ 0.05793。

这里提供的数据是如何组织学生团队进行长时间和持续的 AOT 测量的一个例子。在这项研究中, 两个学生团队使用两个独立校准的 GLOBE 手持太阳测光仪来跟踪我们的 XULA 研究地点大气气溶胶光学厚度的年、日和每小时变化。本次调查中使用的两个地球太阳测光仪是从 IESRE (地球科学研究和教育研究所) 购买的; 一个是序列号 RG8-989, 另一个是序列号 RG8-990)。在将这两个文书的数据合并起来之前, 进行了回归分析, 以确定协议

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Protocol

1. 测光仪操作

请注意:这些协议最好由两个人一起工作来完成。一个人持有和对齐太阳测光仪, 而第二个人记录测量结果。

  1. 使用 GPS 测量站点的经度和纬度。在现场, 第一步是通过从传感器菜单中选择传感器设置并选择 GPS 来激活 GPS。一旦全球定位系统获得了足够的卫星, 将显示纬度和经度值。一旦显示值, 按收集数据, 然后按保存。
  2. 确保太阳测光仪工作正常。正确校准的太阳测光仪在室内应产生 ~ 0.03 V 的稳定电压, 当光线照射到探测器时, 电压应高达 5 V。地球太阳测光仪上的电压表是建立在太阳测光仪上的
  3. 记录空气温度。如果在玻璃温度计中使用酒精, 请在记录稳定读数之前, 给温度计3-5分钟以适应外部温度。如果使用太阳测光仪内置的温度计, 将旋转开关转到 T 并记录电压表上的电压读数。电压读数乘以100将给空气温度在当时的摄氏度。
  4. 将旋转开关设置为太阳测光仪的绿色通道。
  5. 让一个人对齐太阳测光仪, 使通过顶部支架上的孔的光线产生一个阳光点, 以底部支架上的彩色点为中心。为了获得最佳效果, 请使用一张桌子和一把椅子。对齐太阳测光仪的人应该坐在椅子上, 把胳膊放在桌子上, 以便获得稳定的读数。
  6. 让第二个人在电压表上记录读数。在阅读之前, 一定要确保太阳黑子在点上是稳定的。如果电压读数波动, 只需记录显示的最大值。
  7. 记录阅读的时间。时间必须记录到最近的30秒。数字手表比模拟手表更适合这一目的。
  8. 获取暗电压。让坐下的人用一只手保持太阳的测光仪与太阳对齐, 然后用另一只手的手指覆盖顶部支架上的洞。第二个人将记录电压读数。
  9. 将旋转开关设置为红色通道, 然后重复步骤 1.4-1.7。
  10. 重复步骤 1.4-1.8 4次, 以获得绿色通道的5个电压读数和红色通道的5个电压读数
  11. 再次测量空气温度, 如步骤1.2 所示。

2. 元数据的收集

  1. 使用地球云图观察和记录太阳附近的云。这是通过观察天空并检查从 GLOBE 云图 (https://www.globe.gov/documents/348614/24331082/GLOBE+Cloud+Chart) 中观察到的特征来实现的。可见的卷云很容易被观察到, 因为它们具有独特的薄细链。如果在明显晴朗的日子里阳光电压读数小于 0.5 V, 则推断看不见的卷云。
    1. 使用湿度计测量和记录相对湿度: 用伸出的手臂将湿度计与身体保持距离, 将其留在空气中大约 3分钟, 然后先进行干球读数, 然后进行湿球读数。找出两个读数的差异, 并使用相对湿度图来确定相对湿度
    2. 使用气压计测量和记录大气压力。
  2. 通过将测量值和常数插入上述公式1来计算 AOT。

3. 温度调节

请注意:太阳测光仪的电子特性对温度很敏感。为了获得最佳性能, 建议执行以下步骤。

  1. 如果室外温度低于室温 5度, 请在不使用时将太阳测光仪包裹在热泡沫中。
  2. 在炎热的夏季进行测量时, 不要使用时, 要将太阳测光仪放在阴凉处。

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Representative Results

GLOBE 太阳测光仪测量 AOT 在 = 505 nm 和 = 625 nm。波 CIS 站点6的 AERONET 站点测量15个不同波长的 AOT。为了我们的比较, 我们关注的是 AERONET 站点的这4个波长: 667 纳米、551纳米、551纳米和490纳米。为了比较这两个站, 我们推断了 XULA 站点的 AOT 为667纳米、551纳米、551纳米和490纳米。这是使用 XULA 站点的角度系数完成的。对于任何给定的地点和仪器, 光学厚度、波长和大气浊度系数β通过安格斯特罗姆的浊度公式连接在一起

Equation 2(3)

其中α是安格斯特罗姆的指数。αβ与测量光学厚度的波长无关。它们是描述被测量大气层的参数。给定 AOT 在两个不同的波长 (1 = 505 nm 和 2 = 625 nm, 为我们的太阳测光仪), 和测量 aot (1 2), 角度指数α为 xula 站点的计算自 方程,

Equation 3(2)

在第三个波长的 AOT (3), 3 可以使用该方程为相同的 xula 大气条件外推:

Equation 4(2)

11 可以用方程4 中的2和2 替换, 以获得相同的值。此计算用于比较使用不同波长的两种仪器获得的值。理想情况下, 这两种仪器必须在同一地点使用。在我们的例子中, 必须指出的是, 这两个仪器之间的距离约96公里。

Figure 1
图 1: 使用公式1计算的在 XULA 测量的红色和绿色通道的每日平均 AOT 值的样本.该图仅显示10月份的数据。请点击这里查看此图的较大版本.

图 1显示了使用公式1计算的典型每日平均 aot 值的示例。此图显示了 10月份 globe 太阳测光仪的绿色和红色通道的 AOT 数据。

Figure 2
图 2: AOT 的季节变化.(a) 12个月期间在 xula 中测量的每月平均 aot 值的变化。AOT 值是在波长625纳米和505纳米的情况下测量的。对这一数据进行了臭氧校正。误差条显示了每个测量时间所进行的五个测量的标准偏差。箭头显示 AOT 峰值在2月和5月。(b) xula 站点 aot 的季节性变化。季节分为冬季 (12月、1月、2月)、春季 (3月、4月、5月)、夏季 (6月、7月、8月) 和秋季 (9月、10月、11月)。请点击这里查看此图的较大版本.

图 2a显示了在12个月期间在 xula 中测量的平均每月 aot 的变化。对505纳米和625纳米光学厚度值分别应用了-0.01 和-0.03 的平均臭氧光学厚度校正。数据显示, 在 505 nm (绿灯) 波长下测量的 AOT 从9月到1月持续下降, 然后在2月达到高峰。在625纳米波长 (红光) 测量的 AOT 也出现了类似的趋势, 但在12月达到了最低限度, 并在1月和2月开始上涨。在505纳米测量的 AOT 平均高于在625纳米测量的 AOT。图 2b显示了每个季节的平均 aot 值。季节分类如下: 冬季 (12月、1月和 2月)、春季 (3月、4月和 5月)、夏季 (6月、7月和 8月) 和秋季 (9月、10月和 11月)。夏季平均 AOT 最高, 冬季平均 AOT 最低。夏季 AOT 值较高的原因可能是由于空气温度高导致地球表面变暖。温暖的地球增加了蒸发的速度。当水蒸气结冰或凝结时形成的水滴和冰晶会增加大气中的气溶胶。冬季 AOT 值较低, 可能是由于清除云和雨水冲灭过程造成的, 因为冬季也与高降雨量有关。

Figure 3
图 3: xula 和 AERONET 的比较.(a) xula 的 aot。这些 AOT 值使用方程3为4个波长 (667 纳米、551 nm、551 nm 和 490 nm) 推断。(b) 波长相同的 aeronet aot。此处使用的 AERONET 数据被归类为2.0 级数据。云筛选和臭氧校正算法, 并自动应用于数据。面板 b 中的误差条基于 2.0 AERONET 级别数据25的 0.02 aot 单位的最小不确定性。箭头显示 (a) 和 (b) 的 AOT 峰值在2月和5月。请点击这里查看此图的较大版本.

为了比较 XULA 站点和 AEROET 站点, 我们推断了 XULA 站点的 AOT 值的波长为 667 nm、551 nm、551 nm 和 490 nm。这是用上面的方程3完成的。图 3a显示了波长667纳米、551纳米、551纳米和490纳米的 xula 外推 aot。图 3b显示了相同波长的测量 AERONET AOT。这些数据显示出良好的质量一致性, 但考虑到两个地点之间的距离, 没有理由进行更多的数量比较。尽管我们在2月和5月观察到高峰, 但冬季和春季的平均 AOT 是最低的。这表明这些峰值是由一些随机事件引起的。这些事件可能是任何事情, 从森林火灾和邻近国家的农业活动的烟雾, 到来自墨西哥湾各地的气溶胶。它需要对许多季节的测量结果确定5月和 2月 AOT 峰值的原因。

Figure 4
图 4: XULA 站点上两个不同手持式太阳测光仪的 AOT 值的线性回归曲线.序列号 RG-989 和 RG-9990。(a) 625 海里和 (b) 505 纳米。请点击这里查看此图的较大版本.

我们通过比较两个独立校准的仪器来检查 GLOBE 太阳测光仪的可靠性。图 4显示了来自 globe 太阳测光计的 aot 数据, 序列号为 rg8-989, 另一个数据的序列号为 RG8-990。该图显示, 两个太阳测光仪之间的协议对于505纳米通道比625纳米通道更强。505 nm (绿色) 通道的 r 平方值为 95.3%, 两个太阳测光仪之间的线性回归线斜率为0.89。625纳米 (红色) 通道的 r 平方为 91.6, 斜率线性回归线为0.82。由于加热对红色 LED 的影响, 关于红色通道的协议较低。红色 LED 比绿色 LED 对温度更敏感。当数据收集器控制仪器在两次测量之间的阳光直射时, 这两个通道的协议就会得到改进。

Figure 5
图 5: 12个月期间计算的 AOT 每小时平均值的日变异性.图表上显示的时间是本地时间。请点击这里查看此图的较大版本.

图 5显示了 aot 在12个月期间的每小时平均变化。每个数据点的平均测量值为194个。505纳米通道的日变化在上午0.265 和晚上0.265 之间, 约为77% 的变化。数据显示 505 nm 通道上午9点的峰值为 0.265, 下午3点的峰值为0.265。625纳米通道显示出类似的峰值。尽管这些时间恰逢新奥尔良的交通高峰时段, 但还需要进行更多的调查, 以确定这些高峰是否完全是由于车辆排放造成的。

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Discussion

此协议的第一步是定义研究站点。这是通过使用 GPS 来查找研究地点的经度和纬度来完成的。在使用方程1计算 AOT 时, 经纬值是至关重要的。在测量过程中, 太阳测光仪直接而牢固地指向太阳是至关重要的。手持式太阳测光仪顶部支架上的小孔减少了在太阳测光仪中到达 LED 探测器的散射光量。公式1是一个近似值, 假定没有散射光通过顶部支架的孔。如果太阳测光仪对齐得当, 则与测量222324中的其他误差源相比, 此假设引入的误差可以忽略不计。太阳测光仪中的 Led 对极端温度非常敏感。在炎热的夏季, 太阳测光仪在不使用时必须保存在阴凉处。在寒冷的冬季, 太阳测光仪必须用保护热布包裹在测量之间。在极其寒冷的环境中, 必须在整个测量过程中使用热保护。在正常工作时, 太阳测光仪应在黑暗中读取几毫伏, 当直接指向太阳时, 在 1.0 v 和 3.0 v 之间。当太阳清除任何云层时, 用太阳测光仪测量是可靠的。戴着带有赤褐色的太阳镜, 将有助于探测到微弱的云, 否则脖子上的眼睛是看不见的 25,26。

根据公式1计算的 AOT 必须针对臭氧对 AOT 的贡献进行更正。这是通过从分别为绿色和红色通道计算的 AOT 值中减去 ~0.01和 ~ 0.03 来实现的。当这些协议被仔细遵循时, 精度应为 ~ 0.02 AOT 单位。这种精度水平使我们能够忽略由于水蒸气吸收而对 AOT 的任何贡献。以上给出的协议很简单, 从中学到大学的学生都可以遵循。手持式太阳测光仪使用的 Led 价格低廉, 很容易从电子商店获得。仪器本身是坚固的, 不需要特别照顾。

目前, 全球有 400多个 AERONET 监测站, 但即使是这些监测站也不足以覆盖整个地球。手持式太阳测光仪, 使用这里描述的协议可以用来弥合 AEROET 留下的缝隙。全球成千上万的学校可以组织起来, 形成一个地面监测站网络, 比 aeronet 站2728 更接近。具有给定协议的手持式太阳测光仪也可用于验证当前和未来的天基气溶胶监测平台。

这里给出的协议的局限性之一是, 与太阳的对齐是手动完成的, 这很容易受到人为错误的影响。基于 LED 的手持式太阳测光仪的设计也带来了一些限制。LED 探测器的带宽 (FWHM) 为 ~ 75 nm, 这可能会导致测量中的错误。给定协议的另一个挑战是组织学生团队, 以便持续和定期地收集数据。学生可以通过在最后的成绩上给予一些肯定来激励他们收集数据。

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Disclosures

提交人声明没有利益冲突。

Acknowledgments

这项工作得到了国防部反洗钱 #W911NF----1-01910年赠款和第111209号赠款下的国家科学基金会研究启动奖的财政支持。我们向路易斯安那州 Xavier 大学物理和计算机科学系以及教育司表示衷心感谢。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
A Calibrated GLOBE handheld sun photometer IESRE, USA (GLOBE sun photometer) and TERNUM, UK (Calitoo sun photometer The GLOBE sun photometer measures AOT at 505 nm and 625nm.
Barometer Forestry suppliers, USA, Cat# 43316 43316 The aneroid barometer must have a clear scale with a pressure range between 940 and 1,060 millibars.
GLOBE cloud chart Forestry Suppliers, USA Cat#33485 33485 A free cloud identification chart is obtained from www.globe.gov.
Hygrometer Forestry suppliers, USA, Cat# 76254 76245 Any digital hygrometer which measures relative humidity in the range of 20-95% with an accuracy of 5% is acceptable.
Labquest2 GPS Vernier, USA, Cat LABQ2 LABQ2 Vernier LabQuest 2 is a standalone interface used to collect sensor data with its built-in graphing and analysis application. GPS is one of its built-in sensors
Taylor Orchid Thermometer Forestry Suppliers, USA Cat# 89129 89129
Watch Forestry suppliers, USA, Cat# 39137 39137 The watch must be digital and capable of measuring time up to seconds.

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References

  1. Mondol, P. K., Mamun, M. M. I., Islam, M. M. Construction of an inexpensive sun photometer to measure aerosol optical depth and comparisons between the measured data and satellite observations. American Journal of Remote Sensing. 2 (5), 37-43 (2014).
  2. Toledano, C., et al. Overview of sun photometer measurements of aerosol properties in Scandinavia and Svalbard. Atmospheric Environment. 52, 182-188 (2012).
  3. Aerosol Protocol - GLOBE.gov. , Available from: https://www.globe.gov/documents/348614/e9acbb7a-5e1f-444a-bdd3-acff62b50759 (2019).
  4. Heintzenber, J., et al. The life cycle of the atmospheric aerosol. Topics in atmospheric and terrestrial physics and chemistry. Boutron, F. , ISBN 2-86883-241-5, 2512-70 (1994).
  5. Gong, W., Zhang, S., Ma, Y. Aerosol Optical Properties and Determination of Aerosol Size Distribution in Wuhan, China. Atmosphere. 5, 81-91 (2014).
  6. Cisek, M., et al. Aerosol Optical Depth variations due to local breeze circulation in Kongsfjorden, Spitsbergen. Oceanologia. 59, 422-430 (2017).
  7. Charlson, R. J., et al. Climate forcing by anthropogenic aerosols. Science. 255, 423-430 (1992).
  8. Kohil, E. E., et al. A study of atmospheric aerosol optical properties over Alexandria city. Egypt Journal of Physics Conference. 810, 012033 (2017).
  9. Altaratz, O., Bar-Or, R. Z., Wollner, U., Koren, I. Relative humidity and its effect on aerosol optical depth in the vicinity of convective clouds. Environmental Research Letters. 8, 034025 (2013).
  10. Jung, C. H., Shin, H. J., Lee, J. Y., Kim, Y. P. Sensitivity and Contribution of Organic Aerosols to Aerosol Optical Properties Based on Their Refractive Index and Hygroscopicity. Atmosphere. 7 (65), (2016).
  11. Sharma, N. P., Sapkota, B. K., Bhattarai, B., Kjeldstad, B. Study on Aerosol Optical Depth in winter and Summer Season in Bhaktapur. Journal of the Institute of Engineering. 8 (1), 269-276 (2009).
  12. Mims, F. M. III An international haze-monitoring network for students. Bulletin of the American. Meteorological Society. 80, 1421-1431 (1999).
  13. Mielonen, T., et al. Temperature-dependence of aerosol optical depth over the southeastern US. Atmospheric Chemistry and Physics Discussion. , (2016).
  14. Coakley, J. A., Cess, R. D., Yurevich, F. B. The effect of tropospheric aerosols on the earth’s radiation budget: A parameterization for climate models. Journal of Atmospheric Science. 40, 116-138 (1983).
  15. Stachlewska, I. S., Zawadzka, O., Engelmann, R. Effect of Heat Wave Conditions on Aerosol Optical Properties Derived from Satellite and Ground-Based Remote Sensing over Poland. Remote Sensing. 9, 1199 (2017).
  16. Brooks, D. R. Development of an inexpensive handheld LED-based Sun photometer for the GLOBE program. Journal of Geophysical Research. 106 (5), 4733-4740 (2001).
  17. Sellitto, P., et al. A novel methodology to determine volcanic aerosols optical properties in the UV and NIR and Ångström parameters using Sun photometry. Journal of Geophysical Research Atmospheres. 122 (8), (2017).
  18. Schmid, B., Wehrli, C. Comparison of Sun photometer calibration by use of the Langley technique and the standard lamp. Applied Optics. 34, 45014512 (1995).
  19. Shiobara, M., Spinhirne, J. D., Uchiyama, A., Asano, S. Optical depth measurements of aerosol, cloud and water vapor using sun photometers during theFIRE Cirrus II. Journal of Applied Meteorology. 35, 364-366 (1991).
  20. Aïssani, O., Mokhnache, A. Aerosol size distribution retrieved from optical depth measurements in Tamanrasset and Blida. Revue des Energies Renouvelables. 15 (2), 207-218 (2012).
  21. Bucholtz, A. Rayleigh-scattering calculations for the terrestrial atmosphere. Applied Optics. 34, 2765-2773 (1995).
  22. Brooks, D. R. Monitoring Solar Radiation and Its Transmission through the Atmosphere. The GLOBE Program's Aerosols, Water Vapor, and UVA Monitoring Projects. , (2006).
  23. Holben, B. N., et al. AERONET - A federated instrument network and data archive for aerosol characterization. Remote Sensing of the Environment. 66, 1-16 (1998).
  24. Toledo, F., et al. AOT retrieval procedure for distributed measurements with low-cost Sun photometers. Journal of Geophysical Research Atmospheres. 123, 1113-1131 (2017).
  25. Giles, D. M., et al. 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. Atmospheric Measurement Techniques Discussions. , (2018).
  26. Zawadzka, I., et al. Studies of aerosol optical depth with the use of Microtops II sun photometers and MODIS detectors in coastal areas of the Baltic Sea. Acta Geophysica. 62 (2), 400-422 (2014).
  27. Bovchaliuk, V., et al. Aerosol Microtops II sunphotometer observations over Ukraine. Advances in Astronomy and Space Physics. 3, 46-52 (2013).
  28. More, S., Kumar, P. P., Gupta, P., Devara, P. C. S., Aher, G. R. Comparison of Aerosol Products Retrieved from AERONET, MICROTOPS and MODIS over a Tropical Urban City, Pune, India. Aerosol and Air Quality Research. 13, 107-121 (2013).
  29. Boersma, K. F., de Vroom, J. P. Validation of MODIS aerosol observations over the Netherlands with GLOBE student measurements. Journal of Geophysical Research. 111, D20311 (2006).
  30. Porter, J. N., et al. Handheld Sun Photometer Measurements from Light Aircraft. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 24, 1588-1597 (2007).

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环境科学 第147期 太阳测光仪 气溶胶 气溶胶光学厚度 (AOT) 暗电压 绿色通道 红色通道
用 GLOBE 手持式太阳测光仪测量大气气溶胶光学厚度
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Bradley, M., Gasseller, M.More

Bradley, M., Gasseller, M. Measurement of Aerosols Optical Thickness of the Atmosphere using the GLOBE Handheld Sun Photometer. J. Vis. Exp. (147), e59257, doi:10.3791/59257 (2019).

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