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Medição de aerossóis de espessura óptica da atmosfera usando o GLOBE portátil Sun Photometer

Published: May 29, 2019 doi: 10.3791/59257
Automatic Translation
1, 1
1Department of Physics, Xavier University of Louisiana

Summary

O objetivo dos métodos aqui apresentados é medir a espessura óptica do aerossol da atmosfera. O fotômetro do sol é apontado no sol e a leitura a maior da tensão obtida em um voltímetro digital em-construído é gravada. Medições atmosféricas como pressão barométrica e umidade relativa também são realizadas.

Abstract

Aqui, nós descrevemos a medida da espessura ótica do aerossol usando o Photometer handheld do sol do globo. A espessura óptica do aerossol (AOT) foi medida na Universidade Xavier de Louisiana (XULA, 29,96 ° N, 90,11 ° W e 3 m acima do nível do mar). As medições foram feitas em dois comprimentos de onda diferentes, 505 nm e 625 nm. As medidas de AOT foram feitas 6 vezes por dia (7 AM, 9 AM, 11 AM, meio-dia solar, 3 PM e 5 PM). Os dados mostrados neste artigo são os valores médios mensais de AOT tomados no meio-dia solar. Durante cada tempo de medição; pelo menos cinco valores da tensão da luz solar v e da obscuridade escura da tensão v são tomados para cada canaleta. A média para estas cinco medições é tomada como a médio para esse tempo de medição. Outros dados meteorológicos tais como a temperatura, a pressão de superfície, a precipitação e a umidade relativa são medidos igualmente ao mesmo tempo. O protocolo inteiro é terminado dentro de um intervalo de tempo de 10 – 15 minutos. Os valores AOT medidos em 505 nm e 625 nm são então utilizados para extrapolar os valores de AOT para comprimentos de onda de 667 nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm. Os valores medidos e extrapolados de AOT foram comparados com os valores da estação AERONET mais próxima no local Wave CIS 6 (AERONET, 28,87 ° N, 90,48 ° W e 33 m acima do nível do mar), que fica a cerca de 96 km ao sul de XULA. Neste estudo, rastreamos as variações anuais e diárias da AOT por um período de 12 meses de setembro de 2017 a agosto de 2018. Também comparamos dados de AOT de dois fotômetros portáteis de sol de mão calibrados do GLOBE no site da XULA. Os dados mostram que os dois instrumentos estão em excelente concordância.

Introduction

Os aerossóis atmosféricos são partículas sólidas e líquidas de minuto (variando de submícron ao tamanho milímetro) suspensas no ar. Alguns aerossóis são produzidos por meio da atividade humana e outros são produzidos por processos naturais1,2,3,4. Os aerossóis na atmosfera reduzem a quantidade de energia solar que alcanga a superfície da terra dispersando ou absorvendo a luz e a radiação térmica do sol. A quantidade de aerossol na atmosfera varia significativamente com a localização e o tempo. Há mudanças sazonais e anuais, bem como mudanças episódicas devido a eventos como grandes tempestades de poeira, incêndios selvagens ou erupções vulcânicas5,6,7,8.

O impacto dos aerossóis no clima e na saúde pública estão entre os temas dominantes na pesquisa ambiental atual. Os aerossóis afetam o tempo dispersando ou absorvendo a luz e a radiação térmica do sol e actuando como núcleos da condensação na formação das nuvens. Os aerossóis também desempenham um papel na dispersão de agentes patogénicos no ar e podem provocar ou melhorar as doenças respiratórias e cardiovasculares. A espessura óptica do aerossol (AOT) é uma medida da quantidade de luz solar que é absorvida ou dispersada por estes aerossóis. Existem vários métodos baseados no solo para monitoramento de AOT9,10,11. O maior do sistema de monitoramento de AOT à base de terra é o projeto de rede robótica de aerossol (AERONET). Aeronet é uma rede de mais de 400 estações de monitoramento espalhadas pelo mundo12,13. Apesar deste grande número de estações de monitoramento, há ainda grandes lacunas em todo o mundo que não são monitorados para AOT. Como exemplo, a estação AERONET mais próxima do nosso site de estudo é de cerca de 90 km de distância. Este papel descreve o uso de um fotômetro handheld portátil do sol que possa ser usado para colmatar as aberturas entre estações de monitoração de Aeronet. O fotômetro handheld portátil do sol é um instrumento ideal para o uso por estudantes em torno do mundo em uma rede global da monitoração do aerossol14,15. A aprendizagem global e as observações para beneficiar o ambiente (Globo) programa fornece uma plataforma para tal rede, através de milhares de escolas em todos os 50 Estados dos Estados Unidos e em quase 120 outros países16,17 . A idéia preliminar do programa do globo é usar estudantes pelo mundo inteiro para fornecer medidas scientifically valiosas de parâmetros ambientais usando o equipamento barato. Com orientação adequada, os alunos e outros não-especializados podem formar redes de fotômetros portáteis de sol para preencher as lacunas entre as estações de monitoramento AERONET. A vantagem a mais grande do fotômetro handheld do sol é que pode ser tomado até mesmo as partes mais remotas do mundo. As medições de AOT com outros instrumentos pequenos e transportáveis têm sido utilizadas com sucesso no passado para realizar estudos de investigação em áreas remotas e de difícil acesso17,18

O objetivo principal deste estudo é usar os fotômetros portáteis de sol da GLOBE para rastrear a variação anual, diária e horária da AOT em nosso site de estudo XULA e comparar com as medições de uma estação AERONET próxima. Este artigo apresenta dados por um período de 12 meses de setembro de 2017 a agosto de 2018. Esta é a primeira vez AOT gravado para o site XULA. O fotômetro do sol do globo mede AOT em dois comprimentos de onda, 505 nanômetro e 625 nanômetro. O site da AERONET no Wave CIS site 6 mede AOT em 15 comprimentos de onda diferentes. Para nossa comparação nós focamos nestes 4 comprimentos de onda, 667 nanômetro, 551 nanômetro, 532 nanômetro e 490 nanômetro. Nós escolhemos estes porque são os 4 comprimentos de onda de AERONET mais próximos aos comprimentos de onda do fotômetro do sol do globo. Para fazer a comparação, extraimos os valores de AOT nesses comprimentos de onda para o site XULA.

As medições de AOT são feitas todos os dias quando as condições meteorológicas permitem. As medições que são feitas quando há nuvens Cirrus dentro da vizinhança do sol são excluídas na análise. A tabela 1 mostra o número de dias em cada mês que tínhamos céus completamente claros. Ao todo, cerca de 47% dos dados tomados foram excluídos.

Mês Setembro Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março Abril Pode Jun Jul Agosto
Número de dias 18 20 16 15 15 15 16 15 18 15 15 16

Tabela 1: as medições de AOT foram feitas 6 vezes ao dia (7:00 am, 9 AM, 11 am, meio-dia solar, 3 AM e 5 am). Os dados mostrados nas parcelas são os valores médios mensais de AOT tomados no meio-dia solar. Durante cada tempo de medição; pelo menos cinco valores da tensão da luz solar v e da obscuridade escura da tensão v são tomados para cada canaleta. A média para estas cinco medições é tomada como a médio para esse tempo de medição. O erro nessas medições é calculado como os desvios padrão dessas cinco medições. Os valores de AOT são obtidos usando a equação mostrada abaixo de16:

Equation 1

V0 é a constante de calibração do fotômetro sol, R é a distância terra-sol em unidades astronômicas, vescuro é a tensão escura gravada quando a luz é bloqueada de passar através do furo no suporte superior do o Fotômetro de Sun, V é a tensão da luz solar gravada do fotômetro do sol quando a luz passa através do furo no suporte superior, umR representa a atenuação da luz devido a espalhamento de Rayleigh, p e p0 são a pressão atmosférica medida e padrão, respectivamente, e m é a massa de ar relativa. A massa relativa do ar é calculada a partir dos dados fornecidos pela Administração Nacional Oceânica e atmosférica (NOAA). Outros dados meteorológicos tais como a temperatura, a precipitação e a umidade relativa são medidos igualmente ao mesmo tempo. A equação 1, como indicado acima, inclui as contribuições da espessura óptica do ozônio. O efeito do ozônio sobre os valores de AOT é calculado com base em valores tabulados do coeficiente de absorção de ozônio e suposições sobre a quantidade de ozônio na atmosfera19. Bucholtz20,21 produziu valores tabulados de R com base em atmosferas padrão. Para o canal 505 nm aR ≈ 0,13813 e para o canal 625 nm é ~ 0, 5793.

Os dados aqui apresentados representam um exemplo de como as equipes de alunos podem ser organizadas para fazer medições de AOT longas e sustentadas. Neste estudo, duas equipes estudantis usaram dois fotômetros portáteis de sol da GLOBE calibrados independentemente para rastrear a variação anual, diária e horária da espessura óptica do aerossol da atmosfera em nosso site de estudo XULA. Os dois fotômetros do sol do globo usados nesta investigação foram comprados do iesre (Instituto para a pesquisa e a instrução da ciência da terra; um teve o número de série RG8-989 e o outro teve o número de série RG8-990). Antes que os dados dos dois instrumentos pudessem ser combinados, uma análise de regressão foi realizada para verificar o acordo

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Protocol

1. operação do fotômetro

Nota: Estes protocolos são melhor feitos por duas pessoas trabalhando juntas. Uma pessoa prende e alinha o fotômetro do sol quando a segunda pessoa gravar as medidas.

  1. Meça a longitude e a latitude para o local usando o GPS. No site, o primeiro passo é ativar o GPS, escolhendo o sensor de set-up a partir do menu do sensor e selecione GPS. Uma vez que o GPS adquiriu satélites suficientes, valores de latitude e longitude serão exibidos. Depois que os valores são exibidos, pressione coletar dados e pressione salvar.
  2. Certifique-se que o fotômetro do sol está funcionando bem. Um fotometro de sol devidamente calibrado deve produzir uma tensão estável de ~ 0, 3 V dentro e até 5 V quando a luz é dirigida sobre o detector. O voltímetro no fotômetro do sol do globo é em-construído no fotômetro do sol
  3. Registre a temperatura do ar. Se utilizar um álcool em termómetro de vidro, dê ao termómetro 3 – 5 min para ajustar à temperatura exterior antes de gravar a leitura estável. Se estiver usando o termômetro embutido do fotômetro do sol, gire o interruptor rotativo para T e registre a leitura da voltagem no voltímetro. A leitura da tensão multiplicada pelo 100 dará a temperatura do ar em graus Célsio naquele tempo.
  4. Ajuste o interruptor giratório ao canal verde do fotômetro do sol.
  5. Tenha uma pessoa alinhe o fotômetro do sol de modo que a luz que passa através do furo no suporte superior produza um ponto da luz solar centrado sobre o ponto colorido no suporte inferior. Para obter melhores resultados, use uma mesa e uma cadeira. A pessoa que alinha o fotômetro do sol deve sentar-se na cadeira e descansar seus/seus braços na tabela a fim obter uma leitura constante.
  6. Tenha a segunda pessoa gravar a leitura no voltímetro. Certifique-se que o ponto do sol é estável no ponto antes de tomar uma leitura. Se a leitura de tensão estiver flutuando, basta gravar o valor máximo mostrado.
  7. Registre a hora em que a leitura foi tirada. O tempo deve ser gravado para os 30 s mais próximos. Um relógio digital serve este propósito melhor do que um analógico.
  8. Obter a tensão escura. Tenha a pessoa que senta-se para baixo mantem o fotômetro do sol alinhado ao sol com uma mão e cobre então o furo no suporte superior com um dedo da outra mão. A segunda pessoa vai gravar a leitura de tensão.
  9. Ajuste o interruptor rotativo para o canal vermelho e repita os passos 1.4 – 1.7.
  10. Repita as etapas 1.4 – 1.8 quatro vezes mais para obter cinco leituras de tensões para o canal verde e cinco leituras de tensão para o canal vermelho
  11. Medir a temperatura do ar novamente como no passo 1,2.

2. coleção de metadados

  1. Use o gráfico de nuvem Globe para observar e gravar as nuvens perto do sol. Isso é feito olhando para o céu e verificando os recursos observados do gráfico de nuvem do GLOBE (https://www.globe.gov/documents/348614/24331082/GLOBE+Cloud+Chart.). As nuvens visíveis do Cirrus são fáceis de observar por causa de seus fios wispy finos característicos. Nuvens de Cirrus invisíveis são inferidos se a leitura de tensão de luz solar em um dia aparentemente claro é inferior a 0,5 V.
    1. Use um higrômetro para medir e gravar a umidade relativa: Segure o higrômetro com um braço estendido longe do corpo, deixe-o no ar por cerca de 3 minutos, e depois tomar a leitura bulbo seco primeiro seguido pela leitura bulbo molhado. Encontre a diferença nas duas leituras e use o gráfico de umidade relativa para estabelecer a umidade relativa
    2. Use um barómetro para medir e gravar a pressão atmosférica.
  2. Calcule AOT conectando os valores medidos e as constantes na equação 1 dada acima.

3. regulação da temperatura

Nota: A eletrônica do fotômetro do sol é sensível à temperatura. Para obter o desempenho ideal, as etapas a seguir são recomendadas.

  1. Se a temperatura exterior é mais de 5 graus abaixo da temperatura ambiente, mantenha o fotômetro do sol envolvido na espuma térmica quando não no uso.
  2. Ao tomar medidas durante os meses quentes do verão, mantenha o fotômetro do sol na máscara quando não no uso.

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Representative Results

O fotômetro do sol do globo mede AOT em λ = 505 nanômetro e λ = 625 nanômetro. O site da AERONET no Wave CIS site 6 mede AOT em 15 comprimentos de onda diferentes. Para nossa comparação nós focamos nestes 4 comprimentos de onda do local de AERONET: 667 nanômetro, 551 nanômetro, 532 nanômetro e 490 nanômetro. Para fazer uma comparação entre as duas estações, extraimos AOT a 667 nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm para o site XULA. Isso é feito usando os coeficientes Angstrom do site da XULA. Para qualquer local e instrumento, a espessura óptica τ, o comprimento de onda λ e o coeficiente de turbidez atmosférico β são conectados através da fórmula de turbidez de Angstrom

Equation 22

Onde α é o expoente do Angstrom. α e β são independentes do comprimento de onda em que a espessura óptica é medida. São parâmetros que descrevem a atmosfera que está sendo medida. Dado AOT em dois comprimentos de onda diferentes (λ1 = 505 nanômetro e λ2 = 625 nanômetro, para nosso PHOTOMETER do sol), e o AOT medido (τ1 e τ2), o α do expoente do Angstrom para o local do xula é calculado de a equação,

Equation 33

O AOT (τ3) em um terceiro comprimento de onda, λ3 pode ser EXTRAPOLADO para as mesmas condições atmosféricas do xula usando a equação:

Equation 44

τ1e λ1 podem ser substituídos por τ2 e λ2 na equação 4 para obter o mesmo valor para τ3. Esse cálculo é usado para comparar os valores de τ obtidos por dois instrumentos que usam comprimentos de onda diferentes. Idealmente, os dois instrumentos devem ser utilizados na mesma localidade. No nosso caso, deve-se notar que os dois instrumentos foram ~ 96 km de distância.

Figure 1
Figura 1: uma amostra dos valores médios diários de AOT para os canais vermelho e verde medidos em XULA, calculados usando a equação 1. A figura mostra os dados para o mês de outubro somente. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

A Figura 1 mostra uma amostra dos valores de AOT médios diários típicos calculados usando a equação 1. Esta figura mostra os dados de AOT para o verde e os canais vermelhos do fotômetro do sol do globo para o mês de outubro.

Figure 2
Figura 2: variação sazonal da AOT. (a) variação dos valores médios mensais de AOT medidos em xula durante o período de 12 meses. Os valores de AOT foram medidos em comprimentos de onda 625 nm e 505 nm. A correção de ozônio foi aplicada a esses dados. As barras de erro mostram o desvio padrão das cinco medições tomadas para cada tempo de medição. As setas mostram os picos de AOT em fevereiro e em maio. (b) variação sazonal da AoT no sítio xula. As estações foram categorizadas thusly: inverno (DEC, Janeiro, e fevereiro), mola (março, abril, maio), verão (junho, julho, agosto) e queda (Sept, outubro, novembro). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

A Figura 2a mostra a variação do AOT mensal médio medido em xula durante o período de 12 meses. Correções médias de espessura óptica de ozônio de-0, 1 e-0, 3 foram aplicadas aos valores de espessura óptica de 505 nm e 625 nm, respectivamente. Os dados mostram que o AOT medido no comprimento de onda 505 nm (luz verde) caiu continuamente de setembro a Janeiro e, em seguida, atingiu o pico em fevereiro. O AOT medido em comprimento de onda 625 nm (luz vermelha) seguiu uma tendência semelhante, mas atingiu um mínimo em dezembro e começou a subir para Janeiro e fevereiro. AOT medido em 505 nm é em média maior do que AOT medido em 625 nm. A Figura 2b mostra os valores médios de AOT por estação. As estações foram categorizadas da seguinte forma: inverno (Dezembro, Janeiro e fevereiro), Primavera (março, abril e maio), verão (junho, julho e agosto) e outono (setembro, outubro e novembro). O verão teve a maior média de AOT e o inverno teve a menor média de AOT. Altos valores de AOT durante os meses de Verão pode ser devido ao aquecimento da superfície da terra devido às altas temperaturas do ar. A terra morna aumenta a taxa de evaporação. As gotas e cristais de gelo que se formam quando este vapor de água congela ou condensa aumenta os aerossóis na atmosfera. Os baixos valores de AOT nos meses de inverno podem ser devido à eliminação da nuvem e aos processos da lavagem da chuva para fora como os meses do inverno são associados igualmente com a precipitação elevada.

Figure 3
Figura 3: comparação entre XULA e AERONET. (a) AOT extrapolado na xula. Esses valores de AOT foram extrapolados para 4 comprimentos de onda (667 nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm) usando a equação 3. (b) AERONET AOT nos mesmos comprimentos de onda. Os dados AERONET aqui utilizados são classificados como nível 2,0. Algoritmos de triagem de nuvem e correção de ozônio e foram aplicados automaticamente aos dados. As barras de erro no painel b baseiam-se na incerteza mínima de 0, 2 unidades AOT para o nível 2,0 AERONET dados25. As setas mostram os picos de AOT em fevereiro e em maio para ambos (a) e (b). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Para fazer uma comparação entre o site XULA e o site AERONET, extraimos valores de AOT em comprimentos de onda 667 nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm para o site XULA. Isso foi feito usando a equação 3 acima. A Figura 3a mostra a AOT extrapolada em xula para os comprimentos de onda 667 nm, 551 nm, 532 nm e 490 nm. A Figura 3B mostra a medida AERONET AOT nos mesmos comprimentos de onda. Esses dados mostram boa concordância qualitativa, mas, considerando a distância entre os dois sítios, não há justificativa para comparações mais quantitativas. Embora tenhamos observado picos em fevereiro e maio, a média de AOT para os meses de inverno e primavera foi a mais baixa. Isso sugere que esses picos são devidos a alguns eventos aleatórios. Esses eventos podem ser qualquer coisa desde fumaça de incêndios florestais e atividades agrícolas em Estados vizinhos a aerossóis vindos de todo o Golfo do México. Exige medidas para que muitas estações sejam definitivas sobre a causa dos picos de AOT em maio e em fevereiro.

Figure 4
Figura 4: curvas de regressões lineares para valores de AOT de dois fotometros portáteis diferentes no sítio XULA. Números de série RG-989 e RG-9990. (a) 625 nm e (b) 505 nm. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Verificamos a confiabilidade dos fotômetros Sun GLOBE comparando dois instrumentos independentes calibrados uns contra os outros. A Figura 4 mostra os dados de AOT do fotômetro do sol do globo com número de série RG8-989 e outro com número de série RG8-990. A figura mostra que a concordância entre os dois fotômetros de sol é mais forte para o canal de 505 nm do que o canal 625 nm. O valor do R-squared para o canal 505 nm (verde) foi de 95,3% e a inclinação da linha de regressão linear entre os dois fotômetros de sol foi de 0,89. Para o canal 625 nm (vermelho), o R-squared foi de 91,6% e a linha de regressão linear de inclinação foi de 0,82. O acordo sobre o canal vermelho é menor por causa dos efeitos do aquecimento no LED vermelho. O LED vermelho é mais sensível à temperatura do que o LED verde. O acordo para ambos os canais é melhorado quando os coletores de dados controlam a exposição do instrumento à luz solar direta entre medidas.

Figure 5
Figura 5: variabilidade diurna dos valores médios de AOT por hora calculados ao longo do período de 12 meses. O tempo mostrado no gráfico é a hora local. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

A Figura 5 mostra a variação horária da AoT média ao longo do período de 12 meses. Cada ponto de dados foi uma média de 194 medições. A variação diária foi entre 0,265 da manhã e 0, 6 à noite para o canal 505 nm, o que corresponde a cerca de 77% de variação. Os dados mostram um pico em 9:00 AM de 0,265 e um outro pico em 3:00 PM de 0,182 para o canal de 505 nm. O canal 625 nm apresentou picos semelhantes. Mesmo que estes tempos coincidiram com as horas de pico de tráfego em Nova Orleans, mais investigações são necessárias para estabelecer se os picos são unicamente devido às emissões de veículos.

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Discussion

A primeira etapa neste protocolo é definir o local do estudo. Isto é feito usando um GPS para encontrar a longitude e a latitude do local do estudo. Os valores de longitude e Latitude são críticos no cálculo da AOT usando a equação 1. Durante a medição, é crucial que o fotômetro sol é apontado diretamente e firmemente ao sol. O furo minúsculo no suporte superior do fotômetro handheld do sol reduz a quantidade de luz dispersada que alcanga os detectores do diodo emissor de luz no fotômetro do sol. A equação 1 é uma aproximação que supõe que nenhuma luz dispersa passa através do furo no suporte superior. Se o fotômetro sol está alinhado corretamente, o erro introduzido por esta suposição é insignificante comparado a outras fontes de erro na medida22,23,24. Os LEDs no fotometro sol são sensíveis a temperaturas extremas. Durante os meses quentes do verão, o fotômetro do sol deve ser mantido na máscara quando não no uso. Durante os meses frios do inverno, o fotômetro do sol deve ser envolvido no pano térmico protetor entre medidas. Em ambientes extremamente frios, a proteção térmica deve ser usada ao longo das medições. Quando operando normalmente, o fotômetro do sol deve ler alguns milivolts no escuro e entre 1,0 V e 3,0 V quando apontado diretamente ao sol. Medições com o fotometro sol são confiáveis quando o sol está livre de qualquer nuvens. Vestindo óculos de sol com um tom castanho-avermelhado vai ajudar a detectar nuvens fracas que são de outra forma invisível para o olho necked25,26.

A AOT calculada a partir da equação 1 deve ser corrigida para a contribuição do ozônio para a AOT. Isto é feito subtraindo ~ 0, 1 e ~ 0, 3 dos valores AOT calculados para os canais verde e vermelho, respectivamente22. Quando estes protocolos são seguidos com cuidado, a exatidão deve ser ~ 0, 2 unidades AOT. Este nível de precisão nos permite ignorar quaisquer contribuições para AOT devido à absorção de vapor de água. Os protocolos dados acima são simples e podem ser seguidos por estudantes do ensino médio para o nível universitário. O fotômetro handheld do sol usa os diodos emissores de luz que são baratos e são obtidos facilmente das lojas eletrônicas. O instrumento em si é robusto e não precisa de cuidados especiais.

Presentemente há sobre 400 estações de monitoração de AERONET em torno do mundo, mas mesmo estes não são bastantes para cobrir o planeta inteiro. Os fotômetros handheld do sol, usando os protocolos descritos aqui podem ser usados para colmatar as aberturas deixadas para fora por AERONET. Os milhares de escolas ao redor do globo podem ser organizados para formar uma rede de estações de monitoramento terrestres que são muito mais próximas umas das outras que as estações Aeronet27,28. O fotômetro handheld do sol com os protocolos dados pode igualmente ser usado para validar plataformas de monitoração espaço-baseadas atuais e futuras do aerossol.

Uma das limitações dos protocolos aqui fornecidos é que o alinhamento com o sol é feito manualmente, o que é suscetível a erros humanos. Há igualmente as limitações trazidas aproximadamente pelo projeto do fotômetro handheld baseado diodo emissor de luz do sol. A largura de banda (FWHM) para os detectores de LED é ~ 75 nm que pode causar erros na medição. O outro desafio com os protocolos fornecidos é organizar equipes estudantis para que os dados sejam coletados continuamente e regularmente. Os alunos podem ser motivados para coletar dados, dando-lhes algum crédito para a sua nota final.

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Disclosures

Os autores não declaram conflito de interesses.

Acknowledgments

Este trabalho foi apoiado financeiramente pelo DOD ARO Grant #W911NF-15-1-0510 e National Science Foundation Research iniciação Awards Grant no. 1411209. Expressamos nossa sincera gratidão ao departamento de física e ciência da computação e à divisão de educação na Xavier University of Louisiana.

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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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Medição de aerossóis de espessura óptica da atmosfera usando o GLOBE portátil Sun Photometer
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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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