Θέματα Περιβαλλοντικής Έρευνας Μέτρηση ηλιακής ακτινοβολίας με το MFR και μελέτη των δεδομένων με την μέθοδο Langley Μεταπτυχιακό Φυσικής Περιβάλλοντος Χαρούλα Ζηνά

MFR-7=Multifilter Radiometer Περιέχει 7 κανάλια : - broadband nm nm aerosols nm nm aerosols+ozone nm nm aerosols+ozone nm nm aerosols+ozone nm nm aerosols nm nm water vapor

Διαδικασία Τα δεδομένα καταγράφονται στον υπολογιστή με τη μορφή των raw counts(1 count=1mV) Τα δεδομένα καταγράφονται στον υπολογιστή με τη μορφή των raw counts(1 count=1mV) Αναλύονται με το λογισμικό του οργάνου (πρόγραμμα Yesdas) και με κατάλληλους υπολογισμούς πετυχαίνεται: Αναλύονται με το λογισμικό του οργάνου (πρόγραμμα Yesdas) και με κατάλληλους υπολογισμούς πετυχαίνεται: Calibration (τα αποτελέσματα προκύπτουν σε W/m^2-nm) Plotting Plotting Ανάλυση Langley Ανάλυση Langley

Γεωμετρία του MFR Θέση nadir Ολική ακτινοβολία (Global/Total horizontal) O ήλιος αποκόπτεται Διάχυτη ακτινοβολία (Diffused) Το σκιάδιο περιστρέφεται κατά 9ο από την κεντρική Διορθωμένη Διάχυτη ακτινοβολία Direct = Total- Diffused Direct Normal= direct horizontal/cosine(solar zenith angle) Direct horizontal=Total horizontal-Diffuse horizontal Diffuse horizontal=(Total horizontal-Corr.diffused)+Diffused

Μέθοδος Langley lnI = lnIo – τm lnI = lnIo – τm I = Io*exp(-τm) Νόμος Beer-Lambert-Bouguer I = Io*exp(-τm) Νόμος Beer-Lambert-Bouguer Ολικό οπτικό βάθος οπτική αέρια μάζα Εισερχόμενη ακτινοβολία (στο όριο της ατμόσφαιρας) Direct irradiance : ευθεία με αρνητική κλίση Από την ευθεία υπολογίζεται η εισερχόμενη ακτινοβολία Ιο για μηδενική αέρια μάζα και το οπτικό βάθος τ.

Μέθοδος Langley Χρήση προεπιλεγμένου αλγόριθμου Εξέταση των δεδομένων γραφικά και επιλογή των σημείων που θα χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση συμμεταβολής (regression). Εξέταση των δεδομένων γραφικά και επιλογή των σημείων που θα χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση συμμεταβολής (regression). Πρωινές ώρες-απόγευμα, κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών) Η διαδικασία αυτή υπόκειται σε έντονη κριτική καθώς διαφορετικοί αναλυτές μπορεί να καταλήξουν σε διαφορετικά αποτελέσματα 2 < air mass < 6 Βασικός σκοπός είναι να δημιουργηθεί μια μέθοδος εντελώς αυτοματοποιημένη Βασικός σκοπός είναι να δημιουργηθεί μια μέθοδος εντελώς αυτοματοποιημένη

Μέθοδος Langley για τη χρονική περίοδο 15/7/ /10/2001 lnI = lnIo – τm lnI = lnIo – τm

Υπολογίζουμε ποιοτικά την μέση τιμή για το Ιο για μικρά οπτικά βάθη Υπολογίζουμε ποιοτικά την μέση τιμή για το Ιο για μικρά οπτικά βάθη Κανονικοποιούμε την Ιο ως προς την απόσταση Γης-Ηλίου σε αστρονομικές μονάδες Κανονικοποιούμε την Ιο ως προς την απόσταση Γης-Ηλίου σε αστρονομικές μονάδες

Μέθοδος Langley τ total =τ Rayleigh +τ ozone +τ H2O +τ aerosols για λ=500nm 0  1/λ^4 I = Io*exp(-τm) I = Io*exp(-τm)

Μέθοδος Langley Χρήση σταθερού και γραμμικού ανιχνευτή Χρήση σταθερού και γραμμικού ανιχνευτή Λήψη μετρήσεων πρωινές ώρες-απόγευμα, κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών) Λήψη μετρήσεων πρωινές ώρες-απόγευμα, κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών) Επιτυγχάνονται ακριβέστερα αποτελέσματα με τις εξής προϋποθέσεις:

Το MFR παρέχει μεγάλη ακρίβεια στα δεδομένα επειδή: Έχει εξασφαλιστεί σταθερή εσωτερική θερμοκρασία του οργάνου Έχει εξασφαλιστεί σταθερή εσωτερική θερμοκρασία του οργάνου Η συνάρτηση γωνίας του οργάνου προσεγγίζει πολύ καλά την ιδανική γωνιακή απόκριση Η συνάρτηση γωνίας του οργάνου προσεγγίζει πολύ καλά την ιδανική γωνιακή απόκριση Και οι τρεις παράμετροι της ακτινοβολίας μετριούνται με τον ίδιο ανιχνευτή για δεδομένα μήκη κύματος (αυτοματοποίηση) Και οι τρεις παράμετροι της ακτινοβολίας μετριούνται με τον ίδιο ανιχνευτή για δεδομένα μήκη κύματος (αυτοματοποίηση) Οι συντελεστές βαθμονόμησης είναι οι ίδιοι, οπότε μειώνονται τα σφάλματα Οι συντελεστές βαθμονόμησης είναι οι ίδιοι, οπότε μειώνονται τα σφάλματα Μειονέκτημα: το όργανο πρέπει να ευθυγραμμιστεί και να τοποθετηθεί κατάλληλα

Ευχαριστώ για την προσοχή σας