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El nuevo fotómetro Cimel multibanda sun-sky-lunar CE318-T. Una evaluación completa de su comportamiento.

 

 

 

En este trabajo se presenta el nuevo fotómetro CE318-T, capaz de realizar medidas diurnas y nocturnas utilizando el Sol y la Luna como fuentes de iluminación, permitiendo el estudio de un ciclo diario completo de aerosoles y vapor de agua en la atmósfera, de gran importancia para mejorar la monitorización atmosférica.
Se ha realizado una estimación cuantitativa de la incertidumbre involucrada en la obtención del Espesor Óptico de Aerosoles (AOD, por sus siglas en inglés) por medio de este nuevo instrumento a través de la teoría de propagación de errores, revelando incertidumbres diurnas en el AOD (uDAOD) similares a las obtenidas para versiones anteriores de este tipo de fotómetros. Sin embargo, quedó demostrado que la incertidumbre involucrada en el AOD durante periodo nocturno (uNAOD)  depende fuertemente de las condiciones de iluminación de la Luna, encontrando valores de uNAOD que oscilan entre 0.011 y 0.018 en el caso de instrumentos de referencia,  y valores entre 0.012 y 0.021 en el caso de instrumentos de campo.
En este trabajo se ha realizado una evaluación del comportamiento del CE318-T usando medidas simultáneas de instrumentos independientes y de referencia. La evaluación diurna se llevó a cabo en Izaña, entre marzo y junio de 2014, e involucró medidas casi simultáneas del CE318-T, del máster CE318-AERONET, del Precision Filter Radiometer (PFR), así como de un prototipo de Precision SpectroRadiometer (PSR), estos dos últimos del Centro Mundial de Radiación (WRC; Davos). Se encontraron discrepancias en AOD bajas, de hasta 0.006, entre los cuatro instrumentos utilizados, lo que permitió demostrar que el nuevo CE318-T es capaz de medir, al menos tan bien como el actual fotómetro estándar instalado en la red AERONET (Aerosol RObotic NETwork, CE318-AERONET). Estos resultados han sido útiles al equipo AERONET para aceptar esta nueva versión en la red global, una vez su homogeneidad fue asegurada, aconsejando incluso el reemplazo en la medida de lo posible de todas las versiones anteriores por el nuevo CE318-T (ver la noticia publicada el pasado 2 de octubre en la web de AERONET http://aeronet.gsfc.nasa.gov/).




Fig. 1: Scatterplots de la AOD a 870 nm (azul) y a 500 nm (cian) usando los cuatro instrumentos independientes que intervinieron en la evaluación diurna (CE318-T, CE318-AERONET, PFR y PSR), realizada durante marzo, abril, mayo y junio de 2014 en Izaña. En cada figura la línea punteada representa la línea de regresión lineal y la línea continua la diagonal.


La evaluación nocturna del AOD se realizó usando información del CE318-T y de un fotómetro estelar emplazado en Granada y también a través de un estudio de coherencia día/noche realizado en Izaña entre el master CE318-T y el máster CE318-AERONET. Los resultados mostraron discrepancias pequeñas (≤ 0.013) con el fotómetro estelar en las longitudes de onda más largas (870 nm y 500 nm), así como diferencias con los datos diurnos de AERONET correspondientes a 1-h antes y después del moonset y del moonrise que están de acuerdo con las estimaciones de uNAOD en los canales dentro del rango visible para todas las condiciones de iluminación lunar. Este acuerdo en las medidas sólo pudo ser encontrado en el caso de los canales del rango infrarrojo para condiciones de iluminación lunar alta.



 

Fig.2: Evolución diaria del AOD obtenido por medio de los instrumentos CE318-AERONET y CE318-T durante (a) marzo, (b) abril, (c) mayo y (d) junio de 2014 en IZO. La línea azul y la parte derecho del eje y corresponde con la evolución en el mismo periodo del factor de iluminación lunar (FI).


En cuanto a la evaluación del vapor de agua precipitable (PWV, de sus siglas en inglés), los resultados mostraron un buen acuerdo entre los datos extraídos del CE318-T y los del Global Navigation Satellite System (GNSS), dentro de la precisión esperada para la fotometría solar.
Finalmente, fueron incorporados al análisis dos casos de estudio con el fin de demostrar la habilidad del nuevo CE318-T para capturar el ciclo diurno de aerosoles y vapor de agua, así como de otro tipo de variaciones atmosféricas de corto plazo, críticas en estudios climáticos.

Más información sobre este estudio se puede encontrar en el siguiente enlace:
Barreto, A., Cuevas, E., Granados-Muñoz, M. J., Alados-Arboledas, L., Romero, P. M., Gröbner, J., Kouremeti, N., Almansa, A. F., Stone, T., Sorokin, M., Holben, B., Canini, M., and Yela, M.: The new sun-sky-lunar Cimel CE318-T multiband photometer – a comprehensive performance evaluation, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 8, 11077-11138, doi:10.5194/amtd-8-11077-2015, 2015.

Y puede ser descargado en la siguiente dirección: http://www.atmos-meas-tech-discuss.net/8/11077/2015/amtd-8-11077-2015.html