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Comparison of observed and modeled cloud-free longwave downward radiation (2010-2016) at the high mountain BSRN Izaña station”, artículo publicado en Geoscientific Model Development

 

Este artículo presenta el estudio comparativo entre la radiación descendente de onda larga observada y simulada (LDR) bajo condiciones de cielo despejado en el Observatorio Atmosférico de Izaña (IZO, España) entre 2010 y 2016. Este análisis abarca un total de 2.062 casos distribuidos aproximadamente de manera uniforme entre día y noche.

Los resultados muestran una excelente acuerdo entre las observaciones de la red BSRN (Baseline Surface Radiation Network) y las simulaciones realizadas con los modelos de transferencia radiativa (RTMs)  LibRadtran V2.0.1 y MODTRAN (MODerate resolution atmospheric TRANsmission model) V6.0.1. La diferencia promedio (simulado - medido) es <1.1% y el error cuadrático medio (RMS) es  <1%, estando ambas dentro del error instrumental (2%) (Tabla 1).

 

 

 

Tabla 1.- Estadística de la diferencia promedio de LDR entre las simulaciones con el LibRadtran y el MODTRAN y las observaciones de la BSRN en IZO (en Wm-2) realizadas con datos diurnos (1048 casos) y nocturnos (1014 casos) en el período 2010-2016  (MB, diferencia promedio; RMS, error cuadrático medio; R2). La estadística de la diferencia relativa se muestra entre paréntesis (en %).


Estos resultados resaltan la buena concordancia entre los dos modelos, demostrando ser herramientas útiles para el control de calidad de las observaciones LDR y para detectar derivas temporales en instrumentos instalados en las estaciones. Las desviaciones estándar de los residuos, asociadas con las incertidumbres de los parámetros de entrada de los modelos RTM son pequeñas, 0.47% y 0,49% para LibRadtran y MODTRAN, respectivamente, durante el día, y 0.49% a 0.51% en la noche.

Para el agua precipitable (PWV)> 10 mm, la diferencia nocturna observada entre modelos y observaciones es +5 Wm-2, lo que indica un cambio de escala del World Infrared Standard Group of Pyrgeometers (WISG) que sirve de referencia para las medidas atmosféricas de radiación de onda larga. Los resultados preliminares sugieren un posible impacto del aerosol desértico en la radiación infrarroja durante el día que los modelos podrían no parametrizar correctamente, lo que da como resultado una ligera subestimación de la LDR simulada de aproximadamente -3 Wm-2,para un espesor óptico de aerosol alto (AOD > 0.20) (Figura 1).

 

 

 

Figure 1 .- Diagrama de cajas de la diferencia promedio de LDR (modelo-BSRN en Wm-2) vs. PWV (mm) (a) durante el día (b) la noche, y frente al AOD (500 nm) (c) durante el día y (d) la noche entre 2010 y 2016. Los límites inferior y superior para cada cuadro son los percentiles 25 y 75; la línea continua es el valor de la mediana; las cruces indican valores fuera del área de la caja de 1.5 veces (valores atípicos –“outliers”); y los guiones representan los valores máximo y mínimo. Las cajas azules corresponden a las comparaciones con  LibRadtran/BSRN y las rojas a las comparaciones con MODTRAN/BSRN. N indica el número de las medidas en cada intervalo. El área sombreada muestra el rango de error instrumental (± 3 Wm-2).

 

Para más detalles acerca de este trabajo, por favor, consultar:

García, R. D., Barreto, A., Cuevas, E., Gröbner, J., García, O. E., Gómez-Peláez, A., Romero-Campos, P. M., Redondas, A., Cachorro, V. E., and Ramos, R.: Comparison of observed and modeled cloud-free longwave downward radiation (2010–2016) at the high mountain BSRN Izaña station, Geosci. Model Dev., 11, 2139-2152, https://doi.org/10.5194/gmd-11-2139-2018, 2018.

Este artículo se puede descargar en:

https://www.geosci-model-dev.net/11/2139/2018/gmd-11-2139-2018.pdf