Determinación de NO2 estratosférico en columna vertical, utilizando un sistema portátil de sensado remoto pasivo

RAPONI M. M.; GONZÁLEZ, F.; WOLFRAM, E. A.; TOCHO, J. O.; QUEL, E. J.

Mar del Plata

Congreso; V Congreso Iberoamericano de Física y Química Ambiental; 2008

Física y Química

Resumen: Compuestos químicos en concentraciones del orden de partes por billón (ppb) y aún menores, contribuyen significativamente al equilibrio químico de la estratósfera. La necesidad de un mayor conocimiento de las características físico-químicas de dichos elementos, ha proporcionado un fuerte impulso a las actividades de detección remota de gases minoritarios presentes en la atmósfera. La técnica que se empleará en este trabajo, denominada DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy), presenta la ventaja de permitir medidas simultáneas de diferentes especies, bajo cualquier condición meteorológica. El principio se basa en el análisis de señales de irradiancia solar tomadas en rangos espectrales donde existen moléculas con transiciones electrónicas que se traducen en absorciones muy variables con la longitud de onda. El análisis se realiza resolviendo la ecuación de transferencia radiativa para todos los atenuantes atmosféricos (absorbentes y difusores) y se emplea un rango continuo de longitudes de onda que permite un ajuste por mínimos cuadrados de toda la curva. Generalmente, los espectros de absorción de varias moléculas se encuentran superpuestos en la región espectral en la que se realiza la medida, de manera que el algoritmo de análisis debe contemplar todas las posibles contribuciones a la absorción observada, además de los efectos del scattering molecular, Mie y Raman y fluorescencia, que tienen lugar en las capas más bajas de la atmósfera. En este trabajo se presentan mediciones de NO2 estratosférico en columna vertical, efectuadas en Villa Martelli, Provincia de Buenos Aires (34° 33’ Sur, 58° 30’ Oeste, 20m snm) utilizando un instrumento de sensado remoto pasivo que consiste en un espectroradiómetro portátil (HR4000 de Ocean Optics). Se realizará una descripción del sistema y se compararán las mediciones obtenidas con datos provenientes de instrumentos ground-based de la red SAOZ. Palabras claves: DOAS, NO2, espectroradiómetro, sensado remoto atmosféricoCompuestos químicos en concentraciones del orden de partes por billón (ppb) y aún menores, contribuyen significativamente al equilibrio químico de la estratósfera. La necesidad de un mayor conocimiento de las características físico-químicas de dichos elementos, ha proporcionado un fuerte impulso a las actividades de detección remota de gases minoritarios presentes en la atmósfera. La técnica que se empleará en este trabajo, denominada DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy), presenta la ventaja de permitir medidas simultáneas de diferentes especies, bajo cualquier condición meteorológica. El principio se basa en el análisis de señales de irradiancia solar tomadas en rangos espectrales donde existen moléculas con transiciones electrónicas que se traducen en absorciones muy variables con la longitud de onda. El análisis se realiza resolviendo la ecuación de transferencia radiativa para todos los atenuantes atmosféricos (absorbentes y difusores) y se emplea un rango continuo de longitudes de onda que permite un ajuste por mínimos cuadrados de toda la curva. Generalmente, los espectros de absorción de varias moléculas se encuentran superpuestos en la región espectral en la que se realiza la medida, de manera que el algoritmo de análisis debe contemplar todas las posibles contribuciones a la absorción observada, además de los efectos del scattering molecular, Mie y Raman y fluorescencia, que tienen lugar en las capas más bajas de la atmósfera. En este trabajo se presentan mediciones de NO2 estratosférico en columna vertical, efectuadas en Villa Martelli, Provincia de Buenos Aires (34° 33’ Sur, 58° 30’ Oeste, 20m snm) utilizando un instrumento de sensado remoto pasivo que consiste en un espectroradiómetro portátil (HR4000 de Ocean Optics). Se realizará una descripción del sistema y se compararán las mediciones obtenidas con datos provenientes de instrumentos ground-based de la red SAOZ. Palabras claves: DOAS, NO2, espectroradiómetro, sensado remoto atmosférico2 estratosférico en columna vertical, efectuadas en Villa Martelli, Provincia de Buenos Aires (34° 33’ Sur, 58° 30’ Oeste, 20m snm) utilizando un instrumento de sensado remoto pasivo que consiste en un espectroradiómetro portátil (HR4000 de Ocean Optics). Se realizará una descripción del sistema y se compararán las mediciones obtenidas con datos provenientes de instrumentos ground-based de la red SAOZ. Palabras claves: DOAS, NO2, espectroradiómetro, sensado remoto atmosférico2, espectroradiómetro, sensado remoto atmosférico Abstract: Chemical compounds in concentrations of the order of parts for billion (ppb) and even smaller, they contribute significantly to the chemical balance of the stratosphere. The necessity of a better knowledge of the physical-chemical characteristics of these elements, it has provided a strong impulse to the activities of remote detection of gases minority present in the stratosphere. The technique that we use in this work, denominated DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy), it presents the advantage of allowing simultaneous measures of different species, under any meteorological condition. The principle is based on the analysis of signs of solar irradiance taken in spectral ranges where molecules exist with electronic transitions that are translated in very variable absorptions with the wavelength. The analysis is carried out solving the transfer radiative equation for all the atmospheric extenuating and a continuous range of wavelength is used that allows an adjustment for square minima of the whole curve. Generally, the spectra of absorption of several molecules are superimposed in the spectral region in which is carried out the measure, so that the analysis algorithm should contemplate all the possible contribution to the observed absorption, besides the effects of the scattering Rayleigh, Mie and Raman and fluorescence that take place in the lowest layers in the atmosphere. In this work measurements of NO2 stratospheric in vertical column, made in Villa Martelli, Buenos Aires city (34° 33' S, 58° 30 ' W, 20 m aslm) using an instrument of passive remote sensing that consists on a portable spectroradiometer (HR4000, Ocean Optics) are presented. We will be carried out a system’s description and the mensurations will be compared to the data coming from instruments ground-based (net SAOZ). Key word: DOAS, NO2, spectroradiometer, atmospheric remote sensingChemical compounds in concentrations of the order of parts for billion (ppb) and even smaller, they contribute significantly to the chemical balance of the stratosphere. The necessity of a better knowledge of the physical-chemical characteristics of these elements, it has provided a strong impulse to the activities of remote detection of gases minority present in the stratosphere. The technique that we use in this work, denominated DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy), it presents the advantage of allowing simultaneous measures of different species, under any meteorological condition. The principle is based on the analysis of signs of solar irradiance taken in spectral ranges where molecules exist with electronic transitions that are translated in very variable absorptions with the wavelength. The analysis is carried out solving the transfer radiative equation for all the atmospheric extenuating and a continuous range of wavelength is used that allows an adjustment for square minima of the whole curve. Generally, the spectra of absorption of several molecules are superimposed in the spectral region in which is carried out the measure, so that the analysis algorithm should contemplate all the possible contribution to the observed absorption, besides the effects of the scattering Rayleigh, Mie and Raman and fluorescence that take place in the lowest layers in the atmosphere. In this work measurements of NO2 stratospheric in vertical column, made in Villa Martelli, Buenos Aires city (34° 33' S, 58° 30 ' W, 20 m aslm) using an instrument of passive remote sensing that consists on a portable spectroradiometer (HR4000, Ocean Optics) are presented. We will be carried out a system’s description and the mensurations will be compared to the data coming from instruments ground-based (net SAOZ). Key word: DOAS, NO2, spectroradiometer, atmospheric remote sensing2 stratospheric in vertical column, made in Villa Martelli, Buenos Aires city (34° 33' S, 58° 30 ' W, 20 m aslm) using an instrument of passive remote sensing that consists on a portable spectroradiometer (HR4000, Ocean Optics) are presented. We will be carried out a system’s description and the mensurations will be compared to the data coming from instruments ground-based (net SAOZ). Key word: DOAS, NO2, spectroradiometer, atmospheric remote sensing2, spectroradiometer, atmospheric remote sensing