Efecto de las nubes en la química atmosférica: cálculos y mediciones de flujo actínico en altura

GUSTAVO G. PALANCAR; RICK E. SHETTER; SAMUEL R. HALL; BEATRIZ M. TOSELLI; SASHA MADRONICH

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

AAIFQ

Introducción La mayor parte de las reacciones químicas en la atmósfera son iniciadas por la radiación ultravioleta (UV). La radiación puede medirse a través de diferentes magnitudes pero la más importante es el flujo actínico ya que es la magnitud necesaria para calcular el coeficiente de disociación (J) de una especie. El mismo depende de la sección eficaz de absorción, el flujo actínico F y el rendimiento cuántico de la especie. Las nubes afectan los niveles de radiación tanto en superficie como en altura. Objetivos El objetivo de este trabajo se centró en evaluar el efecto de las nubes sobre el perfil vertical del F (298 - 420 nm) a través de mediciones y cálculos de modelado. Resultados Para alcanzar el objetivo se usaron mediciones realizadas con dos Scanning Actinic Flux Spectroradiometers (SAFS) instalados en el avión NASA DC-8 y el modelo Tropospheric Ultraviolet-Visible (TUV). Las mediciones se realizaron durante 17 días en julio de 2004 (campaña INTEX-NA). El cociente entre medidas y cálculos de F total en condiciones de cielo despejado es 1.01±0.04. Para el F descendente el cociente es 1.00±0.03. En presencia de nubes, los F ascendente y descendente muestran aumentos de hasta 8 veces y reducciones de hasta un 95% respecto de los valores de cielo despejado. La correlación entre las desviaciones ascendente y descendente muestran dos regímenes quasi lineales. Usando cálculos debajo, dentro y arriba de las nubes estos regímenes son satisfactoriamente reproducidos. Finalmente se propone un modelo analítico, basado en la aproximación del pixel independiente, que explica cualitativamente algunos límites observados en estos regímenes. Conclusiones En condiciones de cielo despejado el modelo puede reproducir la magnitud y el comportamiento del F (ascendente, descendente y total) dentro de un ±5%. Las nubes introducen considerables reducciones o aumentos respecto al F con cielo despejado. Esto puede ser reproducido satisfactoriamente con el modelo TUV. Los dos regímenes observados pueden explicarse considerando si el sol está ocluido por nubes o no. El límite inferior puede además ser explicado con un modelo analítico simple. El límite superior se atribuye al cambio en el albedo debido a la reflectividad de las nubes. El análisis realizado puede aplicarse en la evaluación de los coeficientes de fotodisociación en los modelos tridimensionales de química y transporte. - Madronich, S.: Photodissociation in the atmosphere 1. Actinic flux and the effect of ground reflections and clouds, J. Geophys. Res. 92, 9740-9752 (1987). - Palancar, G. G., Shetter, R. E, Hall, S. R., Toselli, B. M., and Madronich, S: Ultraviolet actinic flux in clear and cloudy atmospheres: model calculations and aircraft-based measurements, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 11, 3321-3354, 2011.