120 likes | 265 Views
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 415 nm aerosols 500 nm aerosols+ozone
E N D
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 • 415 nmaerosols • 500 nmaerosols+ozone • 615 nmaerosols+ozone • 673 nmaerosols+ozone • 870 nm aerosols • 940 nmwater vapor
Διαδικασία • 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: Calibration (τα αποτελέσματα προκύπτουν σε W/m^2-nm) Plotting Ανάλυση Langley
Γεωμετρία του MFR Διορθωμένη Διάχυτη ακτινοβολία Το σκιάδιο περιστρέφεται κατά 9ο από την κεντρική Διάχυτη ακτινοβολία (Diffused) O ήλιος αποκόπτεται Θέση nadir Ολική ακτινοβολία (Global/Total horizontal) 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 Ολικό οπτικό βάθος I = Io*exp(-τm) Νόμος Beer-Lambert-Bouguer οπτική αέρια μάζα Direct irradiance Εισερχόμενη ακτινοβολία (στο όριο της ατμόσφαιρας) : ευθεία με αρνητική κλίση lnI = lnIo – τm 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). • Πρωινές ώρες-απόγευμα , κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών) • 2< air mass < 6 Η διαδικασία αυτή υπόκειται σε έντονη κριτική καθώς διαφορετικοί αναλυτές μπορεί να καταλήξουν σε διαφορετικά αποτελέσματα • Βασικός σκοπός είναι να δημιουργηθεί μια μέθοδος εντελώς αυτοματοποιημένη
Μέθοδος Langley για τη χρονική περίοδο 15/7/2001-31/10/2001 lnI = lnIo – τm
Υπολογίζουμε ποιοτικά την μέση τιμή για το Ιο για μικρά οπτικά βάθη • Κανονικοποιούμε την Ιο ως προς την απόσταση Γης-Ηλίου σε αστρονομικές μονάδες
Μέθοδος Langley I = Io*exp(-τm) για λ=500nm 1/λ^4 0 τtotal=τRayleigh+τozone+τH2O+τaerosols
Μέθοδος Langley Επιτυγχάνονται ακριβέστερα αποτελέσματα με τις εξής προϋποθέσεις: • Χρήση σταθερού και γραμμικού ανιχνευτή • Λήψη μετρήσεων πρωινές ώρες-απόγευμα , κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου(απουσία νεφών)
Το MFR παρέχει μεγάλη ακρίβεια στα δεδομένα επειδή: • Έχει εξασφαλιστεί σταθερή εσωτερική θερμοκρασία του οργάνου • 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) • Οι συντελεστές βαθμονόμησης είναι οι ίδιοι, οπότε μειώνονται τα σφάλματα Μειονέκτημα: το όργανο πρέπει να ευθυγραμμιστεί και να τοποθετηθεί κατάλληλα