Name: measurement of aerosols optical thickness of the atmosphere using the globe handheld sun photometer
Uploaded: 2019-05-29T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Aerosols Optical Thickness of the Atmosphere using the GLOBE Handheld Sun Photometer at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet økonomisk af DOD ARO tilskud #W911NF-15-1-0510 og National Science Foundation Research initiering Awards under Grant No. 1411209. Vi udtrykker vores oprigtige taknemmelighed over for fysik-og datalogi afdelingen og afdelingen for uddannelse ved Xavier University of Louisiana.

1. photometer drift
Bemærk: Disse protokoller udføres bedst af to personer, der arbejder sammen. En person holder og justerer solens fotometer, mens den anden person registrerer målingerne.
<ol><li>Mål længde-og breddegrad for webstedet ved hjælp af GPS. På stedet er det første skridt at aktivere GPS'EN ved at vælge sensor opsætning i sensor menuen og vælge GPS. Når GPS har fået nok satellitter, vil der blive vist værdier for breddegrad og længdegrad. Når væ...

<ol>
	<li>Mondol, P. K., Mamun, M. M. I., Islam, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+an+inexpensive+sun+photometer+to+measure+aerosol+optical+depth+and+comparisons+between+the+measured+data+and+satellite+observations.">Construction of an inexpensive sun photometer to measure aerosol optical depth and comparisons between the measured data and satellite observations.</a> American Journal of Remote Sensing. 2 (5), 37-43 (2014).</li><li>Toledano, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+sun+photometer+measurements+of+aerosol+properties+in+Scandinavia+and+Svalbard.">Overview of sun photometer measurements of aerosol properties in Scandinavia and Svalbard.</a> Atmospheric Environment. 52, 182-188 (2012).</li><li>. Aerosol Protocol - GLOBE.gov Available from: <a target="_blank" href="https://www.globe.gov/documents/348614/e9acbb7a-5e1f-444a-bdd3-acff62b50759">https://www.globe.gov/documents/348614/e9acbb7a-5e1f-444a-bdd3-acff62b50759</a> (2019)</li><li>Heintzenber, J., Boutron, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+life+cycle+of+the+atmospheric+aerosol.">The life cycle of the atmospheric aerosol.</a> Topics in atmospheric and terrestrial physics and chemistry. , (1994).</li><li>Gong, W., Zhang, S., Ma, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerosol+Optical+Properties+and+Determination+of+Aerosol+Size+Distribution+in+Wuhan,+China.">Aerosol Optical Properties and Determination of Aerosol Size Distribution in Wuhan, China.</a> Atmosphere. 5, 81-91 (2014).</li><li>Cisek, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerosol+Optical+Depth+variations+due+to+local+breeze+circulation+in+Kongsfjorden,+Spitsbergen.">Aerosol Optical Depth variations due to local breeze circulation in Kongsfjorden, Spitsbergen.</a> Oceanologia. 59, 422-430 (2017).</li><li>Charlson, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Climate+forcing+by+anthropogenic+aerosols.">Climate forcing by anthropogenic aerosols.</a> Science. 255, 423-430 (1992).</li><li>Kohil, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+atmospheric+aerosol+optical+properties+over+Alexandria+city.">A study of atmospheric aerosol optical properties over Alexandria city.</a> Egypt Journal of Physics Conference. 810, 012033 (2017).</li><li>Altaratz, O., Bar-Or, R. Z., Wollner, U., Koren, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relative+humidity+and+its+effect+on+aerosol+optical+depth+in+the+vicinity+of+convective+clouds.">Relative humidity and its effect on aerosol optical depth in the vicinity of convective clouds.</a> Environmental Research Letters. 8, 034025 (2013).</li><li>Jung, C. H., Shin, H. J., Lee, J. Y., Kim, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+and+Contribution+of+Organic+Aerosols+to+Aerosol+Optical+Properties+Based+on+Their+Refractive+Index+and+Hygroscopicity.">Sensitivity and Contribution of Organic Aerosols to Aerosol Optical Properties Based on Their Refractive Index and Hygroscopicity.</a> Atmosphere. 7 (65), (2016).</li><li>Sharma, N. P., Sapkota, B. K., Bhattarai, B., Kjeldstad, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+Aerosol+Optical+Depth+in+winter+and+Summer+Season+in+Bhaktapur.">Study on Aerosol Optical Depth in winter and Summer Season in Bhaktapur.</a> Journal of the Institute of Engineering. 8 (1), 269-276 (2009).</li><li>Mims, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+international+haze-monitoring+network+for+students.">An international haze-monitoring network for students.</a> Bulletin of the American. Meteorological Society. 80, 1421-1431 (1999).</li><li>Mielonen, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-dependence+of+aerosol+optical+depth+over+the+southeastern+US.">Temperature-dependence of aerosol optical depth over the southeastern US.</a> Atmospheric Chemistry and Physics Discussion. , (2016).</li><li>Coakley, J. A., Cess, R. D., Yurevich, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+tropospheric+aerosols+on+the+earth&#8217;s+radiation+budget:+A+parameterization+for+climate+models.">The effect of tropospheric aerosols on the earth&#8217;s radiation budget: A parameterization for climate models.</a> Journal of Atmospheric Science. 40, 116-138 (1983).</li><li>Stachlewska, I. S., Zawadzka, O., Engelmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Heat+Wave+Conditions+on+Aerosol+Optical+Properties+Derived+from+Satellite+and+Ground-Based+Remote+Sensing+over+Poland.">Effect of Heat Wave Conditions on Aerosol Optical Properties Derived from Satellite and Ground-Based Remote Sensing over Poland.</a> Remote Sensing. 9, 1199 (2017).</li><li>Brooks, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+inexpensive+handheld+LED-based+Sun+photometer+for+the+GLOBE+program.">Development of an inexpensive handheld LED-based Sun photometer for the GLOBE program.</a> Journal of Geophysical Research. 106 (5), 4733-4740 (2001).</li><li>Sellitto, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+methodology+to+determine+volcanic+aerosols+optical+properties+in+the+UV+and+NIR+and+&#197;ngstr&#246;m+parameters+using+Sun+photometry.">A novel methodology to determine volcanic aerosols optical properties in the UV and NIR and &#197;ngstr&#246;m parameters using Sun photometry.</a> Journal of Geophysical Research Atmospheres. 122 (8), (2017).</li><li>Schmid, B., Wehrli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+Sun+photometer+calibration+by+use+of+the+Langley+technique+and+the+standard+lamp.">Comparison of Sun photometer calibration by use of the Langley technique and the standard lamp.</a> Applied Optics. 34, 45014512 (1995).</li><li>Shiobara, M., Spinhirne, J. D., Uchiyama, A., Asano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+depth+measurements+of+aerosol,+cloud+and+water+vapor+using+sun+photometers+during+theFIRE+Cirrus+II.">Optical depth measurements of aerosol, cloud and water vapor using sun photometers during theFIRE Cirrus II.</a> Journal of Applied Meteorology. 35, 364-366 (1991).</li><li>A&#239;ssani, O., Mokhnache, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerosol+size+distribution+retrieved+from+optical+depth+measurements+in+Tamanrasset+and+Blida.">Aerosol size distribution retrieved from optical depth measurements in Tamanrasset and Blida.</a> Revue des Energies Renouvelables. 15 (2), 207-218 (2012).</li><li>Bucholtz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rayleigh-scattering+calculations+for+the+terrestrial+atmosphere.">Rayleigh-scattering calculations for the terrestrial atmosphere.</a> Applied Optics. 34, 2765-2773 (1995).</li><li>Brooks, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+Solar+Radiation+and+Its+Transmission+through+the+Atmosphere.">Monitoring Solar Radiation and Its Transmission through the Atmosphere.</a> The GLOBE Program's Aerosols, Water Vapor, and UVA Monitoring Projects. , (2006).</li><li>Holben, B. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AERONET+-+A+federated+instrument+network+and+data+archive+for+aerosol+characterization.">AERONET - A federated instrument network and data archive for aerosol characterization.</a> Remote Sensing of the Environment. 66, 1-16 (1998).</li><li>Toledo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AOT+retrieval+procedure+for+distributed+measurements+with+low-cost+Sun+photometers.">AOT retrieval procedure for distributed measurements with low-cost Sun photometers.</a> Journal of Geophysical Research Atmospheres. 123, 1113-1131 (2017).</li><li>Giles, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advancements+in+the+Aerosol+Robotic+Network+(AERONET)+1+Version+3+Database+-+Automated+Near+Real-Time+Quality+Control+Algorithm+with+Improved+Cloud+Screening+for+Sun+Photometer+Aerosol+Optical+Depth+(AOD)+Measurements.">Advancements in the Aerosol Robotic Network (AERONET) 1 Version 3 Database - Automated Near Real-Time Quality Control Algorithm with Improved Cloud Screening for Sun Photometer Aerosol Optical Depth (AOD) Measurements.</a> Atmospheric Measurement Techniques Discussions. , (2018).</li><li>Zawadzka, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+aerosol+optical+depth+with+the+use+of+Microtops+II+sun+photometers+and+MODIS+detectors+in+coastal+areas+of+the+Baltic+Sea.">Studies of aerosol optical depth with the use of Microtops II sun photometers and MODIS detectors in coastal areas of the Baltic Sea.</a> Acta Geophysica. 62 (2), 400-422 (2014).</li><li>Bovchaliuk, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerosol+Microtops+II+sunphotometer+observations+over+Ukraine.">Aerosol Microtops II sunphotometer observations over Ukraine.</a> Advances in Astronomy and Space Physics. 3, 46-52 (2013).</li><li>More, S., Kumar, P. P., Gupta, P., Devara, P. C. S., Aher, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+Aerosol+Products+Retrieved+from+AERONET,+MICROTOPS+and+MODIS+over+a+Tropical+Urban+City,+Pune,+India.">Comparison of Aerosol Products Retrieved from AERONET, MICROTOPS and MODIS over a Tropical Urban City, Pune, India.</a> Aerosol and Air Quality Research. 13, 107-121 (2013).</li><li>Boersma, K. F., de Vroom, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+MODIS+aerosol+observations+over+the+Netherlands+with+GLOBE+student+measurements.">Validation of MODIS aerosol observations over the Netherlands with GLOBE student measurements.</a> Journal of Geophysical Research. 111, D20311 (2006).</li><li>Porter, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Handheld+Sun+Photometer+Measurements+from+Light+Aircraft.">Handheld Sun Photometer Measurements from Light Aircraft.</a> Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 24, 1588-1597 (2007).</li></ol>

Det første skridt i denne protokol er at definere undersøgelsesstedet. Dette gøres ved at bruge en GPS til at finde længde-og breddegrad af undersøgelsen site. Værdierne for længdegrad og breddegrad er afgørende i beregningen af AOT ved hjælp af ligning 1. Under målingen er det afgørende, at solens fotometer peger direkte og solidt på solen. Det lille hul i topbeslaget på den håndholdte solfotometer reducerer mængden af spredt lys, der når LED-detektorerne i solens fotometer. Ligning 1 er en tilnærmelse,...

Atmosfæriske aerosoler er minut solide og flydende partikler (fra submikron til millimeter størrelse) suspenderet i luften. Nogle aerosoler er produceret gennem menneskelig aktivitet og andre er produceret af naturlige processer1,2,3,4. Aerosoler i atmosfæren reducerer mængden af solenergi, der når jordens overflade ved at sprede eller absorbere lys og termisk stråling fra solen. Mængden af aerosol i atmosfæren varierer betydeligt med placering og tid. Der er sæsonbetingede og årlige ændringer samt episodiske ændringer som følge af begivenheder såsom store støvstorme, vilde brande eller vulkanudbrud5,6,7,8.
Aerosoler indvirkning på klimaet og folkesundheden er blandt de dominerende emner i den aktuelle miljø forskning. Aerosoler påvirker vejret ved at sprede eller absorbere lys og termisk stråling fra solen og ved at optræde som kondens kerner i dannelsen af skyer. Aerosoler spiller også en rolle i spredningen af patogener i luften, og de kan forårsage eller forbedre respiratoriske og hjerte-kar-sygdomme. Aerosol optisk tykkelse (AOT) er et mål for mængden af sollys, der absorberes eller spredes af disse aerosoler. Der er flere jordbaserede metoder til overvågning af AOT9,10,11. Det største af det jordbaserede AOT-overvågningssystem er aerosol Robotic Network (AERONET)-projektet. Aeronet er et netværk af over 400 overvågningsstationer spredt over hele verden12,13. På trods af dette store antal overvågningsstationer er der stadig store huller på verdensplan, som ikke overvåges for AOT. Som et eksempel, den nærmeste AERONET Station fra vores studie site er omkring 90 km væk. Dette papir beskriver brugen af en bærbar håndholdt solfoto måler, der kan bruges til at bygge bro mellem hullerne mellem AERONET-overvågnings stationerne. Den bærbare håndholdte sol fotometer er et ideelt instrument til brug for studerende over hele verden i et globalt aerosoler overvågningsnetværk14,15. Den globale læring og observationer til gavn for miljøet (Globe) program giver en platform for et sådant netværk, gennem tusindvis af skoler i alle 50 stater i USA og i næsten 120 andre lande16,17 . Den primære idé med GLOBE-programmet er at bruge studerende over hele verden til at levere videnskabeligt værdifulde målinger af miljøparametre ved hjælp af billigt udstyr. Med passende vejledning kan studerende og andre ikke-specialister danne netværk af håndholdte solfotometre for at udfylde hullerne mellem AERONET-overvågnings stationerne. Den største fordel ved den håndholdte sol fotometer er, at det kan tages til selv de fjerdeste dele af verden. AOT målinger med andre små og transportable instrumenter er blevet anvendt med succes i fortiden til at udføre forskningsundersøgelser i fjerntliggende og svært tilgængelige områder17,18
Hovedformålet med denne undersøgelse er at bruge GLOBE håndholdte solfotometre til at spore den årlige, daglige og timelige variation af AOT på vores XULA-studiested og sammenligne med målinger fra en nærliggende AERONET-Station. Dette dokument præsenterer data for en 12 måneders periode fra september 2017 til august 2018. Dette er den første APPLIKATIONSOBJEKTTRÆET nogensinde registreret for XULA site. GLOBE solen fotometer måler AOT ved to bølgelængder, 505 nm og 625 nm. AERONET-webstedet på Wave CIS site 6 måler AOT ved 15 forskellige bølgelængder. Til vores sammenligning fokuserede vi på disse 4 bølgelængder, 667 nm, 551 nm, 532 nm og 490 nm. Vi valgte disse, fordi de er de 4 aeronet bølgelængder tættest på Globe solen fotomtret bølgelængder. For at gøre sammenligningen, vi ekstrapoleret AOT værdier på disse bølgelængder for XULA site.
Der udføres målinger af AOT hver dag, når vejrforholdene tillader det. Målinger, der udføres, når der er cirrusskyer i nærheden af solen, er udelukket i analysen. Tabel 1 viser antallet af dage i hver måned, som vi havde helt klar himmel. I alt blev ca. 47% af de indsamlede data udelukket.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Måned</td>
			<td>September</td>
			<td>Oktober</td>
			<td>November</td>
			<td>December</td>
			<td>Jan</td>
			<td>Februar</td>
			<td>Mar</td>
			<td>Apr</td>
			<td>Kan</td>
			<td>Juni</td>
			<td>Jul</td>
			<td>August</td>
		</tr>
<tr>
<td>Antal dage</td>
			<td>18</td>
			<td>20</td>
			<td>16</td>
			<td>15</td>
			<td>15</td>
			<td>15</td>
			<td>16</td>
			<td>15</td>
			<td>18</td>
			<td>15</td>
			<td>15</td>
			<td>16</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: AOT målinger blev udført 6 gange om dagen (7:00 am, 9 am, 11 am, sol middag, 3 am, og 5 am). De data, der vises på observationsområderne, er de månedlige gennemsnitlige AOT-værdier taget ved sol middag. Under hver målingstidspunkt; der tages mindst fem værdier af solens spænding v og den mørke spænding vmørk for hver kanal. Middelværdien for disse fem målinger er taget som gennemsnittet for den pågældende måleperiode. Fejlen i disse målinger beregnes som standardafvigelserne for disse fem målinger. AOT-værdier opnås ved hjælp af ligningen vist under16:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59257/59257eq1.jpg">
V0 er kalibrerings konstanten af solen photometer, R er jorden-sol afstand i astronomiske enheder, Vmørk er den mørke spænding registreres, når lyset er blokeret fra passerer gennem hullet på den øverste beslag af Sol fotomtret, V er den sollys spænding optaget fra solen fotometer når lyset passerer gennem hullet på den øverste beslag, enR repræsenterer dæmpning af lys på grund af Rayleigh spredning, p og p0 er henholdsvis det målte og det standard atmosfæriske tryk, og m er den relative luftmasse. Den relative luftmasse beregnes ud fra data fra den nationale oceaniske og atmosfæriske administration (NOAA). Andre meteorologiske data såsom temperatur, regn og relativ luftfugtighed måles også på samme tid. Ligning 1 som angivet ovenfor omfatter bidrag af optisk tykkelse fra ozon. Effekten af ozon på AOT værdier beregnes på grundlag af tabulerede værdier af ozon absorptionskoefficienten og antagelser om ozon mængden i atmosfæren19. Bucholtz20,21 har produceret tabulerede værdier af enR baseret på standard atmosfærer. For 505 nm kanalen aR ≈ 0,13813 og for 625 nm kanalen er det ~ 0,05793.
De data, der præsenteres her, er et eksempel på, hvordan teams af elever kan organiseres for at tage lange og vedvarende AOT-målinger. I denne undersøgelse brugte to elevhold to uafhængigt kalibrerede GLOBE håndholdte solfotometre til at spore den årlige, daglige og timelige variation af atmosfærens optiske tykkelse på vores XULA-studiested. De to Globe Sun-fotometre, der blev anvendt i denne undersøgelse, blev købt hos IESRE (Institut for Earth Science Research and Education; en havde serienummer RG8-989, og den anden havde serienummer RG8-990). Før data fra de to instrumenter kunne kombineres, blev der foretaget en regressionsanalyse for at fastslå, om aftalen

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>A Calibrated GLOBE handheld sun photometer</td>
			<td>IESRE, USA (GLOBE sun photometer) and TERNUM, UK (Calitoo sun photometer</td>
			<td></td>
			<td>The GLOBE sun photometer measures AOT at 505nm and 625nm.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barometer</td>
			<td>Forestry suppliers, USA, Cat# 43316</td>
			<td>43316</td>
			<td>The aneroid barometer must have a clear scale with a pressure range between 940 and 1060 millibars.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GLOBE cloud chart</td>
			<td>Forestry Suppliers, USA Cat#33485</td>
			<td>33485</td>
			<td>A free cloud identification chart is obtained from www.globe.gov.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hygrometer</td>
			<td>Forestry suppliers, USA, Cat# 76254</td>
			<td>76245</td>
			<td>Any digital hygrometer which measures relative humidity in the range of 20-95% with an accuracy of 5% is acceptable.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labquest2 GPS</td>
			<td>Vernier, USA, Cat LABQ2</td>
			<td>LABQ2</td>
			<td>Vernier LabQuest 2 is a standalone interface used to collect sensor data with its built-in graphing and analysis application. GPS is one of its built-in sensors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taylor Orchid Thermometer</td>
			<td>Forestry Suppliers, USA Cat# 89129</td>
			<td>89129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Watch</td>
			<td>Forestry suppliers, USA, Cat# 39137</td>
			<td>39137</td>
			<td>The watch must be digital and capable of measuring time up to seconds.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of aerosols optical thickness of the atmosphere using the globe handheld sun photometer

Her beskriver vi målingen af aerosoler optisk tykkelse ved hjælp af GLOBE håndholdte solfotometer. Aerosol optisk tykkelse (AOT) blev målt ved Xavier University of Louisiana (XULA, 29,96 ° N, 90,11 ° W og 3 m over havoverfladen). Målingerne blev udført på to forskellige bølgelængder, 505 nm og 625 nm. AOT målinger blev udført 6 gange om dagen (7 AM, 9 AM, 11 AM, sol middag, 3 PM og 5 PM). De data, der er vist i dette papir er de månedlige gennemsnit AOT værdier taget ved sol middag. Under hver målingstidspunkt; der tages mindst fem værdier af solens spænding v og den mørke spænding vmørk for hver kanal. Middelværdien for disse fem målinger er taget som gennemsnittet for den pågældende måleperiode. Andre meteorologiske data såsom temperatur, overflade tryk, nedbør og relativ luftfugtighed måles også på samme tid. Hele protokollen er afsluttet inden for en tidshorisont på 10 – 15 min. De målte AOT-værdier ved 505 nm og 625 nm bruges derefter til at ekstrapolere AOT-værdierne for bølgelængder 667 nm, 551 nm, 532 nm og 490 nm. De målte og ekstra polerede AOT-værdier blev derefter sammenlignet med værdier fra den nærmeste AERONET-Station ved Wave CIS-stedet 6 (AERONET, 28,87 ° N, 90,48 ° W og 33 m over havoverfladen), som er ca. 96 km syd for XULA. I denne undersøgelse sporede vi de årlige og daglige variationer af AOT i en 12 måneders periode fra september 2017 til august 2018. Vi sammenlignede også AOT data fra to uafhængigt kalibrerede GLOBE håndholdte solfotometre på XULA stedet. Dataene viser, at de to instrumenter er i fremragende enighed.

GLOBE solen fotometer måler AOT ved λ = 505 nm og λ = 625 nm. AERONET-webstedet på Wave CIS site 6 måler AOT ved 15 forskellige bølgelængder. Til vores sammenligning fokuserede vi på disse 4 bølgelængder af AERONET site: 667 nm, 551 nm, 532 nm og 490 nm. For at foretage en sammenligning mellem de to stationer, vi ekstrapoleret AOT ved 667 nm, 551 nm, 532 nm og 490 nm for XULA site. Dette gøres ved hjælp af XULA-webstedets Angstrom-koefficienter. For et givet sted og instrument...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Aerosols Optical Thickness of the Atmosphere using the GLOBE Handheld Sun Photometer at JoVE.com

Measurement of Aerosols Optical Thickness of the Atmosphere using the GLOBE Handheld Sun Photometer

Måling af Aerosols optiske tykkelse af atmosfæren ved hjælp af GLOBE handheld sol fotometer

Målet med de metoder, der præsenteres her er at måle aerosol optisk tykkelse af atmosfæren. Solfotometret peges på solen, og den største spændings aflæsning, der opnås på et indbygget digitalt voltmeter, registreres. Atmosfæriske målinger såsom barometertryk og relativ luftfugtighed udføres også.

Here, we describe the measurement of aerosol optical thickness using the GLOBE handheld sun photometer. Aerosol optical thickness (AOT) was measured at ...

Ved hjælp af denne protokol kan vi måle den aerosoloptiske tykkelse af atmosfæren ved hjælp af den håndholdte GLOBE sol fotometer med en nøjagtighed, der er acceptabel for den atmosfæriske videnskab samfund. Fordelen ved denne teknik er, at det kan bruges af alle fra gymnasieelever til universitetsstuderende. GLOBE-solfotometeret er robust og kan bruges i fjerntliggende og svært tilgængelige områder.Aerosolet optisk tykkelse protokoller er klart skitseret her og let at følge. Når du tager AOT-målinger, er det altid bedst at arbejde parvis. En visuel demonstration hjælper med at forstå teknikken med at tilpasse solen fotometer med solen.Ved synet skal du aktivere GPS'en ved at vælge sensoropsætning i sensormenuen og vælge GPS. Når GPS'en har anskaffet sig nok satellitter, vises bredde- og længdegradsværdier. Tryk derefter på indsamle data, og tryk på Gem.Hvis udetemperaturen er mere end fem grader under stuetemperatur, skal solfotometeret pakkes ind i termisk skum, når det ikke er i brug. Når du tager målinger i varme sommermåneder, skal du holde solfotometeret i skyggen, når den ikke er i brug. Kontroller, om solfotometeret frembringer en stabil spænding på ca. 0,03 volt indendørs og mellem en volt og fem volt, når der ledes lys på detektoren.For at registrere lufttemperaturen skal du dreje dreje drejekontakten til T og registrere spændingsaflæsningen på voltmåleren. Multiplicere spændingen læsning med 100 giver lufttemperaturen i grader Celsius. Derefter indstille roterende skifte til den grønne kanal af solen fotometer med en person sidder på stolen og hvile hans eller hendes arme på bordet.Juster solen fotometer, således at lyset passerer gennem hullet på den øverste beslag producerer en sollys plet centreret over den farvede prik på den nederste beslag. Få den anden person til at registrere aflæsningen på voltmåleren, og sørg for, at solspotet er stabilt på prikken. Hvis spændingsaflæsningen er svingende, skal du registrere den maksimale værdi.Optag tiden inden for 30 sekunder. For at opnå den mørke spænding, har den person, der sidder ned holde solen fotometer på linje med solen med den ene hånd derefter dække hullet på den øverste beslag med en finger fra den anden hånd. Få den anden person til at registrere spændingsaflæsningen.Derefter indstilles drejekontakten til den røde kanal og gentages, registrere lys og mørke spændinger. Opnå fem spændingsaflæsninger for den grønne kanal og fem spændingsaflæsninger for den røde kanal. Mål lufttemperaturen igen.Overhold skyerne nær solen, og brug GLOBE-skydiagrammet til at afs afværge observerede funktioner. Synlige cirrus skyer er nemme at observere på grund af deres karakteristiske tynde tjavsede tråde. På en tilsyneladende klar dag, hvis cirrus skyer ikke er synlige, men sollys spænding læsning er mindre end 0,5 volt, anbefales det at udlede usynlige cirrus skyer.For at måle den relative luftfugtighed skal hygrometeret holdes med en forlænget arm væk fra kroppen. Lad det i luften i cirka tre minutter og derefter tage den tørre pære læsning først, efterfulgt af den våde pære læsning. Find forskellen i de to aflæsninger, og brug det relative fugtighedsdiagram til at fastslå den relative luftfugtighed.Brug derefter et barometer til at måle og registrere atmosfærisk tryk. Den optiske aerosoltykkelse beregnes ved at sætte de målte værdier og konstanterne i AOT-ligningen. De månedlige gennemsnitlige AOT-værdier, der måles ved Xavier University of Louisiana i løbet af perioden på 12 måneder, angiver AOT-toppe i februar og maj.Den sæsonmæssige variation af AOT på Xavier University of Louisiana site kategoriserer december, januar og februar som vinter. marts, april og maj som forår. juni, juli og august som sommer.september, oktober og november som fald. Baseret på ekstrapolering blev AOT for fire bølgelængder, 667 nanometer, 551 nanometer, 532 nanometer og 490 nanometer på Xavier University of Louisiana-anlægget sammenlignet med dataene på AERONET-stationen. Pilene viser AOT-toppe i februar og maj for begge steder.Pålideligheden af GLOBE sol fotometre blev kontrolleret ved at sammenligne to uafhængigt kalibreret instrumenter mod hinanden. Aftalen mellem de to solfotometre er stærkere for den 505 nanometerrøde kanal end den 625 nanometergrønne kanal. Denne forskel skyldes, at den røde LED har større følsomhed over for temperatur end den grønne LED.Den daglige variation af AOT var mellem 0,265 om morgenen og 0,06 om aftenen for den røde kanal, hvilket svarer til omkring 77% variation. Dataene viser et højdepunkt på 9:00 a.m. på 0,265 og en anden top på 3:00 .m.0,182 for den røde kanal. Den grønne kanal viste lignende toppe. Det vigtigste at huske er, at disse målinger ikke virker, når solen er skjult af cirrus skyer.Tilstedeværelsen af cirrusskyer kan resultere i falske værdier for AOT. Det næste logiske skridt efter dette er at bruge Calitoo sol fotometer med sine blå, grønne og røde kanaler til at validere GLOBE solen photometer og bruge begge instrumenter i AERONET sites. På nuværende tidspunkt er der over 400 AERONET overvågningsstationer rundt om i verden, men selv disse er ikke nok til at dække hele planeten.Vores håb er, at GLOBE håndholdte sol fotometre, ved hjælp af protokollerne beskriver her, kan bruges til at bygge bro over hullerne udeladt af AERONET.

Research

JoVE Journal

Environment

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

Bestemmelse af Mikrobiel Extracellular enzymaktivitet i Vand, Jord og sediment ved hjælp af High Throughput Mikropladekrav Analyser

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Måling af Greenhouse Gas Flux fra landbrugsjorde Brug Static Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, en forbedret Inex Metode til<em&gt; In Situ</em&gt; Måle partikler og opløst Forbindelser Bearbejdet af aktiv affjedring Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

Fjernelse Biofilm Brug kuldioxid Aerosoler uden Nitrogen Purge

Biofilms can cause serious concerns in many applications. Not only can they cause economic losses, but they can also present a public health hazard. ...

Controlled-release of Chlorine Dioxide in a Perforated Packaging System to Extend the Storage Life and Improve the Safety of Grape Tomatoes

Kontrolleret frigivelse af chlordioxid i en perforeret Packaging System til Forlæng holdbarhed og forbedre sikkerheden for Grape Tomater

A controlled-release chlorine dioxide (ClO2) pouch was developed by sealing a slurry form of ClO2 into semipermeable polymer film; the release properties ...

Extraction and Characterization of Surfactants from Atmospheric Aerosols

Udvinding og karakterisering af overfladeaktive fra atmosfæriske aerosoler

Surface-active compounds, or surfactants, present in atmospheric aerosols are expected to play important roles in the formation of liquid water clouds in ...

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in the Harvard Environmental Chamber

Produktion og måling af organiske partikler i Harvard miljømæssige kammer

The production and the evolution of atmospheric organic particulate matter (PM) are insufficiently understood for accurate simulations of atmospheric ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

Måling af rheologi af råolie i ligevægt med CO<sub&gt; 2</sub&gt; Ved reservoir betingelser

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Forberedelse af Authigenic pyrit fra metan-bærende sedimenter for In Situ svovl isotop analyser ved hjælp af SIMS

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

Udvikling af nye metoder til kvantificering af fisk tæthed ved hjælp af undersøiske Stereo-video værktøjer

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...