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

Este trabajo fue apoyado financieramente por la subvención ARO del DOD #W911NF-15-1-0510 y los premios de iniciación de investigación de la Fundación Nacional de ciencia bajo Grant no. 1411209. Expresamos nuestra sincera gratitud al Departamento de física y Ciencias de la computación y a la división de Educación de la Universidad Xavier de Louisiana.

1. funcionamiento del fotómetro
Nota: Estos protocolos son mejor realizados por dos personas que trabajan juntas. Una persona mantiene y alinea el fotómetro solar mientras la segunda persona graba las mediciones.
<ol><li>Mida la longitud y la latitud del sitio utilizando GPS. En el sitio, el primer paso es activar el GPS eligiendo el sensor de ajuste desde el menú del sensor y seleccionar GPS. Una vez que el GPS ha adquirido suficientes satélites, se mostrarán los valor...

<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>

El primer paso en este protocolo es definir el sitio del estudio. Esto se hace mediante el uso de un GPS para encontrar la longitud y la latitud del sitio de estudio. Los valores de longitud y latitud son críticos en el cálculo de AOT utilizando la ecuación 1. Durante la medición, es crucial que el fotómetro solar se apunta directamente y firmemente al sol. El pequeño orificio en el soporte superior del fotómetro de mano del sol reduce la cantidad de luz dispersa que llega a los detectores LED en el fotómetro sol...

Los aerosoles atmosféricos son partículas sólidas y líquidas de un minuto (que van desde el tamaño submicrónico al milímetro) suspendidas en el aire. Algunos aerosoles se producen a través de la actividad humana y otros son producidos por los procesos naturales1,2,3,4. Los aerosoles en la atmósfera reducen la cantidad de energía solar que llega a la superficie de la tierra al dispersan o absorben la luz y la radiación térmica del sol. La cantidad de aerosol en la atmósfera varía significativamente con la ubicación y el tiempo. Hay cambios estacionales y anuales, así como cambios episódicos debido a eventos tales como grandes tormentas de polvo, incendios salvajes o erupciones volcánicas5,6,7,8.
Los efectos de los aerosoles en el clima y en la salud pública se encuentran entre los temas dominantes en la investigación medioambiental actual. Los aerosoles afectan el clima dispersando o absorbiendo la luz y la radiación térmica del sol y actuando como núcleos de condensación en la formación de nubes. Los aerosoles también juegan un papel en la dispersión de patógenos en el aire y pueden causar o mejorar las enfermedades respiratorias y cardiovasculares. El espesor óptico de aerosol (AOT) es una medida de la cantidad de luz solar que se absorbe o dispersa por estos aerosoles. Existen varios métodos basados en el terreno para monitorear el AOT9,10,11. El mayor sistema de monitorización AOT basado en tierra es el proyecto de red robótica de aerosol (AERONET). AERONET es una red de más de 400 estaciones de monitoreo repartidas por todo el mundo12,13. A pesar de este gran número de estaciones de monitoreo, todavía hay grandes brechas en todo el mundo que no son monitoreadas para AOT. Por ejemplo, la estación AERONET más cercana de nuestro sitio de estudio está a unos 90 km de distancia. Este documento describe el uso de un fotómetro portátil de mano para el sol que se puede utilizar para cerrar las brechas entre las estaciones de monitoreo AERONET. El fotómetro portátil de mano solar es un instrumento ideal para el uso de estudiantes de todo el mundo en una red global de monitoreo de aerosoles14,15. El programa de aprendizaje global y observaciones para beneficiar al medio ambiente (Globe) proporciona una plataforma para dicha red, a través de miles de escuelas en todos los Estados de 50 de los Estados Unidos y en casi 120 otros países16,17 . La idea principal del Programa GLOBE es utilizar estudiantes de todo el mundo para proporcionar mediciones científicamente valiosas de parámetros ambientales utilizando equipos de bajo costo. Con la debida orientación, los estudiantes y otros no especialistas pueden formar redes de fotómetros de sol de mano para llenar los huecos entre las estaciones de monitoreo de AERONET. La mayor ventaja del fotómetro de mano del sol es que se puede tomar incluso a las partes más remotas del mundo. Las mediciones de AOT con otros instrumentos pequeños y transportables se han utilizado con éxito en el pasado para llevar a cabo estudios de investigación en áreas remotas y de difícil acceso17,18
El objetivo principal de este estudio es utilizar los fotómetros de mano para el sol de GLOBE para rastrear la variación anual, diaria y horaria de AOT en nuestro sitio de estudio de XULA y comparar con las mediciones de una estación cercana de AERONET. Este documento presenta datos para un período de 12 meses del 2017 de septiembre al 2018 de agosto. Esta es la primera AOT grabada para el sitio de XULA. El fotómetro solar GLOBE mide AOT en dos longitudes de onda, 505 nm y 625 nm. El sitio de AERONET en Wave CIS site 6 mide AOT en 15 longitudes de onda diferentes. Para nuestra comparación nos centramos en estas 4 longitudes de onda, 667 nm, 551 nm, 532 nm y 490 nm. Las elegimos porque son las 4 longitudes de onda AERONET más cercanas a las longitudes de onda del fotómetro solar GLOBE. Para hacer la comparación, extrapolamos los valores de AOT en estas longitudes de onda para el sitio de XULA.
Las mediciones de AOT se realizan todos los días cuando las condiciones meteorológicas lo permiten. Las mediciones que se realizan cuando hay nubes de cirros dentro de las proximidades del sol se excluyen en el análisis. La tabla 1 muestra el número de días de cada mes en los que teníamos cielos completamente claros. En total, se excluyó alrededor del 47% de los datos tomados.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Mes</td>
			<td>Septiembre</td>
			<td>Octubre</td>
			<td>Noviembre</td>
			<td>Diciembre</td>
			<td>Enero</td>
			<td>Febrero</td>
			<td>Marzo</td>
			<td>Abril</td>
			<td>Puede</td>
			<td>Junio</td>
			<td>Jul</td>
			<td>Agosto</td>
		</tr>
<tr>
<td>Número de días</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>Tabla 1: las mediciones de AOT se hicieron 6 veces al día (7:00 AM, 9 am, 11 AM, mediodía solar, 3 AM, y 5 am). Los datos mostrados en las parcelas son los valores medios mensuales de AOT tomados en el mediodía solar. Durante cada tiempo de medición; por cada canal se toman al menos cinco valores de la tensión de luz v y el voltaje oscuro voscuro . La media de estas cinco mediciones se toma como el promedio para ese tiempo de medición. El error en estas mediciones se calcula como las desviaciones estándar de estas cinco mediciones. Los valores de AOT se obtienen utilizando la ecuación mostrada debajo de16:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59257/59257eq1.jpg">
V0 es la constante de calibración del fotómetro solar, R es la distancia tierra-sol en unidades astronómicas, Voscuro es el voltaje oscuro grabado cuando la luz está bloqueada de pasar a través del agujero en el soporte superior de la Sun fotómetro, V es el voltaje de la luz solar registrado desde el fotómetro sol cuando la luz pasa a través del orificio en el soporte superior, r representa la atenuación de la luz debido a la dispersión de Rayleigh, p y p0 son la presión atmosférica medida y estándar, respectivamente, y m es la masa de aire relativa. La masa de aire relativa se calcula a partir de los datos facilitados por la Administración Nacional Oceánica y atmosférica (NOAA). Otros datos meteorológicos, como la temperatura, las precipitaciones y la humedad relativa, también se miden al mismo tiempo. La ecuación 1, como se ha indicado anteriormente, incluye las aportaciones de espesor óptico del ozono. El efecto del ozono en los valores de AOT se calcula sobre la base de los valores tabulados del coeficiente de absorción de ozono y las suposiciones sobre la cantidad de ozono en la atmósfera19. Bucholtz20,21 ha producido valores tabulados de unaR basada en atmósferas estándar. Para el canal 505 nm aR ≈ 0,13813 y para el canal 625 nm es ~ 0,05793.
Los datos presentados aquí representan un ejemplo de cómo los equipos de los estudiantes se pueden organizar para tomar mediciones largas y sostenidas de AOT. En este estudio, dos equipos de estudiantes utilizaron dos fotómetros de mano de globo con calibración independiente para rastrear la variación anual, diaria y horaria del espesor óptico de aerosol de la atmósfera en nuestro sitio de estudio de XULA. Los dos fotómetros de sol Globe utilizados en esta investigación fueron comprados en la IESRE (Instituto de investigación y Educación de Ciencias de la tierra; uno tenía el número de serie RG8-989 y el otro tenía el número de serie RG8-990). Antes de que los datos de los dos instrumentos pudieran combinarse, se realizó un análisis de regresión para determinar el acuerdo

<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

Aquí describimos la medición del espesor óptico de aerosol con el fotómetro de mano GLOBE. El espesor óptico de aerosol (AOT) se midió en la Universidad Xavier de Louisiana (XULA, 29,96 ° N, 90,11 ° W y 3 m sobre el nivel del mar). Las mediciones se hicieron en dos longitudes de onda diferentes, 505 nm y 625 nm. Las mediciones de AOT se hicieron 6 veces al día (7 AM, 9 AM, 11 AM, mediodía solar, 3 PM y 5 PM). Los datos mostrados en este documento son los valores medios mensuales de AOT tomados en el mediodía solar. Durante cada tiempo de medición; por cada canal se toman al menos cinco valores de la tensión de luz v y el voltaje oscuro voscuro . La media de estas cinco mediciones se toma como el promedio para ese tiempo de medición. Otros datos meteorológicos, como la temperatura, la presión superficial, las precipitaciones y la humedad relativa, también se miden al mismo tiempo. Todo el protocolo se completa dentro de un lapso de tiempo de 10 – 15 minutos. Los valores medidos de AOT a 505 nm y 625 Nm se utilizan para extrapolar los valores de AOT para longitudes de onda de 667 nm, 551 nm, 532 nm y 490 nm. Los valores de AOT medidos y extrapolados se compararon con los valores de la estación AERONET más cercana en el sitio de Wave CIS 6 (AERONET, 28,87 ° N, 90,48 ° W y 33 m sobre el nivel del mar), que está a unos 96 km al sur de XULA. En este estudio rastreamos las variaciones anuales y diarias de AOT durante un período de 12 meses desde septiembre 2017 hasta agosto 2018. También comparamos los datos de AOT de dos fotómetros de mano de GLOBE calibrados de forma independiente en el sitio de XULA. Los datos muestran que los dos instrumentos están en excelente acuerdo.

El fotómetro solar GLOBE mide AOT a λ = 505 nm y λ = 625 nm. El sitio de AERONET en Wave CIS site 6 mide AOT en 15 longitudes de onda diferentes. Para nuestra comparación nos centramos en estas 4 longitudes de onda del sitio AERONET: 667 nm, 551 nm, 532 nm y 490 nm. Para hacer una comparación entre las dos estaciones, extrapolamos AOT a 667 nm, 551 nm, 532 nm y 490 nm para el sitio de XULA. Esto se hace usando los coeficientes Angstrom del sitio de XULA. Para cualquier sitio e instru...

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

Medición de aerosoles espesor óptico de la atmósfera utilizando el globo de mano Sun fotómetro

El objetivo de los métodos presentados aquí es medir el espesor óptico de aerosol de la atmósfera. El fotómetro solar apunta al sol y se graba la mayor lectura de voltaje obtenida en un voltímetro digital incorporado. También se realizan mediciones atmosféricas como la presión barométrica y la humedad relativa.

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

Usando este protocolo podemos medir el espesor óptico del aerosol de la atmósfera utilizando el fotómetro de sol GLOBE de mano con una precisión que es aceptable para la comunidad científica atmosférica. La ventaja de esta técnica es que puede ser utilizada por todo el mundo, desde estudiantes de secundaria hasta estudiantes universitarios. El fotómetro de sol GLOBE es robusto y se puede utilizar en áreas remotas y de difícil acceso.Los protocolos de espesor óptico de aerosol están claramente descritos aquí y son fáciles de seguir. Al tomar medidas AOT siempre es mejor trabajar en pares. Una demostración visual ayuda a entender la técnica de alinear el fotómetro del sol con el sol.A la vista, active el GPS eligiendo la configuración del sensor en el menú del sensor y seleccione GPS. Una vez que el GPS ha adquirido suficientes satélites, se muestran los valores de latitud y longitud. A continuación, pulse para recopilar datos y pulse Guardar.Si la temperatura exterior está por debajo de la temperatura ambiente, mantenga el fotómetro envuelto en espuma térmica cuando no esté en uso. Cuando tome medidas durante los calurosos meses de verano, mantenga el fotómetro a la sombra cuando no esté en uso. Compruebe si el fotómetro produce un voltaje estable de aproximadamente 0,03 voltios en interiores y entre un voltio y cinco voltios cuando se dirige la luz al detector.Para registrar la temperatura del aire, gire el interruptor giratorio a T y registre la lectura de voltaje en el medidor de voltios. La multiplicación de la lectura de voltaje por 100 da la temperatura del aire en grados Celsius. A continuación, coloque el interruptor giratorio en el canal verde del fotómetro con una persona sentada en la silla y apoyando los brazos sobre la mesa.Alinee el fotómetro solar de modo que la luz que pasa a través del agujero en el soporte superior produzca un punto de luz solar centrado sobre el punto de color en el soporte inferior. Haga que la segunda persona registre la lectura en el medidor de voltios, asegurándose de que la mancha solar es estable en el punto. Si la lectura de voltaje está fluctuando, registre el valor máximo.Registre el tiempo en 30 segundos. Para obtener el voltaje oscuro, haga que la persona sentada mantenga el fotómetro del sol alineado al sol con una mano y luego cubra el agujero en el soporte superior con un dedo de la otra mano. Pida a la segunda persona que registre la lectura de voltaje.A continuación, ajuste el interruptor giratorio al canal rojo y repita, grabando voltajes claros y oscuros. Obtenga cinco lecturas de voltaje para el canal verde y cinco lecturas de voltaje para el canal rojo. Mida de nuevo la temperatura del aire.Observe las nubes cerca del sol y utilice el gráfico de nubes GLOBE para comprobar las características observadas. Las nubes de cirrus visibles son fáciles de observar debido a sus característicos hilos delgados. En un día aparentemente claro, si las nubes de cirrus no son visibles pero la lectura de voltaje de luz solar es inferior a 0,5 voltios, se recomienda inferir nubes de cirrus invisibles.Para medir la humedad relativa, sostenga el higrómetro con un brazo extendido lejos del cuerpo. Déjalo en el aire durante unos tres minutos y luego toma primero la lectura de la bombilla seca, seguida de la lectura de la bombilla húmeda. Encuentre la diferencia en las dos lecturas y utilice la tabla de humedad relativa para establecer la humedad relativa.A continuación, utilice un barómetro para medir y registrar la presión atmosférica. Calcule el espesor óptico del aerosol conectando los valores medidos y las constantes en la ecuación AOT. Los valores promedio mensuales de AOT medidos en la Universidad Xavier de Luisiana durante el período de 12 meses indican picos AOT en febrero y mayo.La variación estacional del AOT en el sitio de la Universidad Xavier de Luisiana clasifica diciembre, enero y febrero como invierno. Marzo, abril y mayo como primavera. Junio, julio y agosto como verano.septiembre, octubre y noviembre como otoño. Basado en la extrapolación, AOT para cuatro longitudes de onda, 667 nanómetros, 551 nanómetros, 532 nanómetros y 490 nanómetros, en el sitio de la Universidad Xavier de Luisiana se comparó con los datos de la estación AERONET. Las flechas muestran los picos AOT en febrero y en mayo para ambos sitios.La fiabilidad de los fotómetros solares GLOBE se comprobó comparando dos instrumentos calibrados de forma independiente entre sí. El acuerdo entre los dos fotómetros solares es más fuerte para el canal rojo de 505 nanómetros que el canal verde de 625 nanómetros. Esta diferencia se debe a que el LED rojo tiene una mayor sensibilidad a la temperatura que el LED verde.La variación diaria de AOT fue entre 0.265 por la mañana y 0.06 por la noche para el canal rojo que corresponde a aproximadamente 77% de variación. Los datos muestran un pico a las 9:00 a.m. de 0.265 y otro pico a las 3:00 p.m.de 0,182 para el canal rojo. El canal verde mostró picos similares. Lo más importante a recordar es que estas medidas no funcionan cuando el sol está oscurecido por las nubes de cirrus.La presencia de nubes cirrus puede dar lugar a valores falsos para AOT. El siguiente paso lógico después de esto es utilizar el fotómetro de sol Calitoo con sus canales azul, verde y rojo para validar el fotómetro de sol GLOBE y utilizar ambos instrumentos en los sitios de AERONET. En la actualidad hay más de 400 estaciones de monitoreo AERONET en todo el mundo, pero incluso estas no son suficientes para cubrir todo el planeta.Nuestra esperanza es que los fotómetros solares portátiles GLOBE, utilizando los protocolos que se describen aquí, se puedan utilizar para cerrar las brechas que AERONET deja fuera.

Research

JoVE Journal

Environment

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

Determinación de la actividad enzimática extracelular microbiana en aguas, suelos y sedimentos de los que utilizan y alto rendimiento de microplacas Ensayos

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

Investigación

Medio ambiente

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Medición de Flujo de Gas de efecto invernadero procedentes de los suelos agrícolas Usando cámaras estáticas

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, un método mejorado para InEx<em&gt; In Situ</em&gt; Medición de las partículas y compuestos disueltos procesada por Alimentadores Active Suspension

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

La eliminación del biofilm El uso de aerosoles de dióxido de carbono sin purga de nitrógeno

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

La liberación controlada de dióxido de cloro en un sistema de envasado perforado para extender la vida de almacenamiento y mejorar la seguridad de los tomates de la uva

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

Extracción y caracterización de los agentes tensioactivos de los aerosoles atmosféricos

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

Producción y medición de la materia orgánica particulada en la cámara ambiental de Harvard

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

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Medición de la reología del petróleo crudo en equilibrio con CO<sub2</sub&gt; En las condiciones del yacimiento

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

Preparación de pirita autígena de sedimentos de metano-cojinete para In Situ las análisis de isótopos de azufre en usar 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

Desarrollo de nuevos métodos para cuantificar la densidad de peces utilizando herramientas de estéreo y vídeo subacuáticos

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 ...