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

Detta arbete stöddes ekonomiskt av DOD ARO Grant #W911NF-15-1-0510 och National Science Foundation forskning inledande Awards under Grant nr 1411209. Vi uttrycker vår uppriktiga tacksamhet till fysik och data vetenskap institutionen och avdelningen för utbildning vid Xavier University of Louisiana.

1. fotometerfunktion
Anmärkning: Dessa protokoll görs bäst av två personer som arbetar tillsammans. En person innehar och justerar solfotometern medan den andra personen registrerar mätningarna.
<ol><li>Mät longitud och latitud för platsen med hjälp av GPS. På sajten är det första steget att aktivera GPS genom att välja sensor inställningar från sensor menyn och välja GPS. När GPS: en har skaffat tillräckligt många satelliter visas latitud-och longitudvärd...

<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 första steget i detta protokoll är att definiera studie platsen. Detta görs med hjälp av en GPS för att hitta longituden och latituden för studie platsen. Longitud-och latitudvärdena är viktiga vid beräkningen av AOT med ekvation 1. Under mätningen är det viktigt att solfotometern pekar direkt och stadigt mot solen. Det lilla hålet på den handhållna sol foto meterns övre fäste reducerar mängden spritt ljus som når LED-detektorerna i sol foto metern. Ekvation 1 är en approximation som utgår från a...

Atmosfäriska aerosoler är minut fasta och flytande partiklar (allt från submicron till millimeter storlek) svävande i luften. Vissa aerosoler produceras genom mänsklig verksamhet och andra produceras av naturliga processer1,2,3,4. Aerosoler i atmosfären minskar mängden sol energi som når jordens yta genom att sprida eller absorbera ljus och termisk strålning från solen. Mängden aerosol i atmosfären varierar avsevärt med plats och tid. Det finns säsongs mässiga och årliga förändringar samt episodiska förändringar på grund av händelser som stora damm stormar, vilda bränder eller vulkanutbrott5,6,7,8.
Effekterna av aerosoler på klimatet och folkhälsan är bland de dominerande ämnena i aktuell miljö forskning. Aerosoler påverkar vädret genom att sprida eller absorbera ljus och termisk strålning från solen och genom att fungera som kondens kärnor i bildandet av moln. Aerosoler spelar också en roll i spridningen av patogener i luften och de kan orsaka eller förbättra luftvägs-och hjärt-kärlsjukdomar. Aerosolens optiska tjocklek (AOT) är ett mått på mängden solljus som absorberas eller sprids av dessa aerosoler. Det finns flera markbaserade metoder för övervakning av AOT9,10,11. Det största av de markbaserade AOT-övervakningssystemet är aerosoler Robotic Network (AERONET) projekt. Aeronet är ett nätverk av över 400 övervaknings stationer spridda över hela världen12,13. Trots detta stora antal övervaknings stationer finns det fortfarande stora luckor över hela världen som inte övervakas för AOT. Till exempel är närmaste AERONET-station från vår studie plats cirka 90 km bort. Detta dokument beskriver användningen av en bärbar handhållen solfotometer som kan användas för att överbrygga luckorna mellan AERONET övervaknings stationer. Den bärbara handhållna solfotometern är ett idealiskt instrument för användning av studenter runt om i världen i ett globalt aerosol övervaknings nätverk14,15. Den globala lärande och observationer för att gynna miljön (Globe) programmet ger en plattform för ett sådant nätverk, genom tusentals skolor i alla 50 stater i USA och i nästan 120 andra länder16,17 . Den primära idén med GLOBE-programmet är att använda studenter över hela världen för att ge vetenskapligt värdefulla mätningar av miljö parametrar med hjälp av billig utrustning. Med ordentlig vägledning kan studenter och andra icke-specialister bilda nätverk av handhållna solfotometrar för att fylla luckorna mellan AERONET övervaknings stationer. Den största fördelen med den handhållna solfotometern är att den kan tas till även de mest avlägsna delarna av världen. AOT-mätningar med andra små och transportabla instrument har tidigare använts framgångs rikt för att genomföra forsknings studier i avlägsna och svåråtkomliga områden17,18
Huvud syftet med denna studie är att använda GLOBE handhållna sol foto metrar för att spåra den årliga, dagliga och timvis variation av AOT på vår XULA studie plats och jämföra med mätningar från en närliggande AERONET station. Detta dokument presenterar data för en 12 månaders period från september 2017 till augusti 2018. Detta är det första AOT som registrerats för XULA-webbplatsen. GLOBE-solfotometern mäter AOT vid två våg längder, 505 nm och 625 nm. Den AERONET plats på Wave CIS site 6 åtgärder AOT vid 15 olika våg längder. För vår jämförelse fokuserade vi på dessa 4 våg längder, 667 nm, 551 nm, 532 nm och 490 nm. Vi valde dessa eftersom de är de 4 AERONET våg längder närmast Globen sol foto meter våg längder. För att göra jämförelsen extrapolerade vi AOT-värden vid dessa våg längder för XULA-platsen.
Mätningar av AOT görs varje dag när väder förhållandena tillåter. Mätningar som görs när det finns cirrusmoln i närheten av solen är undantagna i analysen. Tabell 1 visar antalet dagar i varje månad som vi hade helt klar himmel. Sammanlagt exkluderades omkring 47% av de data som togs.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Månad</td>
			<td>September</td>
			<td>Oktober</td>
			<td>November</td>
			<td>December</td>
			<td>Januari</td>
			<td>Februari</td>
			<td>Mars</td>
			<td>Apr</td>
			<td>Kan</td>
			<td>Jun</td>
			<td>Juli</td>
			<td>Augusti</td>
		</tr>
<tr>
<td>Antal dagar</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>Tabell 1: AOT-mätningar utfördes 6 gånger per dag (7:00 am, 9 am, 11 am, sol Noon, 3 am och 5 am). De uppgifter som visas på Tomterna är de månatliga genomsnittliga AOT-värden som tas vid Sol Noon. Under varje mätnings tid; minst fem värden för sol ljusets spänning v och mörker spänningen vDark tas för varje kanal. Medelvärdet för dessa fem mätningar tas som genomsnittet för den mät tiden. Felet i dessa mätningar beräknas som standard avvikelserna för dessa fem mätningar. AOT-värden erhålls med ekvationen som visas under16:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59257/59257eq1.jpg">
V0 är kalibreringskonstant av Solfotometern, R är jorden-sön avstånd i astronomiska enheter, VDark är den mörka spänningen registreras när ljuset blockeras från att passera genom hålet på den övre fästet på Sol foto meter, V är sol ljuset spänningen registreras från solen foto meter när ljuset passerar genom hålet på den övre fästet, enR representerar dämpning av ljus på grund av Rayleigh spridning, p och p0 är den uppmätta och standard atmosfärstryck, respektive, och m är den relativa luft massan. Den relativa luft massan beräknas utifrån de uppgifter som lämnats av den nationella oceaniska och atmosfäriska administrationen (NOAA). Även andra meteorologiska data som temperatur, nederbörd och relativ luft fuktighet mäts samtidigt. Ekvation 1 som anges ovan inkluderar bidragen av optisk tjocklek från ozon. Ozonets effekt på AOT-värden beräknas utifrån tabellerade värden för ozonabsorptionskoefficienten och antagandena om ozonhalten i atmosfären19. Bucholtz20,21 har producerat tabellerade värden av enR baserad på standard atmosfärer. För 505 nm kanal aR ≈ 0,13813 och för 625 nm kanal är det ~ 0,05793.
De data som presenteras här är ett exempel på hur grupper av studenter kan organiseras för att ta långa och ihållande AOT-mätningar. I denna studie använde två elev grupper två oberoende kalibrerade GLOBE-solfotometrar för att spåra den årliga, dagliga och timvis variationen av atmosfärens optiska tjocklek på atmosfären på vår XULA-studie. De två Globe sol foto metrar som används i denna undersökning köptes från IESRE (Institutet för geovetenskap forskning och utbildning, en hade serie nummer RG8-989 och den andra hade serie nummer RG8-990). Innan data från de två instrumenten kunde kombineras genomfördes en Regressions analys för att fastställa överenskommelsen

<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

Här beskriver vi mätningen av aerosolens optiska tjocklek med hjälp av den handhållna sol foto metern från GLOBE. Aerosolens optiska tjocklek (AOT) mättes vid Xavier University of Louisiana (XULA, 29,96 ° N, 90,11 ° W och 3 m över havet). Mätningarna utfördes vid två olika våg längder, 505 nm och 625 nm. AOT mätningar gjordes 6 gånger om dagen (7 AM, 9 AM, 11 AM, sol Noon, 3 PM och 5 PM). De data som visas i detta dokument är de månatliga genomsnittliga AOT-värden som tas vid Sol Noon. Under varje mätnings tid; minst fem värden för sol ljusets spänning v och mörker spänningen vDark tas för varje kanal. Medelvärdet för dessa fem mätningar tas som genomsnittet för den mät tiden. Även andra meteorologiska data som temperatur, yttryck, nederbörd och relativ luft fuktighet mäts samtidigt. Hela protokollet slutförs inom en tids period på 10 – 15 min. De uppmätta AOT-värdena vid 505 nm och 625 nm används sedan för att extraantera AOT-värden för våg längder 667 nm, 551 nm, 532 nm och 490 nm. De uppmätta och extrapolerade AOT-värdena jämfördes sedan med värden från närmaste AERONET-station vid Wave CIS plats 6 (AERONET, 28,87 ° N, 90,48 ° v och 33 m över havet), vilket är ca 96 km söder om XULA. I denna studie spårade vi de årliga och dagliga variationer av AOT för en 12 månaders period från september 2017 till augusti 2018. Vi jämförde även AOT-data från två oberoende kalibrerade GLOBE-solfotometrar på XULA-sidan. Uppgifterna visar att de två instrumenten är i utmärkt samförstånd.

GLOBE-solfotometern mäter AOT vid λ = 505 nm och λ = 625 nm. Den AERONET plats på Wave CIS site 6 åtgärder AOT vid 15 olika våg längder. För vår jämförelse fokuserade vi på dessa 4 våg längder av AERONET webbplats: 667 nm, 551 nm, 532 nm och 490 nm. För att göra en jämförelse mellan de två stationerna extrapolerade vi AOT vid 667 nm, 551 nm, 532 nm och 490 Nm för XULA-platsen. Detta görs med hjälp av XULA-platsens Ångström-koefficienter. För varje given plats och...

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

Mätning av aerosoler optisk tjocklek av atmosfären med hjälp av GLOBE handhållen sol foto meter

Målet med de metoder som presenteras här är att mäta aerosolens optiska tjocklek av atmosfären. Solfotometern är riktad mot solen och den största spännings avläsningen som erhålls på en inbyggd digital voltmeter registreras. Atmosfäriska mätningar som barometertryck och relativ luft fuktighet utförs också.

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

Med hjälp av detta protokoll kan vi mäta atmosfärens aerosoloptiska tjocklek med hjälp av den handhållna GLOBE-solfotometern med en noggrannhet som är acceptabel för det atmosfäriska vetenskapssamhället. Fördelen med denna teknik är att den kan användas av alla från gymnasieelever till högskolestudenter. Globe-solfotometern är robust och kan användas i avlägsna och svårtillträdesområden.De aerosol optiska tjockleksprotokollen är tydligt skisserade här och lätta att följa. När du tar AOT mätningar är det alltid bäst att arbeta i par. En visuell demonstration hjälper till att förstå tekniken att anpassa solfotometern med solen.Vid siktet, aktivera GPS genom att välja sensor setup från sensorn menyn och välj GPS. När GPS:en har skaffat tillräckligt många satelliter visas latitud- och longitudvärden. Tryck sedan på samla data och tryck på spara.Om utetemperaturen är mer än fem grader under rumstemperatur, håll solfotometern inlindad i termiskt skum när den inte används. När du tar mätningar under varma sommarmånader, håll solfotometern i skuggan när den inte används. Kontrollera om solfotometern ger en stabil spänning på ca 0,03 volt inomhus och mellan en volt och fem volt när ljus riktas mot detektorn.För att registrera lufttemperaturen vrider du vridströmbrytaren till T och registrerar spänningsavläsningen på voltmätaren. Multiplicera spänningsavläsningen med 100 ger lufttemperaturen i grader Celsius. Ställ sedan in vridströmbrytaren till solfotometerns gröna kanal med en person som sitter på stolen och vilar armarna på bordet.Rikta solfotometern så att ljuset som passerar genom hålet på det övre fästet ger en solljusplats centrerad över den färgade pricken på bottenfästet. Har den andra personen spela in avläsningen på voltmätaren, se till att solen plats är stabil på pricken. Om spänningsavläsningen fluktuerar, registrera det maximala värdet.Spela in tiden inom 30 sekunder. För att få den mörka spänningen, låt personen som sitter ner hålla solfotometern i linje med solen med ena handen sedan täcka hålet på den övre fästet med ett finger från den andra handen. Be den andra personen spela in spänningsavläsningen.Därefter ställer du in vridbrytaren till den röda kanalen och upprepar, och antecknar ljus och mörka spänningar. Erhåll fem spänningsavläsningar för den gröna kanalen och fem spänningsavläsningar för den röda kanalen. Mät upp lufttemperaturen igen.Observera molnen nära solen och använd CLOUD-molndiagrammet för att bocka av observerade funktioner. Synliga cirrusmoln är lätta att observera på grund av deras karakteristiska tunna wispy strängar. På en till synes klar dag, om cirrusmolnen inte syns men solljusspänningsavläsningen är mindre än 0,5 volt, rekommenderas att dra in osynliga cirrusmoln.För att mäta den relativa luftfuktigheten, håll hygrometern med en förlängd arm bort från kroppen. Lämna den i luften i ca tre minuter och sedan ta den torra glödlampan behandlingen först, följt av den våta glödlampan behandlingen. Hitta skillnaden i de två mätvärdena och använd diagrammet relativ luftfuktighet för att fastställa den relativa luftfuktigheten.Använd sedan en barometer för att mäta och registrera atmosfärstryck. Beräkna den aerosol optiska tjockleken genom att koppla in de uppmätta värdena och konstanterna i AOT-ekvationen. Den månatliga genomsnittliga AOT värden mätt vid Xavier University of Louisiana under 12 månader visar AOT toppar i februari och maj.Den säsongsbetonade varianten av AOT vid Xavier University of Louisiana webbplats kategoriserar december, januari och februari som vinter. Mars, april och maj som vår. Juni, juli, och augusti som sommar.September, oktober och november som höst. Baserat på extrapolering jämfördes AOT för fyra våglängder, 667 nanometer, 551 nanometer, 532 nanometer och 490 nanometer, vid Xavier University of Louisiana-platsen med uppgifterna vid AERONET-stationen. Pilarna visar AOT toppar i februari och i maj för båda platserna.Tillförlitligheten hos GLOBE-solfotometraren kontrollerades genom att två självständigt kalibrerade instrument jämfördes mot varandra. Avtalet mellan de två solfotometrarna är starkare för den röda 505-kanalen än den gröna 625-kanalen. Denna skillnad beror på att den röda lysdioden har starkare temperaturkänslighet än den gröna lysdioden.Den dagliga variationen av AOT var mellan 0,265 på morgonen och 0,06 på kvällen för den röda kanalen vilket motsvarar ca 77%variation. Uppgifterna visar en topp på 9:00 a.m. på 0,265 och en annan topp på 3:00.m.av 0,182 för den röda kanalen. Den gröna kanalen visade liknande toppar. Det viktigaste att komma ihåg är att dessa mätningar inte fungerar när solen skyms av cirrusmoln.Närvaron av cirrusmoln kan resultera i falska värden för AOT. Nästa logiska steg efter detta är att använda Calitoo solfotometer med sina blå, gröna och röda kanaler för att validera GLOBE-solfotometern och använda båda instrumenten i AERONET-platserna. För närvarande finns det över 400 AERONET övervakningsstationer runt om i världen men även dessa är inte tillräckligt för att täcka hela planeten.Vår förhoppning är att GLOBE handhållna sol fotometrar, med hjälp av protokollen beskriver här, kan användas för att överbrygga de luckor som lämnats ut av AERONET.

Research

JoVE Journal

Environment

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

Fastställande av mikrobiell extracellulär enzymaktivitet i Vatten, Jord och sediment med hjälp av hög genomströmning mikroplattor 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

Mätning av Greenhouse Gas Flux från jordbruksmark Använda Statiska 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 förbättrad Inex metod för<em&gt; In Situ</em&gt; Mätning av partikel och lösta föreningar bearbetade Active suspensionsätare

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

Biofilm Borttagning användning av koldioxid Aerosoler utan kväverening

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

Kontrollerad frisättning av klordioxid i en perforerad Packaging System för att förlänga hållbarheten och förbättra säkerheten för 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

Extraktion och karakterisering av Surfactants från atmosfär 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 och mätning av organiska partiklar i Harvard miljömässiga kammaren

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

Mätning av rheologi av råolja i jämvikt med CO<sub&gt; 2</sub&gt; Vid reservoarförhållandena

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

Beredning av Authigenic pyrit från metan-bärande sediment för In Situ svavel isotopen analys använder 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

Utveckling av nya metoder för kvantifiering av fisk densitet med undervattens Stereo-video verktyg

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 ...