Estado actual sobre la capa de ozono y la radiacion
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Estado actual sobre la capa de ozono y la radiación UV en Río Gallegos. PhD Std. Jacobo O. Salvador http://www.uvo3patagonia.com/ CEILAP Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones CITEFA - CONICET 3º Jornada Provincial de Ambiente y Desarrollo Sustentable, Río Gallegos 2009. presentació ón: Indice de la presentaci •Historia del proyecto. •Breve introducci introducció ón sobre la atmó atmósfera •Agujero de ozono •Técnicas de sensado remoto •La tté écnica lidar •Campa Campañ ña SOLAR •Extensi Extensió ón a la comunidad comunidad--Solmaforo Composición de la atmósfera hasta cerca de 90 km de altura Constituyente Proporción Nitrógeno 78 % Oxígeno 21 % Argón 0,9 % Vapor de agua 0,1 % (promedio) Dióxido de carbono 300 ppm Neón 20 ppm Helio 5 ppm Metano 1,7 ppm Ozono (estratósfera) 10 ppm Composición del aire seco a nivel del mar 0.9% 21.0% 0.1% Nitrógeno Oxígeno Argón Otros 78.0% Caracterización de la atmósfera Producción ozono • O2 + hc/λ • de Ο + Ο ( λ < 240 nm ) 2 ( O2 + O O3 ) UD: espesor que tendría una capa formada sólo por ozono para 1013,25 hPa y 0ºC 1 UD = 0,00001 m; Normal: 300 UD = 3 mm CFC Compuestos de Cl, F, C – Desarrollados por Midgely en 1928 para reemplazar al amoníaco como refrigerante – Alta estabilidad, poca toxicidad, propiedades térmicas adecuadas para refrigeración – Utilizados en refrigeración, propelente de aerosoles, espumas sintéticas – Pueden permanecer entre 50 y 100 años en la atmósfera Sitio de Medición Río Gallegos 2006: Año de records Octubre 20 de 2006 Imagen satelital OMI. Fuene NASA Área del agujero Temperatura mínima en la Estratósfera TOMS mide columna total de O3 35 km ESTRATÓSFERA ALTA 75% O3 BAJA 15 % O3 18 km 11 km TROPÓSFERA (10 % O3) DIAL de O3 mide el perfil entre 18 -35 km Espectrorradiómetro Dobson (columna total) Estación terrena Villa Ortúzar Principio de la técnica LIDAR Ligth Detection And Ranging Radiación retrodispersada Altitud= ct/2 Señal Lidar Altura Aerosol Dispersión Mie 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 Dispersión Rayleigh 2 Señal retrodispersada Nuestras mediciones: •Condiciones de noches claras •5 horas de recolección de datos •Sin aerosoles estratosféricos Emisión (laser) Recepción (telescopio) Esquema básico de un lidar Objetivos • • Estudiar la capa de ozono en el sur Argentino Estudiar el paso del vórtice polar por la parte sur de la Argentina • Caracterizar la atmósfera con mediciones complementarias de: Mediciones de retrodifusión de aerosoles Rio Gallegos Relación de mezcla de vapor de agua 51º 36’ S, 69º 14’ W Mediciones radiométricas en superficie Campaña SOLAR • • • • • • Lugar Elegido: Río Gallegos, Provincia de Sta.Cruz, Argentina. Lat: 51º 36’ S, Lon: 69º 19’ W Distancia desde Buenos Aires 2612 km (ruta):. 3 hs.tiempo de vuelo aprox. Buenos Aires Argentina c Río Gallegos Argentina Punta Arenas Chile Instrumental. 4 .0 6.0 2 .0 4 .0 8 .20 .0 0 .0 10 . 0 2,0 4 ,0 0,0 6,0 6.0 4 .0 6.0 8 . 02 .0 0 .0 2,0 1 0 ,0 0.00 4 ,0 0,0 0.00 0.00 8.0 0 .0 10 . 0 8,0 10 . 0 6,0 8,0 1 0 ,0 Spectrophotometer Brewer MK-IV #124 Radiacion solar UV espectral. Columna total O3,SO2,NO2. INPE en colaboracion con CEILAP-(CITEFA-CONICET) para el año Polar Internacional Nuevo Sistema DIAL Móvil Subsistemas de adquisición y detección Subsistema de recepción y emisión Nuevo Sistema DIAL Móvil Subsistema Emisor:láseres Lambda Physik LSX 210i excimer laser (XeCl) • Longitud de onda emitida • Energía emitida • Frecuencia • Divergencia 308 nm ~200 mJ/pulse (max. 300 mJ/pulse) 30 Hz (max. 100 Hz) 0.4 mrad Nuevo Sistema DIAL Móvil Subsistema Emisor: láseres Quantel 980 Nd-YAG Laser •Longitud de onda emitida • Energía emitida • Frecuencia de repetición • Divergencia 1.06 µm, 532 nm, 355 nm ~40 mJ/pulse (max. 130 mJ/pulse) @355 30 Hz (max. 30 Hz) 0.6 mrad Receptor Cuatro Telescopios Newtonianos 50 cm diametro f/2 Detalle de los telescopios Soporte de la Fibra óptica Estructura principal de montaje de los telescopios Estación Río Gallegos Radiómetro UV-B Radiómetro de Banda Angosta GUV 541 Radiómetro UV-A Piranómetro Cronograma de mediciones de perfiles de ozono en la Campaña SOLAR • Dos períodos intensivos entre Agosto – Noviembre 2005 y 2006 • Mediciones Rutinarias entre Diciembre de 2005 y Julio de 2006 Estadística de las mediciones de ozono. Período Intensivo 2005 Agosto Septiembre Octubre Noviembre 10 perfiles 9 perfiles 6 Perfiles 4 Perfiles Lidar Lidar Lidar Lidar Ozono Total (DU) August 10 Lidar Profiles Día Juliano (1 = 1 enero) Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Sitio de Medición Río Gallegos Stratospheric Ozone Profiles measurements at Rio Gallegos. August 2005 Monitoring of Ozone Reduction SOLAR Campaign 2005 Stratospheric Ozone Profiles measurements at Rio Gallegos. September 2007 Medición deperfiles de ozono estratosférico en Rio Gallegos. Altura (KM) Octubre 9 2005 Densidad Numérica de ozono [molc/cm^3] Monitoreo de la reducción de ozono en 2005 Estación Río Gallegos Canal de 305 nm Radiómetro de Banda Angosta GUV 541 Ozone hole dilution Ozone hole overpass Campaña SOLAR Estadística de mediciones de ozono Período intensivo de mediciones 1 Agosto- 20 Noviembre 2005 •Nro de Mediciones de ozono estratosférico: 29 •Tiempo de adquisición: 6210 minutos =103,5 hs. •Nro de pulsos láser emitidos = 11.178.000 •Información producida = 1Gb. •Mediciones de aerosoles: 14 •Tiempo de adquisición: 60 hs. •Información producida: 560 Mb. 3º Jornada Provincial de Ambiente y Desarrollo Sustentable, Río Gallegos 2009. Motivación de este proyecto: Dar a difundir el Índice UV medido a la comunidad Utilizando instrumental y facilidades de la campaña SOLAR Esquema de funcionamiento Prototipo 2005 Enlace de Microondas Con la ciudad Biómetro BAM Río Gallegos Oficina de Medio Ambiente Esquema de funcionamiento del Solmáforo Versión 2006 Sensor UV Central Meteorológica Computadora de control Solmáforo Prototipo Experimental de Solmáforo Solmáforo Nivel Índice UV Atención Código de colores Extremo 17+ 16 Muy Alto 15 14 13 12 11 Alto Moderado Bajo 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Luz púrpura encendida Evite exponerse al sol Luz roja encendida Extreme las precauciones ¡Busque la sombra! Son Imprescindibles camisa, crema de protección solar y sombrero Luz naranja encendida Necesita Protección Extra Manténgase a la sombra durante las horas centrales del día. Son Imprescindibles camisa, crema de protección solar y sombrero Luz amarilla encendida Necesita Protección Manténgase a la sombra durante las horas centrales del día. Póngase camisa, crema de protección solar y sombrero Luz verde encendida Puede permanecer en el exterior sin mayor riesgo para su piel, salvo para pieles muy sensibles al Sol (en tal caso consultar al especialista) Prototipo Experimental Solmáforo Esquema de Funcionamiento Estado del Solmáforo Prototipo Experimental Solmáforo Esquema de Funcionamiento Estado del Solmáforo Hora: 10:00 Prototipo Experimental Solmáforo Esquema de Funcionamiento Estado del Solmáforo Hora: 11:00 Prototipo Experimental Solmáforo Esquema de Funcionamiento Estado del Solmáforo Hora: 12:00 Prototipo Experimental Solmáforo Esquema de Funcionamiento Estado del Solmáforo Hora: 14:00 Prototipo Experimental Solmáforo Esquema de Funcionamiento Estado del Solmáforo Hora: 14:00 Prototipo Experimental Solmáforo Esquema de Funcionamiento Estado del Solmáforo Hora: 18:00 Agradecimientos • Subsecretaria de medio ambiente de Sta Cruz • Al Centro Ambiental de la Municipalidad de RG. • A la BAM RG • A la División Lidar del CEILAP • A la JICA Gracias [email protected] www.division-lidar.com.ar www.uvo3patagonia.com
