Determinação do espectro UV-B utilizando o radiômetro GUV: aplicação a medidas realizadas em Punta Arenas

• Main Author: Félix de La Cruz Zamorano Banda
• Other Authors: Enio Bueno Pereira
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2003
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2003/05.28.11.16

Este trabalho apresenta um modelo semi-empírico para reconstituir o espectro de irradiância global na faixa de radiação solar correspondente ao UV-B, a partir de dados de irradiância global obtidos com o radiômetro GUV (Ground-based Ultraviolet Radiometer). O modelo emprega simulações computacionais usando o modelo de transferência radiativa STARSCI (System for Transference of Atmospheric Radiation, SCI) em combinação com dados atmosféricos e medidas de irradiância nos canais 305 nm e 320 nm do GUV. Um total de 3.334.786 simulações foram feitas para obter uma base de dados que permite a obtenção do ozônio total no local de medição e a reconstituição do espectro de irradiância na faixa (295 320)nm com uma resolução de 1 nm. Os resultados apresentam boa concordância com valores obtidos através de outros instrumentos usados como referência: como o espectrofotômetro Brewer e o TOMS (Total Ozone Mapping Spectrofotometer) a bordo do satélite Earth Probe. Comparações feitas com dados do ano 1999 obtidos em Punta Arenas (53,2°S 70,1°O), Chile, sob diferentes condições de céu (limpo, parcialmente encoberto de nuvens e com cobertura total de nuvens) e dias com distintas condições de ozônio (ozônio alto, normal e buraco de ozônio) apresentam erro percentual absoluto não maior a 1,5\% no caso da estimativa do ozônio, quando comparado com o Brewer. Na estimativa da irradiância espectral em dias com céu limpo e dias nublados os resultados obtidos em diferentes ângulos solares de zênite mostram um desempenho muito bom do modelo, quando comparado com o Brewer, com valores RMSE (Root Mean Square Error) de 5x10$^{-4}$ Wm$^{-2}$nm$^{-1}$ para comprimentos de onda maior ou igual a 300 nm, e de 5x10$^{-3}$ Wm$^{-2}$nm$^{-1}$ para comprimentos de onda menor a 300 nm. Nestas faixas de comprimento de onda, os parâmetros de correlação CC (Correlation Coefficient) foram 0,996 e 0,982, respectivamente. === This work presents a semi empirical model to retrieve the global UVB solar spectral irradiance from global irradiance data obtained by a ground-based Ultraviolet Radiometer, GUV. The model uses computational simulations of the STARSCI (System for Transference of Atmospheric Radiation, SCI) model in combination with atmospheric data and global irradiances measured at 305nm and 320nm channels of the GUV. A total of 3,334,786 simulations were completed to enable the input dataset to estimate the local total ozone and to reconstitute the spectral irradiances at wavelengths between 295nm to 320nm, with 1nm resolution. The results showed good agreement with measurements obtained by reference instruments such as a Brewer Spectrophotometer and TOMS (Total Ozone Mapping Spectrophotometer) on board the Earth Probe satellite. Comparisons were made with global irradiance data for Punta Arenas (53.2°S, 70.1°W), Chile, for year 1999 under different sky conditions (clear sky, partially cloudy and overcast), and distinct ozone conditions (high, normal and ozone hole). Results present errors of less than 1.5\% in ozone estimation when compared with the Brewer. Estimations of the spectral irradiance in clear skies and cloudy skies, in different solar zenith angles, show a good performance of the model, when compared with the Brewer, with RMSE (Root Mean Square Error) values of 5x10$^{-3}$Wm$^{-2}$nm$^{-1}$ for the 295nm to 300nm integrated band, and 5x10$^{-4}$ Wm-2nm$^{-1}$ for the integrated band between 300nm and 320nm. In these integrated bands, the correlation coefficients were 0.996 and 0.982, respectively.