Fotómetro Solar del (CR)2

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roberto_fotometro(Revista Beauchef Magazine, FCFM, 2014) 

En noviembre de 2013, el Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR2) de la FCFM adquirió un nuevo instrumento para estimar la composición atmosférica haciendo uso de la radiación solar en distintas frecuencias. El Automatic Suntracking Photometer o Fotómetro Solar tiene la particularidad de poseer filtros que permiten medir la radiación solar entre los 340 a los 1640 nm de longitud de onda, cubriendo desde una parte del UV hasta el infrarrojo cercano. Con ello se podrá acceder a la estimación de los valores integrados en la columna para el ozono, el vapor de agua y el espesor óptico de aerosoles que es parte del residuo del espesor óptico total atmosférico producido por la dispersión y absorción de otros gases.

Gracias a este instrumento, autofinanciado por el CR2, se podrá llenar un vacío de datos continuos de espesor óptico de aerosoles sobre Santiago, permitiendo, por ejemplo, estimar el efecto radiativo de este en la capital. Además, los datos que se obtengan servirán para el estudio del factor antrópico sobre el clima, así como para la caracterización y daños de dichas partículas  sobre la salud de las personas.

El Fotómetro Solar, que es el segundo en nuestro país, se encuentra provisoriamente en el techo del edificio de Geofísica y ya está en funcionamiento. Se espera que durante marzo esté en operación con la red global de fotómetros AERONET (Aerosol Robotic Network), con lo cual cualquier investigador del mundo podrá tener acceso a los datos del instrumento.

(28 de noviembre) El (CR)2  ha adquirido un fotómetro solar, instrumento que permitirá conocer de mejor manera la distribución de tamaño de los aerosoles y su espesor óptico.

Este instrumento permitirá, por un lado, calibrar las estimaciones hechas con modelos y, por otro,  a través de plataformas satelitales obtener parámetros claves para la determinación de los impactos sobre el balance radiativo.  Los datos que se obtengan con el fotómetro, son de suma importancia para el estudio del factor antrópico sobre el clima, así como para la caracterización y daños de dichas partículas  sobre la salud de las personas.

Usando el fotómetro en combinación con el LIDAR – existente en la Dirección Meteorológica de Chile DMC- o el nefobasímetro instalado en el Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile, se podrá inferir información distribuida en altura relativa a las características ópticas de los aerosoles.

Además, como Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2, podremos ser parte de la red Global AERONET ( Aerosol Robotic Network) que ayuda en la caracterización del forzamiento por aerosoles (http://aeronet.gsfc.nasa.gov/)

Respecto a la capacitación en el uso de esta herramienta, la semana pasada contamos con la visita de las investigadoras Victoria Cachorro y Yasmine Bonnouna – del Grupo de Óptica Atmosférica (GOA) de la Universidad de Valladolid de España- quienes dictaron un curso tutorial sobre mediciones fotométricas y colaboraron en la puesta en marcha del instrumento.

Una vez que entre a operar en la red internacional AERONET; Los encargados del instrumento son el profesor Roberto Rondanelli y la alumna de Doctorado en Fluidodinámica Cecilia Farías, y el equipo opera bajo la Linea de Investigación del CR2 Modelación y Sistemas de Observación, donde la directora es Laura Gallardo.

-Descripción (funcionalidades) y expectativas.

Los fotómetros solares han sido usados desde hace más de 100 años para estimar la composición atmosférica haciendo uso de la radiación solar en distintas frecuencias. En particular, durante un día despejado, es posible estimar la cantidad de radiación dispersada por los aerosoles o pequeñas partículas que se encuentran en la atmósfera, así como la composición gaseosa de vapor de agua y ozono en la columna, haciendo uso de «canales» en el instrumento, que absorben radiación en las longitudes de onda del vapor de agua y del ozono. En el caso particular del fotómetro adquirido por el CR2, los filtros permiten medir la radiación solar a 340, 380, 440, 500, 675, 870, 936, 1020 y 1640 nm de longitud de onda, cubriendo desde una parte del UV hasta el infrarrojo cercano, lo que permite la estimación de los valores integrados en la columna para: el ozono, el vapor de agua, y el espesor óptico de aerosoles como residuo del espesor óptico total atmosférico debido a la dispersión y absorción de otros gases. Además, a partir de algoritmos de inversión, es posible también conocer bajo ciertos supuestos una distribución de tamaño de partículas. 

La principal importancia de este instrumento es que viene a llenar un vacío de datos continuos de espesor óptico de aerosoles sobre Santiago, que permiten por ejemplo estimar el efecto radiativo de los aerosoles en Santiago, tanto por su interés en la investigación básica de aerosoles y dispersión, como en su uso aplicado, por ejemplo en la estimación de la pérdida de radiación solar por efecto de la existencia de estos aerosoles sobre el aire de la ciudad. Un uso adicional del instrumento es que permite la posibilidad de contar con un instrumento «patrón» que permite el desarrollo de nuestros propios fotómetros, tarea en la que estudiantes de la Facultad han principiado tanto en el curso taller de proyecto, como en prácticas de Ingeniería Eléctrica y Geofísica. Existe en operación un fotómetro AERONET en la ciudad de Arica, y se espera que pronto la Universidad de Concepción tenga operativo otro.
-Lugar donde estará ubicado
En algún techo de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Mientras dure su periodo de pruebas se encuentra en el techo del Edificio de Civil-Geofísica.

-Desde cuándo empieza a operar?
El equipo se encuentra tomando datos desde el día siguiente a llegar a la Facultad (23 de Noviembre). Estará en operación en la red global de fotómetros AERONET esperamos durante el mes de Marzo del próximo año.

-Cómo se obtuvo el equipo? Cómo se financió?
Fue adquirido y financiad por el centro de excelencia CR2: Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia,  Fondap-Conicyt 15110009
-Quiénes podrán ocuparlo?
Una vez que entre a operar en la red internacional AERONET; cualquier investigador del mundo podrá tener acceso a los datos del instrumento. Los encargados del instrumento son el profesor Roberto Rondanelli y la alumna de Doctorado en Fluidodinámica Cecilia Farías, y el equipo opera bajo la Linea de Investigación del CR2 Modelación y Sistemas de Observación, donde la directora es Laura Gallardo.
-Hay más en Chile?
Sí, hay uno en Arica operando en la red AERONET. El encargado de Miguel Rivas Avila, Facultad de Ciencias de la Universidad de Tarapacá 

 

-Nombre del equipo: Automatic Suntracking Photometer

-Marca: Cimel Electronique

-Modelo: CE318N-EBS9

-País de procedencia: Francia

-Valor: 35.000 euros (35.655,60)