Utilización del fotómetro cimel (aeronet) para el análisis de parámetros microfísicos y radiativos del aerosol atmosférico en el suroeste de la península ibérica

Resumen

El Grupo de Óptica Atmosférica de la Universidad de Valladolid (GOA-UVA) participa en la red mundial de medida fotométrica de aerosoles AERONET (AErosol RObotic NETwork) desde el año 2000. En este año fue instalado un fotómetro Cimel, perteneciente al GOA-UVA, en la estación de 'El Arenosillo' (Huelva), del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial. Esto fue posible gracias a la colaboración tanto de dicha institución como al Laboratorio de Óptica Atmosférica (LOA) de la Universidad de Lille. En trabajos anteriores del GOA-UVA se ha analizado el espesor óptico de aerosol y el coeficiente alfa de Ångström, como parámetros primarios y fundamentales para la caracterización del aerosol atmosférico, lo que ha dado lugar a una primera climatología de estos parámetros de aerosol sobre esa área de estudio. Dichos parámetros se obtienen a partir de las medidas de irradiancia directa del fotómetro Cimel. En esta memoria se pretende ampliar dicho estudio, realizando un análisis detallado de otras propiedades ópticas del aerosol en columna, obtenidos a partir de algoritmos de inversión de las medidas de radiancia del cielo en el almucantar solar realizadas por el mismo aparato, junto con las medidas de espesor óptico de aerosol. El algoritmo de inversión nos proporciona por una parte la distribución de tamaño de partículas junto con sus parámetros microfísicos asociados, como la concentración de partículas en volumen, el radio efectivo, etc., a fin de definir las características y rangos de los parámetros físicos asociados tanto a las partículas finas como a las gruesas. Por otro lado, respecto a la estimación de los parámetros radiativos, como son la función de fase, el albedo de scattering simple y el índice de refracción complejo, se tiene en cuenta que solo para el caso de valores de espesor óptico alto el error en su determinación será aceptable. De no ser así, los errores se disparan y con ello la fiabilidad de los parámetros. Durante el desarrollo del presente trabajo el algoritmo de inversión de la red AERONET sufrió modificaciones, produciendo un cambio en los primeros resultados extraídos de un periodo corto de estudio, cambios que han sido analizados, ya que no hay trabajos publicados que comparen los resultados en ambas versiones. Con esta última versión se estudiaron las evoluciones temporales de los diferentes parámetros microfísicos, así como la estadística de la serie analizada y la correspondiente a los promedios mensuales e interanuales. Esto nos permitió conocer los valores típicos en nuestra estación así como identificar la alta variabilidad de las masas de aire de la zona, plasmado en las grandes diferencias entre las distribuciones de tamaño de partículas, hasta incluso en un mismo día. Se complementa el estudio con el análisis según el tipo de aerosol, lo que permitió definir mejor las características de la zona, con las contribuciones porcentuales de cada tipo, predominantemente marino y fuertemente influenciado por la entrada de masas de aire norteafricanas. Este estudio aplicado a los parámetros radiativos se realizó tanto para los datos con alto como con bajo espesor óptico, siendo los resultados relevantes sólo para los casos de aerosol clasificado como desértico y quema de biomasa, es decir, los de espesor óptico alto. Por último se presenta un breve estudio comparativo con otro algoritmo de inversión, desarrollado por el Grupo de Física de la Atmósfera de la Universidad de Granada, de las medidas de irradiancia directa y radiancia del cielo pero utilizando para este último caso la geometría del plano principal solar, abriendo una puerta a futuros estudios. Con todo ello podremos acotar los rangos de aplicabilidad de los productos de AERONET en nuestra estación.