Desenvolvimento e calibração de fotômetro solar para medições da profundidade óptica por aerossóis e coluna de água precipitável

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Cerqueira Júnior, João Gualberto de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS CLIMÁTICAS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Profundidade óptica por aerossol; Método de Langley modificado; Água precipitável; Calibração; Fotômetro solar
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20009

O objetivo do trabalho foi estudar a possibilidade de calibração do fotômetro solar multibanda (FSM-4), desenvolvido para esse trabalho, que opera nas bandas de 500 nm, 670 nm 870 nm e 940 nm. Investigou-se a estabilidade da profundidade óptica da atmosfera em um sítio na cidade de Caicó/RN, situada região semiárida do nordeste do Brasil. O sítio é uma região afastada de grandes centros e de atividades geradoras de poluição atmosférica. Foram coletados dados de irradiância solar direta em duas campanhas distintas durante o período seco, sendo uma em Dezembro de 2012 e outra em Setembro de 2013, para fins de calibração do protótipo. Para a calibração foram utilizados os métodos de Langley (ML) e método modificado de Langley (MLM), fazendo-se uso das medidas coletadas. Para as bandas de 500 nm, 670 nm e 870 nm, utilizadas para a medida da profundidade óptica por aerossóis (AOD), foi utilizado o ML e para a banda de 940 nm, na qual é medida a coluna de água precipitável (PWC) ou vapor de água na atmosfera, utilizou-se o MLM. Dentre os vários componentes constituintes da atmosfera, o vapor de água e os aerossóis são os que apresentam a maior variabilidade temporal, devido a fenômenos naturais e antropogênicos, e exercem um papel importante no balanço de energia do planeta. O que justifica os esforços para o desenvolvimento de um equipamento de baixo custo. Assim, por meio do ML e MLM aplicado aos dados coletados, foram observadas variabilidades na AOD e PWC para as quatro bandas, nos dois períodos estudados. Essa variabilidade da AOD e PWC no momento da coleta, que se dá por meio do espalhamento ou absorção da radiação solar na atmosfera, prejudicam o ajuste da reta aos dados e dificultando a obtenção da constante de calibração. Entretanto a região ainda não pode ser totalmente descartada como sítio de calibração, pois as campanhas foram de duração reduzida e as metodologias devem ser testadas em outros períodos do ano. Como alternativa para a calibração do fotômetro solar, foi feito um estudo de curta duração, junto ao fotômetro da rede mundial AERONET (AERsol RObotic NETwork), instalado em Petrolina/PE, da agência espacial americana (NASA). Foram coletados dados durante três dias com os instrumentos AERONET e FSM-4 operados simultaneamente no mesmo local. Por meio das técnicas de ML e MLM foram obtidos valores para teste das constantes de calibração. Foi observada uma convergência dos valores, apesar da pouca quantidade de dados coletados. A metodologia mostrou-se uma alternativa viável para a calibração do FSM-4.