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Mejora de la vigilancia del ozono mediante espectrometría FTIR en tierra

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Observaciones precisas de las concentraciones atmosféricas de ozono (O3) son esenciales para monitorizar en detalle su papel clave en la química atmosférica. El artículo titulado «Improved ozone monitoring by ground-based FTIR spectrometry» y publicado por Atmospheric Measurement Techniques Discussion (AMTD), examina la calidad de diferentes estrategias de inversión de O3 mediante la espectrometría FTIR (Fourier Transform InfraRed), usando para ello la serie de 20 años de espectros solares de alta resolución adquiridos desde 1999 hasta 2018 en el Observatorio de Izaña (IZO, España) en el contexto de la NDACC (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change). En particular, se ha investigado el efecto de dos de los factores más influyentes: la región espectral utilizada en las recuperaciones de O3 y la inclusión de un ajuste del perfil de temperatura atmosférica. El análisis teórico y experimental de la calidad de los diferentes productos FTIR O3 (columna total, TC, y perfiles de la relación de mezcla en volumen, VMR) proporcionan resultados consistentes. La combinación de una selección óptima de las líneas de absorción espectral de O3 y una inversión simultánea del perfil atmosférico de temperatura ofrece los mejores productos FTIR O3, con una precisión superior al 0.6–0.7% para la columna de ozono en comparación con las observaciones coincidentes de espectrómetros Brewer NDACC, utilizadas como referencia. Sin embargo, esta precisión solo se obtiene siempre que el espectrómetro FTIR esté bien caracterizado y sea estable en el tiempo. Para instrumentos inestables, se ha encontrado que la inversión de temperatura produce una importante influencia negativa en las inversiones de O3 al aumentar la interferencia cruzada entre la respuesta instrumental y el perfil de temperatura. Esta interferencia cruzada se vuelve especialmente notable por encima de la troposfera superior/estratosfera inferior como se documenta teóricamente, así como experimentalmente, al comparar los perfiles FTIR O3 con los medidos usando ozono sondeos (ECC) adquiridas dentro de NDACC (ver Figura 1). Por tanto, debe tenerse en cuenta para una monitorización precisa de la distribución vertical de O3, especialmente a largo plazo.

Figura 1: Resumen de la intercomparación FTIR-ECC para los periodos 1999-2004, 2005-Mayo 2008, y Junio 2008-2018. (a), (d), y (g) representan el perfil vertical de las diferencias relativas (M) (FTIR-ECC, en %) para los tres periodos, respectivamente. (b), (e), y (h) igual que (a), (d), y (g), pero para la desviación estándar de las diferencias relativas (σ, en %). (c), (f), y (i) igual que (a), (d), y (g), pero para el coeficiente de correlación de Pearson. 1000, 1000T, 4MWs, 4MWsT, 5MWs, y 5MWsT se refiere a las diferentes estrategias de inversión analizadas en este trabajo. Remitirse a García et al. (2021) para más detalles.

Para más información remitirse a: García, O. E., Sanromá, E., Schneider, M., Hase, F., León-Luis, S. F., Blumenstock, T., Sepúlveda, E., Redondas, A., Carreño, V., Torres, C., and Prats, N.: Improved ozone monitoring by ground-based FTIR spectrometry, Atmos. Meas. Tech. Discuss. https://doi.org/10.5194/amt-2021-67, in review, 2021. https://amt.copernicus.org/preprints/amt-2021-67/

 

Fuente: Publicado: 4 de mayo de 2021