Bases de datos de observaciones de química atmosférica

Durante los últimos dos siglos se han realizado muchas observaciones químicas ambientales desde una variedad de plataformas terrestres, aéreas y orbitales y se han depositado en bases de datos . Muchas de estas bases de datos están disponibles públicamente. Todos los instrumentos mencionados en este artículo brindan acceso público en línea a sus datos. Estas observaciones son fundamentales para desarrollar nuestra comprensión de la atmósfera de la Tierra y cuestiones como el cambio climático , el agotamiento del ozono y la calidad del aire . Algunos de los enlaces externos proporcionan repositorios de muchos de estos conjuntos de datos en un solo lugar. Por ejemplo, la Base de datos química atmosférica de Cambridge es una gran base de datos en un formato ASCII uniforme . Cada observación se complementa con las condiciones meteorológicas, como la temperatura , la temperatura potencial , la altura geopotencial y la latitud PV equivalente .

Observaciones desde tierra y globos

Observaciones de la NDSC . La Red para la Detección del Cambio Estratosférico (NDSC, por sus siglas en inglés) es un conjunto de estaciones de investigación de sondeo remoto de alta calidad para observar y comprender el estado físico y químico de la estratosfera. El ozono y los principales compuestos químicos y parámetros relacionados con el ozono están destinados a la medición. La NDSC es un componente importante del esfuerzo internacional de investigación de la atmósfera superior y ha sido avalada por agencias científicas nacionales e internacionales, incluida la Comisión Internacional del Ozono, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Los instrumentos y mediciones principales son: lidar de ozono (perfiles verticales de ozono desde la tropopausa hasta al menos 40 km de altitud; en algunos casos también se medirá el ozono troposférico). lidar de temperatura (perfiles verticales de temperatura desde aproximadamente 30 a 80 km). lidar de aerosol (perfiles verticales de profundidad óptica de aerosol en la estratosfera inferior). lidar de vapor de agua (perfiles verticales de vapor de agua en la estratosfera inferior). Microondas de ozono (perfiles verticales de ozono estratosférico de 20 a 70 km). Microondas de H ₂ O (perfiles verticales de vapor de agua de unos 20 a 80 km). Microondas de ClO (perfiles verticales de ClO de unos 25 a 45 km, dependiendo de la latitud). Espectrógrafo ultravioleta/visible (abundancia en columna de ozono, NO ₂ y, en algunas latitudes, OClO y BrO). Espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier (abundancia en columna de una amplia gama de especies, incluyendo ozono, HCl, NO, NO ₂ , ClONO ₂ y HNO ₃ ).
Observaciones del MkIV . El interferómetro MkIV es un espectrómetro de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR), diseñado y construido en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en 1984, para detectar de forma remota la composición de la atmósfera de la Tierra mediante la técnica de espectrometría de absorción solar. Esto nació de la preocupación de que los contaminantes creados por el hombre (por ejemplo, los clorofluorocarbonos, los gases de escape de los aviones) pudieran perturbar la capa de ozono. Desde 1984, el interferómetro MkIV ha participado en 3 campañas polares de la NASA DC-8 y ha completado con éxito 15 vuelos en globo. Además, el interferómetro MkIV realizó más de 900 días de observaciones terrestres desde muchos lugares diferentes, incluido McMurdo , en la Antártida , en 1986.
Observaciones de sondas . El Centro Mundial de Datos sobre el Ozono y la Radiación Ultravioleta (WOUDC) es uno de los cinco Centros Mundiales de Datos que forman parte del programa Vigilancia de la Atmósfera Global (VAG) de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). El WOUDC es operado por la División de Estudios Experimentales del Servicio Meteorológico de Canadá (MSC), anteriormente Servicio del Medio Ambiente Atmosférico (AES), Environment Canada y está ubicado en Toronto. El WOUDC comenzó como el Centro Mundial de Datos sobre el Ozono (WODC) en 1960 y produjo su primera publicación de datos de Datos de Ozono para el Mundo en 1964. En junio de 1992, el AES aceptó una solicitud de la OMM para agregar datos de radiación ultravioleta al WODC. Desde entonces, el Centro de Datos ha cambiado de nombre a Centro Mundial de Datos sobre el Ozono y la Radiación Ultravioleta (WOUDC) con dos partes componentes: el WODC y el Centro Mundial de Datos sobre la Radiación Ultravioleta (WUDC).

Observaciones aéreas

Observaciones desde aeronaves . Se han llevado a cabo numerosas campañas desde aeronaves como parte del Programa de Ciencias Suborbitales y la Oficina de Proyectos de Ciencias de la Tierra ha elaborado un resumen de dichas campañas. Se puede acceder a los datos desde los archivos de la Oficina de Proyectos de Ciencias de la Tierra.
Observaciones MOZAIC . El programa MOZAIC (Medición de ozono y vapor de agua por aviones en servicio de AIrbus) fue iniciado en 1993 por científicos europeos, fabricantes de aeronaves y aerolíneas para recopilar datos experimentales. Su objetivo es ayudar a comprender la atmósfera y cómo está cambiando bajo la influencia de la actividad humana, con especial interés en los efectos de las aeronaves. MOZAIC consiste en mediciones automáticas y regulares de ozono y vapor de agua realizadas por cinco aviones de pasajeros de largo alcance que vuelan por todo el mundo. El objetivo es construir una gran base de datos de mediciones que permita estudiar los procesos químicos y físicos en la atmósfera y, por lo tanto, validar los modelos globales de transporte químico. Los datos MOZAIC proporcionan, en particular, climatologías detalladas de ozono y vapor de agua a 9-12 km donde las aeronaves subsónicas emiten la mayor parte de sus gases de escape y que es un dominio muy crítico (por ejemplo, intercambios radiativos y S/T) aún imperfectamente descrito en los modelos existentes. Esto será valioso para mejorar el conocimiento sobre los procesos que ocurren en la troposfera superior/estratosfera inferior (UT/LS), y el tratamiento del modelo de la química y el transporte cerca de la tropopausa. Los datos MOZAIC son de acceso restringido, para obtener acceso es necesario completar los formularios.
Observaciones de CARIBIC . El proyecto CARIBIC (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the atmosphere Based on an Instrument Container) es un proyecto científico innovador para estudiar y monitorear importantes procesos químicos y físicos en la atmósfera de la Tierra. Se realizan mediciones detalladas y extensas durante vuelos de larga distancia a bordo del Airbus A340-600 "Leverkusen" (http://www.flightradar24.com/data/airplanes/D-AIHE/). Desplegamos un contenedor de carga aérea con aparatos científicos automatizados, que están conectados a una entrada de aire y partículas (aerosol) debajo de la aeronave. A diferencia de MOZAIC, CARIBIC solo está instalado en una aeronave, pero mide un espectro mucho más amplio de componentes atmosféricos (CARIBIC -> instrumentación). Tanto CARIBIC como MOZAIC están integrados en IAGOS. Existen datos de 1998 a 2002 y de 2004 a la actualidad. Se pueden solicitar a través de CARIBIC -> acceso a datos.

Observaciones del transbordador espacial

Observaciones ATMOS . El experimento de espectroscopia de moléculas traza atmosféricas (ATMOS) es un espectrómetro infrarrojo (un interferómetro de transformada de Fourier) diseñado para estudiar la composición química de la atmósfera. En esta sección podrá leer información general y detallada sobre por qué y cómo funciona el instrumento. El instrumento ATMOS ha volado cuatro veces en el transbordador espacial desde 1985. El predecesor de ATMOS, que volaba en aviones y plataformas de globos de gran altitud, nació a principios de la década de 1970 debido a la preocupación por los efectos de los productos de escape del transporte supersónico en la capa de ozono. El experimento fue rediseñado para el transbordador espacial cuando se descubrió el potencial de destrucción del ozono por parte de los clorofluorocarbonos artificiales y la necesidad de realizar mediciones globales se volvió crucial.
Observaciones CRISTA . CRISTA es la abreviatura de Espectrómetros y Telescopios Infrarrojos Criogénicos para la Atmósfera. Se trata de un experimento satelital de barrido del limbo, diseñado y desarrollado por la Universidad de Wuppertal para medir las emisiones infrarrojas de la atmósfera terrestre. Equipado con tres telescopios y cuatro espectrómetros y refrigerado con helio líquido, CRISTA obtiene mapas globales de temperatura y gases traza atmosféricos con una resolución horizontal y vertical muy alta. El diseño permite la observación de estructuras dinámicas a pequeña escala en la región de altitud de 15 a 150 km.

Observaciones satelitales

Observaciones del ACE . El satélite Experimento de Química Atmosférica (ACE), también conocido como SCISAT-1 , es un satélite canadiense que realiza mediciones de la atmósfera terrestre y sigue la tradición del ATMOS.
Observaciones de Aura . Aura vuela en formación con el"Tren A" de la NASA EOS , una colección de varios otros satélites (Aqua, CALIPSO, CloudSat y el francés PARASOL). Aura lleva cuatro instrumentos para estudios de química atmosférica: MLS , HIRDLS, TES y OMI.
Observaciones del ILAS . El ILAS (Espectrómetro Atmosférico de Limbo Mejorado) desarrollado por el Ministerio de Medio Ambiente (antes EA - Agencia Ambiental de Japón) está a bordo del ADEOS (Satélite Avanzado de Observación de la Tierra). El 17 de agosto de 1996, el ADEOS fue lanzado por el cohete H-II desde el Centro Espacial Tanegashima de Japón (ADEOS pasó a llamarse "MIDORI") y dejó de funcionar el 30 de junio de 1997. Los datos obtenidos por el ILAS son procesados, archivados y distribuidos por el NIES (Instituto Nacional de Estudios Ambientales).
Observaciones de POAM . El instrumento de medición de ozono y aerosoles polares II (POAM II) fue desarrollado por el Laboratorio de Investigación Naval (NRL) para medir la distribución vertical del ozono atmosférico, el vapor de agua, el dióxido de nitrógeno, la extinción de aerosoles y la temperatura. POAM II mide la extinción solar en nueve canales de banda estrecha, que cubren el rango espectral de aproximadamente 350 a 1060 nm.
Observaciones de aerosoles de sulfato de SAGE y HALOE . El sensor SAGE II (Experimento II de Aerosoles y Gases Estratosféricos) fue lanzado a una órbita de inclinación de 57 grados a bordo del Satélite de Presupuesto de Radiación Terrestre (ERBS) en octubre de 1984. Durante cada amanecer y atardecer que encuentra la nave espacial en órbita, el instrumento utiliza la técnica de ocultación solar para medir la radiación solar atenuada a través del limbo de la Tierra en siete canales centrados en longitudes de onda que van desde 0,385 a 1,02 micrómetros. La recuperación de distribuciones de tamaño de aerosoles estratosféricos basadas en mediciones de extinción de partículas de múltiples longitudes de onda de HALOE fue descrita por Hervig et al. [1998]. Ese enfoque produce distribuciones de tamaño lognormales unimodales, que describen la concentración de aerosol versus radio utilizando tres parámetros: concentración total de aerosol, radio medio y ancho de distribución. Este sitio ofrece resultados basados en la técnica de Hervig et al. [1998], con una excepción. Los resultados de recuperación que se informan aquí se basan en índices de refracción de sulfato para 215 K, donde Hervig et al. [1998] utilizaron índices de temperatura ambiente ajustados a temperaturas estratosféricas utilizando la regla de Lorentz-Lorenz. Las distribuciones de tamaño solo se recuperaron en altitudes superiores a las cimas de las nubes troposféricas. Las nubes se identificaron utilizando técnicas descritas por Hervig y McHugh [1999]. Las distribuciones de tamaño de HALOE se ofrecen en archivos NetCDF que contienen datos para un solo año. Los resultados se informan en una cuadrícula de altitud uniforme que va de 6 a 33 km con un espaciamiento de 0,3 km. El espaciamiento de altitud nativo de HALOE es de 0,3 km, por lo que esta interpolación tiene poco o ningún efecto en los datos. Los archivos informan datos de perfil que incluyen: altitud, presión, temperatura, concentración de aerosol, radio medio, ancho de distribución, composición de aerosol. El área de superficie de aerosol y las densidades de volumen se pueden calcular fácilmente a partir de los parámetros de distribución de tamaño utilizando las relaciones que se proporcionan aquí.
Observaciones del Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior (UARS). Los datos del UARS están disponibles en el Centro de Archivo Activo Distribuido (DAAC) del GES. El satélite UARS fue lanzado en 1991 por el Transbordador Espacial Discovery. Tiene 11 metros de largo, 4,6 metros de diámetro, pesa 6.900 kilos y lleva 10 instrumentos. El UARS orbita a una altitud de 604 kilómetros con una inclinación orbital de 57 grados. El UARS midió el ozono y los compuestos químicos que se encuentran en la capa de ozono y que afectan a la química y los procesos del ozono. El UARS también midió los vientos y las temperaturas en la estratosfera, así como la energía que aporta el Sol. En conjunto, estos datos ayudaron a definir el papel de la atmósfera superior en el clima y la variabilidad climática.

Observaciones relacionadas

Albedo de superficie . La reflectividad de la superficie es importante para la fotólisis atmosférica . Instrumentos como el Espectrómetro de Mapeo de Ozono Total (TOMS) y el Instrumento de Monitoreo de Ozono (OMI) proporcionan campos globales diarios.

Véase también

Enlaces externos

El Centro Británico de Datos Atmosféricos.
La base de datos de química atmosférica de Cambridge es una gran base de datos en formato ASCII uniforme . Cada observación se complementa con las condiciones meteorológicas, como la temperatura , la temperatura potencial , la altura geopotencial y la latitud de PV equivalente .
Datos GOME.
Archivos de la Oficina de Proyectos de Ciencias de la Tierra de la NASA.
El Centro de Archivo Activo Distribuido GSFC de la NASA.
El Centro de Archivo Activo Distribuido Langley de la NASA.
La Red para la Detección del Cambio Estratosférico.
Base de datos atmosférica de NADIR NILU para recuperación interactiva.
Datos SBUV-2 de la NOAA.
Centro Mundial de Datos sobre Ozono y Radiación Ultravioleta (WOUDC).
Centro Mundial de Datos sobre Ozono y Radiación Ultravioleta en NOSA