Caracterización de los aerosoles atmosféricos en Valencia mediante fotometría solar.

Résumé

A pesar de que en el Protocolo de Kyoto (1997) no se tomaron medidas para restringir la emisión a la atmósfera de las partículas de origen antropogénico, la influencia que tienen éstas sobre el clima se estima comparable a la de los gases de efecto invernadero. La ausencia de directrices estuvo motivada por el escaso conocimiento de las propiedades y mecanismos de formación y eliminación de los aerosoles en la atmósfera, y por tanto su efecto neto sobre el clima futuro. El presente trabajo se enmarca dentro de la necesidad de mejorar la comprensión del sistema. Para ello se aborda experimentalmente la caracterización climatológica de las propiedades de los aerosoles y de sus mecanismos de transporte, mediante técnicas de fotometría solar, en una estación situada en la zona metropolitana de Valencia. Los resultados son extrapolables a otras regiones desarrolladas del Mediterráneo occidental europeo, sometidas no sólo a la influencia de partículas de origen natural sino también antropogénico. La propagación de la radiación electromagnética solar en su paso por la atmósfera está afectada por la absorción y la dispersión de las moléculas y las partículas en suspensión. Estas partículas en suspensión, juegan un papel muy importante no solo en la evolución del clima terrestre sino también en la corrección de la señal recibida por los satélites de observación de la tierra. Para el cálculo de las propiedades de estos aerosoles, se ha empleado un fotómetro solar automático CIMEL, modelo CE318. Este instrumento permite la medida de la irradiancia directa y la radiancia difusa del cielo en varios canales. La versión del instrumento aquí empleado posee cuatro canales útiles para el cálculo de las propiedades de los aerosoles y un canal para estimar el contenido en vapor de agua en la columna atmosférica. Este instrumento es el estándar de la red internacional AERONET (AERosol RObotic NETwork). Por otro lado, existen diversos algoritmos de inversión que permiten obtener las propiedades ópticas de estos aerosoles a partir de las medidas del fotómetro CIMEL. En concreto el algoritmo empleado ha sido el Skyrad.Pack, que posibilita la obtención de parámetros como el índice de refracción complejo, el albedo de dispersión simple, el parámetro de asimetría, la función de fase y la función de distribución de tamaños. Los resultados de este trabajo se han dividido en tres partes. En el primero de ellos se caracteriza la instrumentación, especialmente en lo relativo a la calibración de sus componentes directa y difusa, la dependencia térmica de los sensores y una corrección novedosa de la simetría de la medida de almucantar, lo que permite una mejora sensible de los resultados. Una segunda parte se dedica a la caracterización climatológica de los aerosoles en la zona metropolitana de Valencia, incluyendo el estudio de su comportamiento anual, estacional y mensual. Esta caracterización es de utilidad a la hora de conocer las tendencias y patrones temporales de los aerosoles. Por último, se aborda el estudio de la relación existente entre el origen de las masas de aire dominantes y las propiedades de las partículas que arrastran, encontrando una clara relación entre ambas. En los apéndices se han incluido los resultados numéricos agrupados en tablas, para su posterior uso en aplicaciones climatológicas y de teledetección, cuando estos estudios se realizan en zonas metropolitanas del Mediterráneo occidental europeo __________________________________________________________________________________________________