Desarrollo de un sistema DOAS cenital portátil para sensado remoto de gases traza estratosféricos.

Abstract

El desarrollo de sistemas de sensado remoto de moléculas y radicales químicos claves, como los compuestos halogenados (OClO, BrO, etc.), el dióxido de nitrógeno (NO2) y otros gases traza, es vital para comprender los fenómenos dinámicos que ocurren en nuestra atmósfera, especialmente los procesos de destrucción y formación del ozono (O3) estratosférico. En este trabajo se presentan mediciones de la concentración en columna vertical de O3 efectuadas entre septiembre de 2009 y febrero de 2010, en Río Gallegos, provincia de Santa Cruz (51º 36? S, 69º 19? O, 15 m snm), Argentina, empleando un sistema DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) cenital portátil. Dicho dispositivo consiste en un analizador espectral (espectrómetro HR4000 de Ocean Optics), dos fibras ópticas, un obturador mecánico y una notebook. El control del sistema lo efectúa una interfaz visual desarrollada en Labview y el algoritmo de inversión de las señales espectrales fue implementado en Matlab. Los datos obtenidos por nuestro sistema son comparados con los provenientes de un espectrómetro SAOZ (Systeme d'Analyse par Observation Zenithale) perteneciente al Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), France. Ambos instrumentos se encuentran emplazados en el laboratorio científico CEILAP-RG, ubicado en la Base Aérea Militar de la ciudad de Río Gallegos. Adicionalmente se comparan las mediciones realizadas desde tierra con aquellas obtenidas por el instrumento OMI (Ozone Monitoring Instrument) a bordo del satélite AURA.

The development of remote sensing systems for monitoring of molecules and key chemical species, such as halogen compounds (OClO, BrO, etc.), nitrogen dioxide (NO2) and other trace gases, is fundamental to understand the dynamic processes that occur in our atmosphere, specially the ozone (O3) destruction and formation processes. In this work we present measurements of O3 vertical column concentration, carry out in Rio Gallegos, Santa Cruz province, Argentine (51° 36’ S; 69° 19’ W, 15 m asl), from September 2009 to February 2010, using a portable zenith-sky DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) system. It consist of a spectral analyzer (spectrometer HR4000, Ocean Optics), two optical fibers, a home-made automatic external shutter and a notebook. All system is controlled by a visual interface developed using Labview and a data processing software Matlab based. The data retrieved with our system are compared with those coming from a SAOZ spectrometer (Systeme d'Analyse par Observation Zenithale), Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) France. Both instruments are located at the CEILAP-RG scientific laboratory (Military Air Base of Río Gallegos). In addition, we compare the ground-based measurements with those obtained by the OMI instrument (Ozone Monitoring Instrument, AURA satellite).