气候学UVA的辐照度
图3.9显示了对紫外线a辐照度的气候学(315 nm和400 nm)之间的光谱辐照度综合所有UVSIMN网站但峰会。所有情节展示个人测量,以及平均值,中位数,和第十和第90百分位数,每日最大。长期以来云量和反照率的变化并不认为在这项研究中,历史与最近的测量估计实际上是一样的,因此不包括在图3.9。臭氧总含量的变化对紫外线a辐照度几乎没有影响。图3.9中的模式显示主要是阴沉的季节性变化,表面反照率,和在较小程度上,大气气溶胶加载。
对紫外线a辐照度在南极非常对称的冬至由于全年持续的高反照率,和小影响被云。每日最大紫外辐射大大超过第90百分位,表明紫外线辐射的增强在中纬度地点分散云——是一个著名的效果(mim项目和弗雷德里克,1994)也可以发生在南极。最大提高约为30%。增强的光谱积分400 nm - 600 nm)可以高达70%。一个极端的例子是图3.10所示,它显示三个光谱测量UT 19:00,上19:15 UT, 7:30 UT 2000年12月17日在南极。在第一次频谱UT 19:00开始,太阳
图3.9 a辐照度测量南极(面板(a)),麦克默多(面板(b)),帕尔默(面板(c)),乌斯怀亚(面板(d)),圣地亚哥(面板(e))和巴罗(面板(f))。单独测量,平均值,中位数,和第十和第90百分位数,以及每日最大,在图3.2 (b)所示
图3.9 a辐照度测量南极(面板(a)),麦克默多(面板(b)),帕尔默(面板(c)),乌斯怀亚(面板(d)),圣地亚哥(面板(e))和巴罗(面板(f))。单独测量,平均值,中位数,和第十和第90百分位数,以及每日最大,在图3.2 (b)所示
藏在一个稳定的云,导致减少紫外线和可见光辐照度约为10% - 20%相比,晴空模型(图3.10 (b),红色线)。对第二个模型频谱测量相比也非波长依赖型云光学深度1.83作为一个附加的模型输入参数。测量光谱的比例与此模型谱(图3.10 (b),橙色线)接近,几乎独立的波长,确认辐射场扫描期间(约13分钟)是非常稳定的。总辐照度的测量和一个日射强度计也显示恒定的条件(图3.10 (c))。在第二次光谱,从上19:15 UT(图3.10,绿线),总辐照度大幅增加在第一次扫描的一部分;光谱辐照度相对于晴空模型增加了60%。总辐照度增加了72%。从附近的障碍物反射可以被排除在外,这一模式只能解释为增强由于散云周围的太阳(从而)磁盘。光子穿过一个洞在云中多次分散在白雪覆盖的表面和cloud-ceiling之间。这种效应会导致下降的很大增强辐射,不能观察到的位置用小表面反照率。 The third spectrum starting at 19:30 UT (Fig. 3.10, blue lines) agrees well with the clear-sky model. Pyranometer measurements were close to the value expected for clear-sky.
对紫外线a辐照度在麦克默多(图3.9 (b))通常是对称的夏至。辐射水平比12月1月有点小,可能
图3.10增强全球辐照度的破碎的云在南极。全球面板(a):三个光谱的辐照度测量2000年12月17日19:00,UT,上19:15 UT, 7:30 UT。7:00晴空模型频谱也显示。面板(b):测量和建模光谱的比率。面板(c):由一个日射强度计总辐照度测量记录中三个光谱和策划对光谱仪的波长被采样的代理
图3.10增强全球辐照度的破碎的云在南极。全球面板(a):三个光谱的辐照度测量2000年12月17日19:00,UT,上19:15 UT, 7:30 UT。7:00晴空模型频谱也显示。面板(b):测量和建模光谱的比率。面板(c):由一个日射强度计总辐照度测量记录中三个光谱和策划对光谱仪的波长被采样作为时间的代理将在夏天与春天相比较小的反照率。对紫外线a辐照度在帕尔默(图3.9 (c))显示了一个更大的可变性比观察到南极麦克默多由于频繁的云层和光学深度通常介于20 - 50 (Ricchiazzi et al ., 1995)。海洋围绕帕默在冬季结冰。地形和冰川在帕默通常被雪覆盖到12月中旬。因此表面反照率是更大的在冬天和春天比夏天。这导致了小在年度周期的不对称性对紫外线a辐照度可辨别的在图3.9 (c)。 Ushuaia, like Palmer, is affected by persistent cloudiness, leading to a large difference of the 10th and 90th percentiles (Fig. 3.9(d)). The Beagle Channel adjacent to Ushuaia does not freeze, but snow typically enhances the effective surface albedo to approximately 0.2 to 0.3 between June and October, leading to some enhancement of UV-A during the winter. UV-A irradiance during spring and summer is almost symmetric about the solstice. The clear-sky limit of UV-A irradiance at San Diego (Fig. 3.9(e)) is symmetric about the solstice, but the average and 10th percentile are affected by seasonal patterns in cloudiness. Cloud attenuation is largest during May and June, whereas most days in August are cloud-free at solar noon. Enhancement of UV-A irradiance by scattered clouds beyond the clear-sky limit is remarkably small, and less pronounced than at the South Pole. This is attributable to low surface albedo (< 0.05) and the near absence of broken积云紫外线辐射,从而增强在其他中纬度地区高达25%(世界气象组织,2007)。在巴罗表现出强烈的紫外线a辐照度年度周期由于季节性差异阴沉(在夏天更普遍)和地表反照率(0.83 + 0.08 11月和5月之间;夏天期间小于0.1)。两个因素的影响定量描述了Bernhard et al。(2007)。
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