Resumen de Measurements of NO2 and O3 vertical column densities over Río Gallegos, Santa Cruz province, Argentina, using a portable and automatic zenith-sky DOAS system
Marcelo Raponi, Rodrigo Jiménez, Elian Wolfram, J. O. Tocho, Eduardo Quel
- español
El ozono estratosférico (O₃) juega un rol crítico en la atmósfera debido a su capacidad de absorber radiación solar UV biológicamente dañina, antes de arribar a la superficie terrestre. El dióxido de nitrógeno (NO₂) es un gas traza clave en la fotoquímica del ozono. El sensado remoto de NO₂ y otros gases minoritarios atmosféricos, es esencial para comprender los procesos de destrucción y formación del O₃ estratosférico. En este trabajo se presenta un análisis efectuado sobre la variabilidad estacional de la densidad en columna vertical (VCD en inglés) de O₃ y NO₂, usando un sistema DOAS cenital (Differential Optical Absorption Spectroscopy). Este sistema está compuesto por un analizador espectral (mini‐espectrómetro portátil HR4000 de Ocean Optics), dos fibras ópticas (de 25 cm y 6 m de longitud, con un núcleo de 400 μm) y un obturador mecánico automático. Las VCDs de NO₂ y O₃ son derivadas a partir de espectros solares adquiridos durante los crepúsculos (ángulos cenitales entre 87°‐91°), apuntando al cenit del lugar. Los datos obtenidos por nuestro sistema son comparados con los determinados por el espectrómetro SAOZ (Systeme d'Analyse par Observation Zenithale, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), France). Ambos sistemas están localizados en Río Gallegos, provincia de Santa Cruz, Argentina (51°36’S; 69°19’O, 15 m snm), en la estación de sensado remoto CEILAP‐RG. Se observaron variaciones de la VCD de NO2 entre 6×10 ¹⁵molec/cm² (en el verano) hasta 1.6×10 ¹⁵molec/cm² (en el invierno y principios de la primavera). Se calculó una anticorrelación (con defasaje de 40 días aproximadamente) entre las VCDs de NO₂ y O₃. Se observó un buen acuerdo entre las VCDs de O₃ medidas por ambos instrumentos, con una diferencia relativa promedio del orden de 13%. En el caso del NO₂, se determinó un mejor acuerdo entre los datos del SAOZ y del ERO‐DOAS medidos al amanecer que al atardecer.
- English
Stratospheric ozone (O₃) plays a critical role in the atmosphere due to its capacity to absorb biologically harmful solar UV radiation before it reaches the Earth’s surface. Nitrogen dioxide (NO₂) is a key trace gas in the ozone photochemical. The remote sensing of NO₂ and other atmospheric minority gases is essential in order to understand the stratospheric O₃ destruction and formation processes. A study carried out on the seasonal variation of the O₃ and NO₂ vertical column densities (VCDs) using a zenith‐sky DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) is presented. This system is composed of a spectral analyzer (portable mini‐spectrometer HR4000, Ocean Optics), two optical fibers (400 μm of core, 25 cm and 6 m of longitude) and an automatic mechanical shutter. NO₂ and O₃ VCDs are derived from zenithal solar spectra acquired during twilights (zenithal angles between 87° and 91°). The data retrieved by our instrument are compared with those coming from the SAOZ spectrometer (Systeme d'Analyse par Observation Zenithale, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), France). Both systems are located in Rio Gallegos, Santa Cruz province, Argentine (51°36’S; 69°19’W, 15 m asl), in the CEILAP‐RG remote sensing station. We observed that NO2 VCD ranging from 6×10 ¹⁵ molec/cm² in summer to 1.6×10 ¹⁵ molec/cm² in winter and early spring. An anticorrelation (shifting approximately 40 days) between NO₂ and O₃ VCDs was calculated. A good agreement (average relative difference about 13%) among O₃ VCD measurements of both instruments was observed. In the case of NO₂, a better agreement among results at sunrise than at sunset between SAOZ and ERO‐DOAS data was determined.
