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Messung der Gesamt-Ozonsäule bei direkter Sonneneinstrahlung

App. 018

Die Sonneneinstrahlung auf der Erde ist abhängig von verschiedenen atmosphärischen Parametern. Zu diesen gehören Wolkendecke, Ozongehalt und Aerosolgehalt. Das höchste Ozongehalt der Atmosphäre herrscht in der Stratosphäre. Es bietet den wesentlichen Schutz vor der schädlichen kurzwelligen UV-Strahlung der Sonne. Bodenbasierte spektralradiometrische Messungen der direkten solaren UV-Bestrahlungsstärke können zur Bestimmung der Gesamt-Ozonsäule, TOC [1], verwendet werden. Die für diese Messaufgabe erforderlichen Spektralradiometer müssen auf den Sonnenzenit ausgerichtet werden und diesem im Tagesverlauf folgen. Dafür muss die Messung der spektralen Bestrahlungsstärke mit einem sehr engen Sichtfeld erfolgen. TOC kann durch Anwendung des Beer-Lambert-Gesetzes in Verbindung mit den bekannten Absorptionseigenschaften von Ozon im Wellenlängenbereich von 290-350 nm aus den Messdaten der spektralen Bestrahlungsstärke berechnet werden. Eine geeignete Modellierung ist erforderlich, um die Einflüsse der anderen atmosphärischen Dämpfungselemente zu minimieren [2].

Lesen Sie hierzu: UV-Array-Spektralradiometer zur Messung der Ozonschichtdicke der Erdatmosphäre

Das kompakte wetterfeste UV-Spektralradiometer BTS2048-UV-S-WP bietet sich wegen optischen Eigenschaften und den kompakten Abmessungen ideal für den Einsatz in „Sun-Tracker“ zur Durchführung der dem Sonnenzenit nachgeführten Sonnenstrahlungsmessungen. Während eines internationalen Vergleichs [3] der Ozon-Gesamtmessungen wurde das Gerät mit Messungen der direkten Sonneneinstrahlung und anschließenden TOC-Bewertungen mit Abweichungen von weniger als 1,5% gegenüber den meisten anderen Referenzgeräten verifiziert.>

Referenzen

[1] M. Huber et al., “Total atmospheric ozone determined from spectral measurements of direct UV irradiance,” Geophys. Res. Lett.22, 1995.

[2] A. Vaskuri et al., “Monte Carlo method for determining uncertainty of total ozone derived from direct solar irradiance spectra: Application to Izaña results” 

[3] R. Zuber et al., “Adaption of an array spectroradiometer for total ozone column retrieval using direct solar irradiance measurements in the UV spectral range”, Atmos. Meas. Tech 2017

[4] R. Zuber et al., “Total ozone column intercomparison of Brewers, Dobsons, and BTS-Solar at Hohenpeißenberg and Davos in 2019/2020”, Atmos. Meas. Tech 2021