Esperienze di misure della radiazione ultravioletta

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Eduardo Massaro
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1 ISPRA Roma 2009 Esperienze di misure della radiazione ultravioletta G.d Amore, A.Bonino, S.Facta, S.Saudino, L.Anglesio ARPA Piemonte, Centro Regionale Radiazioni Ionizzanti e Non Ionizzanti

2 Arpa Piemonte ha recentemente t acquisito due radiometri a banda larga Kipp & Zonen modello UVS-E-T, installati in stazioni della propria rete meteo. Dai primi risultati ottenuti con i radiometri Kipp & Zonen sono emersi dei problemi nelle matrici di calibrazione i evidenziati i da confronti dei dati da essi misurati con i modelli previsionali e da misure spettroradiometriche

3 Radiometro Eppley, modello TUVR Intervallo di misura nm Installato sul tetto della sede Arpa di Ivrea curva risposta EPPLEY curva risposta eritemale

4 Il radiometro fornisce in uscita l irradianza nell intervallo nm. Sviluppo di un programma in ambiente Labview per la correzione del dato in indice UV mediante la matrice di taratura Dati in ingresso: Irradianza misurata dal radiometro Ozono colonnare (dato previsto acquisiti dal sito Giorno, ora convenzionale, latitudine, longitudine elevazione solare Dati in uscita: Indice UV

5 Prove effettuate 1. Confronto misure del radiometro con modello previsionale in condizioni di cielo sereno Modello previsionale LibRadtran (modello open source) Dati in input lo spettro solare extraterreste, le coordinate geografiche e la quota del punto in cui è installato il radiometro, il giorno e l angolo zenitale (ricavato in base al giorno e all ora), l albedo (stimato pari a 0.05 sulla base delle caratteristiche dell intorno del punto di installazione) la distribuzione di aerosol (scelta standard) l ozono colonnare Dati in output Spettro solare a terra UV index

6 Problemi applicazione modello Scelta della distribuzione di aerosol Distribuizione utilizzata: di default (rurale, visibilità 50 km) Dato il punto di installazione del radiometro, sarebbe più opportuno utilizzare un modello urbano, ad oggi non ancora implementato (difficoltà nel reperire alcuni parametri, come visibilità, spessore ottico dell aerosol.) Scelta del valore di albedo Valore utilizzato: 0.05 Incertezza sul valore di ozono colonnare (previsione)

7 Confronto giorni a cielo sereno nell estate 2007 efficace (W/m2) Irradianza previsione misura previsione/misura /07 5/07 7/07 10/07 13/07 14/07 15/07 16/07 17/07 18/07 22/07 25/07 26/07 27/07 28/07 29/07 30/07 1/08 4/08 5/08 11/08 12/08 25/08 26/08 27/08 10/09 14/09 19/09 21/09 23/09 24/09 e UV Possibili cause della differenza Scelta dati in input al modello 4 2 previsione misura Indice 4/07 5/07 7/07 10/07 13/07 14/07 15/07 16/07 17/07 18/07 22/07 25/07 26/07 27/07 28/07 29/07 30/07 1/08 4/08 5/08 11/08 12/08 25/08 26/08 27/08 10/09 14/09 19/09 21/09 23/09 24/09 Taratura del radiometro 0

8 2. Confronto misure del radiometro con misure spettroradiometriche e previsioni Spettroradiometro OL 756 Spettroradiometro trasportabile a doppio monocromatore Ottica di ingresso: sfera integratrice Intervallo di misura nm

9 Taratura spettroradiometro A. Taratura periodica in laboratorio utilizzando una lampada ad incandescenza tarata in irradianza spettrale

10 Problemi riscontrati 1.00E+05 calibrazionearpa calibrazione OPTRONIC Coeff. di tar ratura (W/cm^ ^2 nm)/a 1.00E E E E Lunghezza donda d'onda (nm)

11 B. Verifica della taratura in campo, antecedente ad ogni misura, consistente in: Verifica dell allineamento in frequenza (lampada al mercurio) Verifica del guadagno del fotomoltiplicatore (lampada ad incandescenza) (si sono riscontrate correzioni fino al 10%)

12 Risultati Data Indice UV previsto Indice UV spettroradiometro 11/03/ /03/ /03/ /01/ Indice UV Radiometro Spettri normalizzati alla stessa slit function (triangolare con FWHM 1 nm)

13 Conclusioni (1) I dati riportati evidenziano: Adeguatezza del radiometro EPPLEY TUVR, mediante opportuna matrice di taratura, per la determinazione dell indice UV Necessità di ulteriori prove di confronto: per elevazioni solari maggiori (periodo estivo) con altra strumentazione

14 Conclusioni (2) Possibilità di trovare errori nelle tarature fornite dai costruttori Sviluppo presso Arpa Piemonte di un laboratorio metrologico, (ampliamento del laboratorio di Ottica) al fine di poter eseguire controlli sui sensori UV. Strumentazione presente nel laboratorio: Spettroradiometro con lampade per taratura OL 756 Monocromatore Zolix omni 150 motorizzato con lampade al tungsteno (75W) e al deuterio (30W) Banco ottico Lampada Osram tarata in temperatura di colore

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