Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund
-
Upload
alfonso-rivers -
Category
Documents
-
view
117 -
download
19
description
Transcript of Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund
![Page 1: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/1.jpg)
Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund
Kalju Eerme, Uno Veismann, Ilmar Ansko,
Tartu Observatoorium
Tallinn 2009
![Page 2: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/2.jpg)
Päikesekiirguse energia on oluline keskkonnategur
• Aasta jooksul muutub Maa kaugusel väljaspool atmosfääri ± 3.4 % ulatuses
• Sõltub laiuskraadist, pilvisusest, reljeefist, atm aerosoolisisaldusest ja üldisest saastatusest
• Integraalse päikesekiirguse aastane energiahulk horisontaalsele pinnale 1955-2009 kõigub Eestis ±10 % piires v.a. 1963 ja 2002, mil oli + 15 %.
• Päikeselised ja pilvised suved ning talved esinevad pigem grupiviisiliselt perioodiliselt kui juhuslikult
![Page 3: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/3.jpg)
Integraalse päikesekiirguse aastast aastasse muutlikkus Tõraveres 1955-2008
Suvine poolaasta StD Aastasest• Summaarne kiirgus 89.7 % - 114.4 % 5.65 % 80.5 %• Otsekiirgus 74.4 % - 132.2 % 12.9 % 87.2 %• Päikesepaiste kestus 79.8 % - 132.9 % 9.9 % 75. 0 %
Talvine poolaasta• Summaarne kiirgus 75.1 % - 119.1 % 9.7 % 19.5 %• Otsekiirgus 59.5 % - 139.0 % 19.6 % 12.8 %• Päikesepaiste kestus 70.6 % - 143.5 % 15.6 % 25.0 %
![Page 4: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/4.jpg)
Tüüpiline talvekuu päikesekiirguse suhteliste päevasummade jaotus
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
G/Gclear
Fre
qu
en
cy
![Page 5: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/5.jpg)
Tüüpiline suvekuu päikesekiirguse suhteliste päevasummade jaotus
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
G/Gclear
Fre
qu
en
cy
![Page 6: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/6.jpg)
G/Gclear keskväärtus/trimeaan suhe 1955-2008
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Aasta
ke
sk
min
e/t
rim
ea
an
Jaanuar
Juuli
![Page 7: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/7.jpg)
G/Gclear jaanuari keskmine ja trimeaan 1955-2008
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1950 1970 1990 2010
Aasta
kesk
min
e
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1950 1970 1990 2010
Aasta
trim
eaan
![Page 8: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/8.jpg)
Päikesekiirguse spektraalne koostis
![Page 9: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/9.jpg)
UV ja muu kiirgus Päikese spektris
Lainepikkuste vahemik Suhteline osa• UV-C 100-280 nm 0.58 %• UV-B 280-315 nm 1.31 %• UV-A315-400 nm 6.20 %• Nähtav 400-700 nm 44 %• Lähi IR 700-1500 nm 37 %• Kaug IR > 1500 nm 11 %
![Page 10: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/10.jpg)
UV kiirgus
• UV-B kiirguse (λ < 315 nm) kvandid suudavad lõhkuda orgaanilisi molekule ja kahjustada rakusiseseid struktuure. Kiirgus λ < 420 nm algatab atmosfääris fotokeemilisi reaktsioone
• Aktiinkiirguse voog iseloomustab footonite koguhulka ruumipunktis. Iseloomustab kiirguse fotokeemilist potentsiaali ja mõnevõrra ka bioloogilisi toimeid
![Page 11: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/11.jpg)
Stratosfääri osoon piirab UV kiirguse jõudmist maapinnani
![Page 12: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/12.jpg)
Osoonikihi paksuse aastane käik Eesti kohal 1979-2008
200
250
300
350
400
450
0 100 200 300
Päev aasta algusest
Os
oo
nik
ihi p
ak
su
s (
DU
)
![Page 13: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/13.jpg)
UV kiirgus atmosfääris
• Fotokeemia• Osaleb saasteainete tekkes ja lagunemises• Lühilainelise piiri määrab stratosfääri osoon• UV-A kiirgus (λ > 315 nm) tuleb läbi pilvede
seda paremini mida lühem λ.• UV-B kiirgus neeldub pilvedes oluliselt• Pilved muudavad UV kiirguse spektraalset
koostist
![Page 14: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/14.jpg)
Atmosfääri puhastus ja UV kiirgus
• Keemiline puhastus. Keemiliselt aktiivsed ühendid passiivsemaks. Oksüdeerumine - happed - kondensatsioon - sadestumine
• Oksüdeerumine sõltub OH radikaalide ja oksüdeeritavate ühendite hulgast
• UV-B kiirgus tekitab veeaurust OH radikaale ning mõjutab O3 ja teiste fotooksüdantide teket, millest oluline osa süsivesinike oksüdeerumise produktid
• Sõltuvad NOx ja UV-B kiirguse hulgast
![Page 15: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/15.jpg)
Atmosfääri puhastus ja UV kiirgus
• Puhtas õhus UV-B kiirguse toimel osoonisisalduse kahanemine
• NOx ja süsivesinikke ohtralt sisaldavas saastatud õhus soodustab UV-B kiirgus osooni teket
• Osooni teket soodustavad kõrgem temperatuur ja suurem veeauru hulk õhus
• Intensiivsem konvektsioon tõstab osoonisisaldust vabas troposfääris, kõrgemal kui 2 km
![Page 16: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/16.jpg)
Atmosfääri kiirguslik puhastus
• Sünteesitud ühendid (freoonid, haloonid jt.) keemiliseks reageerimiseks liiga passiivsed
• Lagunevad stratosfääri keskmistes ja ülemistes kihtides UV-C kiirguse toimel ja edasi osalevad keemilistes (osooni hävitavates) reaktsioonides
![Page 17: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/17.jpg)
UV kiirguse mõjuspektridErüteemtundlikkus
![Page 18: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/18.jpg)
Aasta ja suvise poolaasta erüteemdoos
350000
370000
390000
410000
430000
450000
470000
490000
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010Aasta
J∙m
-2
![Page 19: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/19.jpg)
UV kiirguse mõjuspektrid
![Page 20: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/20.jpg)
UV kiirguse rekonstrueerimise ja klimatoloogia COST 726 projekti
osalejad riigid
![Page 21: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/21.jpg)
UV-kiirguse mõõtmised Eestis
• Toimuvad põhiliselt Tõraveres Tartu Observatooriumi ja EMHI koostöös
• Lairiba ja kitsasriba sensorid• UV-ERY (Scintec alates 1998), kitsasriba UV-B
(Kipp & Zonen, alates 2002), UV-A, UV-B• Spektromeetrid • Jadavastuvõtjaga minispektromeeter AvaSpec-256• Bentham topeltmonokromaatoriga spektromeeter
DMc150F-U
![Page 22: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/22.jpg)
UV sensorid Tõravere vaatlusväljakul
![Page 23: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/23.jpg)
Spektromeetri AvaSpec-256 optiline pea
![Page 24: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/24.jpg)
AvaSpec ja Bentham samaaegsed spektrid
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
280 300 320 340 360 380 400 420
Lainepikkus (nm)
Kii
ritu
stih
ed
us
(W∙m
-2n
m-1
)
AvaSpec
Bentham
![Page 25: Ultraviolettkiirgus ja atmosfääri seisund](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061418/56812c1b550346895d908379/html5/thumbnails/25.jpg)
Bentham: erinevatel päevadel mõõdetud spektrid
0
100
200
300
400
500
600
280 300 320 340 360 380 400
Lainepikkus (nm)
Kiir
itu
sti
he
du
s (
mW
∙m-2
nm
-1)
16.06.2009 13:00 (pilves)
21.08.2009 13:00 (selge)