|
|
Dobson Ozon Spectrofotometer |
|
|
| De Dobson-spectrofotometer, ook wel bekend als Dobsonmeter, Dobson-spectrometer of gewoon Dobson, is een van de eerste instrumenten die worden gebruikt om atmosferische ozon te meten. De Dobson-spectrometer werd in 1924 uitgevonden door Gordon Dobson. Een geschiedenis van de ontwikkeling van het instrument is hier en een voorbeeld van een van Dobsons eigen instrumenten is nog steeds te zien in de University of Oxford Department of Physics. |
|
| Ozon veroorzaakt een sterke daling van de atmosferische transmissie
bij een golflengte van 300 nm. De Rayleigh-verstrooiing is vlakker |
|
|
|
| Een Fery-spectrometer, die fotografische platen gebruikte, was de voorloper van de Dobson-spectrofotometer |
|
|
|
| Dobson-spectrofotometer D071 van het Lindenberg Meteorological Observatory . |
|
Dobson spectrofotometers kunnen worden gebruikt om zowel de totale ozon in de kolom als de profielen van ozon in de atmosfeer te meten.
Ozon is tri-atomaire zuurstof, O3; Ozonmoleculen absorberen schadelijk UV-licht in de atmosfeer voordat het het aardoppervlak bereikt. Er dringt geen UVC-straling door naar de grond, aangezien deze wordt geabsorbeerd in de ozon-zuurstofcyclus. Sommige langgolvige en minder schadelijke UVB en het grootste deel van de UVA worden echter niet geabsorbeerd, aangezien ozon minder ondoorzichtig is voor deze frequenties, zodat ze in grotere hoeveelheden tot het grondniveau van de aarde doordringen. De gebruikte lichtbronnen kunnen variëren. Naast direct zonlicht kan ook het licht van de heldere hemel, maan of sterren worden gebruikt. |
| |
| De Dobson-spectrometer meet de totale ozonlaag door de relatieve intensiteit van de UVB-straling die de aarde bereikt te meten en deze te vergelijken met die van UVA-straling op grondniveau. Als alle ozon uit de atmosfeer zou worden verwijderd, zou de hoeveelheid UVB-straling gelijk zijn aan de hoeveelheid UVA-straling op de grond. Omdat ozon in de atmosfeer voorkomt, kan de Dobson Spectrometer de verhouding tussen UVA- en UVB-straling op de grond gebruiken om te bepalen hoeveel ozon in de bovenste atmosfeer aanwezig is om de UVC-straling te absorberen. |
| |
| De verhouding wordt bepaald door het draaien van de R-knop, die 300 ° kan worden gedraaid, op het instrument. De spectrometer vergelijkt twee verschillende golflengte-intensiteiten,
UVB (305 nm) en UVA (325 nm), om de hoeveelheid ozon te berekenen. Wanneer de R-knop wordt gedraaid, filtert en blokkeert hij het licht van de UVC-golflengte totdat de intensiteit van de twee golflengten van het licht gelijk is. De verhouding van de twee golflengten bij inval kan worden berekend zodra de gefilterde intensiteiten hetzelfde zijn. De resultaten worden gemeten in Dobson-eenheden, gelijk aan 10 µm dikte van ozon gecomprimeerd tot standaardcondities voor temperatuur en druk (STP) in de kolom. Als alle ozon in de atmosferische kolom die men aan
het meten was, zou zijn gecomprimeerd tot STP, zou de dikte van de gecomprimeerde atmosfeer in mm gelijk zijn aan een antwoord in Dobson-eenheden gedeeld door 100. |
| |
De verticale verdeling van ozon wordt afgeleid met behulp van de omkeermethode. Deze methode is gebaseerd op de intensiteit van gereflecteerd,
in plaats van direct, UV-licht. De ozonverdeling wordt afgeleid uit de verandering in de verhouding van dezelfde UV-paarfrequenties in de tijd als de
zon ondergaat. Een "Umkehr" -meting duurt ongeveer drie uur en levert gegevens op tot een hoogte van 48 km, met de meest nauwkeurige informatie voor hoogtes boven 30 km. |
| |
| De Dobson-methode heeft zijn nadelen. Het wordt sterk beïnvloed door aërosolen en verontreinigende stoffen in de atmosfeer, omdat ze ook een deel van het licht absorberen bij dezelfde golflengte. Metingen worden gedaan over een klein gebied in de richting van de zon. Tegenwoordig wordt deze methode vaak gebruikt om gegevens te kalibreren die zijn verkregen met andere methoden, waaronder satellieten. |
| Bronnen: Wikipedia-en |
|
|
|
|
|
|
|
