Attenuation by clouds of UV radiation for low stratospheric ozone conditions

Stratospheric poor ozone air masses related to the polar ozone hole overpass subpolar regions in the Southern Hemisphere during spring and summer seasons, resulting in increases of surface Ultraviolet Index (UVI). The impact of these abnormal increases in the ultraviolet radiation could be overestimated if clouds are not taking into account. The aim of this work is to determine the percentage of cases in which cloudiness attenuates the high UV radiation that would reach the surface in low total ozone column situations and in clear sky hypothetical condition for Río Gallegos, Argentina. For this purpose, we analysed UVI data obtained from a multiband filter radiometer GUV-541 (Biospherical Inc.) installed in the Observatorio Atmosférico de la Patagonia Austral (OAPA-UNIDEF (MINDEF - CONICET)) (51 °33´ S, 69 °19´ W), Río Gallegos, since 2005. The database used covers the period 2005-2012 for spring seasons. Measured UVI values are compared with UVI calculated using a parametric UV model proposed by Madronich (2007), which is an approximation for the UVI for clear sky, unpolluted atmosphere and low surface albedo condition, using the total ozone column amount, obtained from the OMI database for our case, and the solar zenith angle. It is observed that ∼76% of the total low ozone amount cases, which would result in high and very high UVI categories for a hypothetical (modeled) clear sky condition, are attenuated by clouds, while 91% of hypothetical extremely high UVI category are also attenuated.Fil: Orte, Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Wolfram, Elian Augusto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Salvador, Jacobo Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: D'elia, Raul Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Quiroga, Jonathan Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Quel, Eduardo Jaime. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Mizuno, Akira. Nagoya University; Japó

Influencia de la nubosidad en la atenuación de radiación UV en situaciones de transporte de masas de bajo ozono en latitudes medias

Durante la primavera de los años ‘80, se detectaron evidencias claras del adelgazamiento de la capa de ozono sobre la Antártida. Este cambio sin precedente en la columna total de ozono incentivó una gran cantidad de investigaciones sobre la química y dinámica de la atmósfera. En el presente trabajo se estudian eventos de transporte de masas de bajo ozono hacia latitudes medias y el efecto que generan los mismos sobre la radiación solar ultravioleta (UV). Se analiza el impacto en superficie teniendo en cuenta la influencia de la nubosidad a través de la comparación del Índice Ultravioleta (IUV) calculado para diferentes condiciones. Para ello, se utilizaron mediciones de satélite (OMI, CERES), y un modelo paramétrico que se aplicó en 4 sitios de Argentina a diferentes latitudes (Río Gallegos ~51ºS, Comodoro Rivadavia ~45ºS, Trelew ~43ºS y Buenos Aires ~34ºS). Se identificaron 23 situaciones de transporte de masas de bajo ozono y se determinó un impacto potencial de las mismas sobre la radiación solar en superficie de 40%, 26%, 24% y 14% para Río Gallegos, Comodoro Rivadavia, Trelew y Buenos Aires respectivamente. Por otro lado, se determinó la importancia de la cobertura nubosa en la atenuación de los efectos sobre la radiación solar UV en superficie, disminuyendo en un 38% los valores para la mayor latitud estudiada (~51ºS)

Mapas de radiación solar global de la República Argentina a partir del producto SYN1-CERES

Fil: Carmona, Facundo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras; ArgentinaFil: Orte, Facundo. Laboratorio de Laseres Sólidos. CEILAP-CITEDEF; ArgentinaFil: Rivas, Raúl. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras; ArgentinaFil: Wolfram, Elian. Laboratorio de Laseres Sólidos. CEILAP-CITEDEF; ArgentinaFil: Kruse, Eduardo Emilio. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo; Argentin

Radiómetro solar de banda moderada GUV-2511 : Interpretación de los datos y generación de productos

Fil: Papandrea, Sebastián Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina.Fil: Orte, Facundo. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus impactos. Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones. División Atmósfera; Argentina.Fil: D' Elia, Raúl Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina.En los últimos años las capacidades instrumentales para el monitoreo de la radiación solar han crecido notoriamente en nuestro país a través del desarrollo e instalación de nuevos sitios de monitoreo. Durante la ejecución del proyecto “Desarrollo del sistema de gestión de riesgos medioambientales atmosféricos en Sudamérica” se han incorporado, en el territorio nacional, siete nodos de observación dotados de instrumental específico para el sensado de la atmósfera, destacándose las mediciones de radiación solar con sensores de banda ancha en los rango UV-B, UV-A, onda corta y radiómetros multifiltros de banda moderada (GUV), dando origen a la red de observación SAVER-Net. El objetivo de esta Nota Técnica es presentar la red de radiómetros multifiltro, brindar una introducción al instrumento GUV, la interpretación de los datos generados y generación de productos. Para esto, a lo largo de los diferentes apartados se identifican los sitios de medición que poseen sensores GUV, se describe su principio de funcionamiento junto a sus características técnicas, se detallan las bases de datos generadas y los potenciales productos que se pueden obtener desde el procesamiento de las mediciones que se realizan con este instrumento como ser: el índice UV, la irradiancia en el rango UV-B y UV-A, entre otros.In recent years, the instrumental capacities for the monitoring of solar radiation have grown notably through the development and installation of new monitoring sites in our country into the framework of the project “Development of the atmospheric environmental risk management system in South America”. During the development of this project, seven new observation sites have been incorporated, equipped with specific instruments for sensing the atmosphere, highlighting the broadband UV-B and UV-A radiometers, the pyranometers and the narrow-band multi-filter radiometers (GUV). The objective of this work is to present the multi-filter radiometers network, introduce the main characteristics of the GUV instrument, the interpretation of the data bases, and the derived products. The different sections of the manuscript introduce the measurement sites location which have a GUV sensors installed, their operating principle and technical characteristics, the databases generated and the potential products that can be retrieved from the measurement processing, such as the UV index or UV-B and UV-A irradiance, among others

Informe final - Temporada del Agujero de Ozono 2019

Fil: Carbajal Benítez, Gerardo. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección Central de Monitoreo del Clima; Argentina.Fil: Wolfram, Elian Augusto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina.Fil: Luccini, Eduardo Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Ministerio de Ciencia y Técnica. Centro de Excelencia en Productos y Procesos de Córdoba; Argentina. Pontificia Universidad Católica Argentina Santa María de los Buenos Aires; Argentina.El presente informe tiene como objetivo informar acerca del monitoreo la columna total de ozono en la temporada 2019, desde su inicio hasta su finalización, con la finalidad de contribuir al entendimiento y comprensión del fenómeno del agujero de ozono, así como de informar sobre sus impactos a todas aquellas personas que estén interesadas en conocer la evolución e impacto del agujero de ozono

Performance improvements of an atmospheric radiative transfer model on GPU-based platform using CUDA

Classical applications of Atmospheric Radiative Transfer Model (ARTM) for modelization of absorption coefficient line-by-line on the atmosphere consume large computational time since seconds up to a few minutes depending on the atmospheric characterization chosen. ARTM is used together with Ground- Based or Satellite measurements to retrieve atmospheric parameters such as ozone, water vapour and temperature profiles. Nowadays in the Atmospheric Observatory of Southern Patagonia (OAPA) at the Patagonian City of Río Gallegos have been deployed a Spectral Millimeter Wave Radiometer belonging Nagoya Univ. (Japan) with the aim of retrieve stratospheric ozone profiles between 20-80 Km. Around 2 GBytes of data are recorder by the instrument per day and the ozone profiles are retrieving using one hour integration spectral data, resulting at 24 profiles per day. Actually the data reduction is performed by Laser and Application Research Center (CEILAP) group using the Matlab package ARTS/QPACK2. Using the classical data reduction procedure, the computational time estimated per profile is between 4-5 minutes determined mainly by the computational time of the ARTM and matrix operations. We propose in this work first add a novel scheme to accelerate the processing speed of the ARTM using the powerful multi-threading setup of GPGPU based at Compute Unified Device Architecture (CUDA) and compare it with the existing schemes. Performance of the ARTM has been calculated using various settings applied on a NVIDIA graphic Card GeForce GTX 560 Compute Capability 2.1. Comparison of the execution time between sequential mode, Open-MP and CUDA has been tested in this paper.XV Workshop de Procesamiento Distribuido y Paralelo (WPDP)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Performance improvements of an atmospheric radiative transfer model on GPU-based platform using CUDA

Classical applications of Atmospheric Radiative Transfer Model (ARTM) for modelization of absorption coefficient line-by-line on the atmosphere consume large computational time since seconds up to a few minutes depending on the atmospheric characterization chosen. ARTM is used together with Ground- Based or Satellite measurements to retrieve atmospheric parameters such as ozone, water vapour and temperature profiles. Nowadays in the Atmospheric Observatory of Southern Patagonia (OAPA) at the Patagonian City of Río Gallegos have been deployed a Spectral Millimeter Wave Radiometer belonging Nagoya Univ. (Japan) with the aim of retrieve stratospheric ozone profiles between 20-80 Km. Around 2 GBytes of data are recorder by the instrument per day and the ozone profiles are retrieving using one hour integration spectral data, resulting at 24 profiles per day. Actually the data reduction is performed by Laser and Application Research Center (CEILAP) group using the Matlab package ARTS/QPACK2. Using the classical data reduction procedure, the computational time estimated per profile is between 4-5 minutes determined mainly by the computational time of the ARTM and matrix operations. We propose in this work first add a novel scheme to accelerate the processing speed of the ARTM using the powerful multi-threading setup of GPGPU based at Compute Unified Device Architecture (CUDA) and compare it with the existing schemes. Performance of the ARTM has been calculated using various settings applied on a NVIDIA graphic Card GeForce GTX 560 Compute Capability 2.1. Comparison of the execution time between sequential mode, Open-MP and CUDA has been tested in this paper.XV Workshop de Procesamiento Distribuido y Paralelo (WPDP)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Propuesta preliminar de control de calidad de datos de radiación solar global provenientes de estaciones meteorológicas automáticas

Fil: Nollas, Fernando Martín. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Ciencia e Innovación en Productos y Servicios. Dirección Central de Monitoreo del Clima; Argentina.Fil: Díaz, Gonzalo Martín. Servicio Meteorológico Nacional. Dirección Nacional de Pronósticos y Servicios para la Sociedad. Dirección de Servicios Sectoriales; Argentina.En el presente trabajo se presenta una metodología preliminar para realizar un control de calidad de datos de irradiancia solar global horizontal proveniente de estaciones automáticas operadas tanto por Servicio Meteorológico Nacional como por otras Instituciones en Argentina. La metodología se basa en la implementación de filtros que tienen diferentes criterios, algunos de los cuales han sido ampliamente estudiados y validados en la literatura científica, mientras que otros han sido desarrollados en base a la detección de diferentes problemáticas observadas en las series de datos disponibles. Algunos de los criterios han sido contrastados contra mediciones de alta calidad obtenidas por el Servicio Meteorológico Nacional utilizando sensores termoeléctricos con trazabilidad y buen mantenimiento.In the present work, a preliminary methodology is presented to perform a quality control of horizontal global solar irradiance data from automatic stations operated by both the National Meteorological Service and other Institutions in Argentina. The methodology is based on the implementation of filters that have different criteria, some of which have been widely studied and validated in the scientific literature, while others have been developed based on the detection of different problems observed in the available data series. Some of the criteria have been contrasted against high quality measurements obtained by the National Meteorological Service using thermoelectric sensors with traceability and good maintenance

Changes in the surface irradiance during the total solar eclipse 2020 in Valcheta, Argentina

On December 14, 2020, southern South America experienced a total solar eclipse close to the solar noon. The path of totality, about 90 km wide, extended over the continental region from the Chilean west coast to the Argentine east coast, passing through the provinces of Neuquén, Río Negro and the extreme south of Buenos Aires. In order to study the effects on the atmosphere produced by the total eclipse, the Servicio Meteorológico Nacional Argentino (SMN) and Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF) carried out a surface radiometric monitoring campaign in Valcheta (40.69°S; 66.15°W), Río Ne-gro, Argentina. In this work, we explore the global surface solar irradiance on a horizontal plane (GHI) with the main objective of quantifying the changes in this parameter for cloudy and clear sky atmospheric conditions, combining ground-based measurements and modeling. A solar limb-darkening function was successfully im-plemented in the calculation of the irradiance at the top of the atmosphere (TOA) during the eclipse. We estimated a significant GHI attenuation of 41 % between the first (C1) and last (C4) contacts of eclipse compared to similar atmospheric conditions without the total eclipse, which represent a daily reduction of 12 %. In terms of irradiation, a reduction of 3360.1 KJ/m2 was calculated.Fil: Orte, Pablo Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Instituto Franco-Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; ArgentinaFil: Fernandez Lajus, Eduardo Eusebio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; ArgentinaFil: Di Sisto, Romina Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; ArgentinaFil: Wolfram, Elian Augusto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Instituto Franco-Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentina. Ministerio de Defensa. Secretaria de Planeamiento. Servicio Meteorológico Nacional; ArgentinaFil: Lusi, Anabela Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Nicora, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Instituto Franco-Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; ArgentinaFil: D'elia, Raul Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Verstraeten, Federico. Ministerio de Defensa. Secretaria de Planeamiento. Servicio Meteorológico Nacional; ArgentinaFil: Papandrea, Sebastián Daniel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Carmona, Facundo. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff". - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff". - Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Hidrología de Llanuras "Dr. Eduardo Jorge Usunoff"; Argentin

Análisis preliminar de la tasa de cambio a corto plazo de la irradiancia solar con aplicaciones en energía fotovoltaica

Las nubes son la principal fuente de variación de la irradiancia solar a escala de tiempos cortos, del orden de minutos. Analizar estas perturbaciones en la irradiancia global horizontal es de gran interés para los sistemas de generación fotovoltaicos, debido a que estos cambios repentinos afectan la calidad de la energía eléctrica que producen y podrían afectar la integración a la red eléctrica. El objetivo de este trabajo es caracterizar las tasas de variación de corto plazo de la irradiancia solar global en un plano horizontal debido a la nubosidad sobre la ciudad de Buenos Aires. Las mediciones de tierra son obtenidas por un piranómetro Kipp&Zonen CMP-21, perteneciente a la red de radiación solar SAVER-Net. Los resultados del análisis muestran que el mayor número de tasas de variación se da en intervalos de 1 minuto. Se observa que durante el año 2017, se presentaron más de 1300 saltos de 300 W/m2. La cantidad de días en los cuales se presentó por lo menos una de estas variaciones fue de 146. Por lo tanto, se concluye que casi un 50% del total de días en un año se producen saltos mayores a 300 W/m2. Esto afecta la eficiencia y vida útil de los inversores presentes en los sistemas fotovoltaicos.The clouds are the main source of variation of solar irradiance on a short time scale, of the order of minutes. Analyzing these disturbances in horizontal global irradiance is of great interest for photovoltaic generation systems, because these sudden changes affect the quality of the electrical energy they produce and their capacity factor. The objective of this work is to characterize the short term variation rates of the global solar irradiance in a horizontal plane due to the cloudiness over the city of Buenos Aires. Earth measurements are obtained by a Kipp & Zonen CMP-21 pyranometer, belonging to the SAVER-Net solar radiation network. The results of the analysis show that the greatest number of variation rates occurs in 1-minute intervals. It is observed that during the year 2017, more than 1300 jumps of 300 W / m2 were presented. The number of days in which at least one of these variations occurred was 146. Therefore, it is concluded that almost 50% of the total of days in a year produce jumps greater than 300 W / m2. This affects the efficiency and useful life of the investors present in photovoltaic systems.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES