Espectrofotómetro de ozono Dobson
El espectrofotómetro Dobson , también conocido como Dobsonmeter , espectrómetro Dobson , o simplemente Dobson , es uno de los primeros instrumentos utilizados para medir el ozono atmosférico .
El espectrómetro Dobson fue inventado en 1924 por Gordon Dobson . [2] Una historia del desarrollo del instrumento está aquí [3] y un ejemplo de uno de los propios instrumentos de Dobson permanece en exhibición en el Departamento de Física de la Universidad de Oxford. [4]
Los espectrofotómetros Dobson se pueden utilizar para medir tanto la columna de ozono total como los perfiles de ozono en la atmósfera . [5] [6] El ozono es oxígeno triatómico, O 3 ; Las moléculas de ozono absorben la luz ultravioleta dañina en la atmósfera antes de que llegue a la superficie de la tierra. Ninguna radiación UVC penetra en el suelo ya que es absorbida en el ciclo ozono-oxígeno . [ cita requerida ] Sin embargo, algunos rayos UVB de onda más larga y menos dañinos y la mayor parte de los rayos UVA no se absorben ya que el ozono es menos opaco a estas frecuencias, por lo que penetran hasta el nivel del suelo de la Tierra en cantidades más altas. las fuentes dela luz utilizada puede variar. Además de la luz solar directa , se puede utilizar la luz del cielo despejado, la luna o las estrellas .
El espectrómetro Dobson mide el ozono total midiendo la intensidad relativa de la radiación UVB que llega a la Tierra y comparándola con la de la radiación UVA a nivel del suelo. Si se eliminara todo el ozono de la atmósfera, la cantidad de radiación UVB sería igual a la cantidad de radiación UVA en el suelo. Como el ozono existe en la atmósfera, el espectrómetro Dobson puede usar la relación entre la radiación UVA y UVB en el suelo para determinar cuánto ozono está presente en la atmósfera superior para absorber la radiación UVC.
La relación se determina girando el dial R, que se puede girar 300° completos, en el instrumento. El espectrómetro compara dos intensidades de longitud de onda diferentes, UVB (305 nm) y UVA (325 nm), [7] para calcular la cantidad de ozono. Cuando se gira, el dial R filtra y bloquea la luz de la longitud de onda UVC hasta que la intensidad de las dos longitudes de onda de luz sea igual. La relación de las dos longitudes de onda en la incidencia se puede calcular una vez que las intensidades filtradas son las mismas. Los resultados se miden en unidades Dobson , equivalentes a 10 µm de espesor de ozono comprimido a condiciones estándar de temperatura y presión.(STP) en la columna. Si todo el ozono de la columna atmosférica que se está midiendo se comprimiera a STP, el espesor de la atmósfera comprimida en mm equivaldría a una respuesta en unidades Dobson dividida por 100.
La distribución vertical del ozono se obtiene utilizando el método Umkehr . Este método se basa en las intensidades de la luz ultravioleta reflejada, en lugar de la directa . La distribución del ozono se deriva del cambio en la proporción de las mismas frecuencias de pares UV con el tiempo a medida que se pone el sol. Una medición "Umkehr" tarda unas tres horas y proporciona datos hasta una altitud de 48 km, con la información más precisa para altitudes superiores a 30 km.
