Published May 25, 2020 | Version v1
Publication Open

Solar UV radiation measurements in Marambio, Antarctica, during years 2017–2019

Creators

  • 1. Tartu Observatory
  • 2. University of Tartu
  • 3. Finnish Meteorological Institute
  • 4. National Meteorological Service
  • 5. Royal Meteorological Institute of Belgium
  • 6. Royal Netherlands Meteorological Institute
  • 7. Royal Belgian Institute for Space Aeronomy
  • 8. Czech Hydrometeorological Institute
  • 9. Masaryk University
  • 10. Norwegian Institute for Air Research

Description

Abstract. In March 2017, measurements of downward global irradiance of ultraviolet (UV) radiation were started with a multichannel GUV-2511 radiometer in Marambio, Antarctica (64.23∘ S; 56.62∘ W), by the Finnish Meteorological Institute (FMI) in collaboration with the Servicio Meteorológico Nacional (SMN). These measurements were analysed and the results were compared to previous measurements performed at the same site with the radiometer of the Antarctic NILU-UV network during 2000–2008 and to data from five stations across Antarctica. In 2017/2018 the monthly-average erythemal daily doses from October to January were lower than those averaged over 2000–2008 with differences from 2.3 % to 25.5 %. In 2017/2018 the average daily erythemal dose from September to March was 1.88 kJ m−2, while in 2018/2019 it was 23 % larger (2.37 kJ m−2). Also at several other stations in Antarctica the UV radiation levels in 2017/2018 were below average. The maximum UV indices (UVI) in Marambio were 6.2 and 9.5 in 2017/2018 and 2018/2019, respectively, whereas during years 2000–2008 the maximum was 12. Cloud cover, the strength of the polar vortex and the stratospheric ozone depletion are the primary factors that influence the surface UV radiation levels in Marambio. The lower UV irradiance values in 2017/2018 are explained by the high ozone concentrations in November, February and for a large part of October. The role of cloud cover was clearly seen in December, and to a lesser extent in October and November, when cloud cover qualitatively explains changes which could not be ascribed to changes in total ozone column (TOC). In this study, the roles of aerosols and albedo are of minor influence because the variation of these factors in Marambio was small from one year to the other. The largest variations of UV irradiance occur during spring and early summer when noon solar zenith angle (SZA) is low and the stratospheric ozone concentration is at a minimum (the so-called ozone hole). In 2017/2018, coincident low total ozone column and low cloudiness near solar noon did not occur, and no extreme UV indices were measured.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة. في مارس 2017، بدأت قياسات الإشعاع العالمي الهابط للأشعة فوق البنفسجية (UV) بمقياس إشعاع GUV -2511 متعدد القنوات في مارامبيو، أنتاركتيكا (64.23درجة فهرنهايت ؛ 56.62درجة فهرنهايت)، من قبل المعهد الفنلندي للأرصاد الجوية (FMI) بالتعاون مع Servicio Meteorológico Nacional (SMN). تم تحليل هذه القياسات ومقارنة النتائج مع القياسات السابقة التي أجريت في نفس الموقع مع مقياس الإشعاع لشبكة NILU - UV في أنتاركتيكا خلال الفترة 2000–2008 ومع البيانات من خمس محطات عبر أنتاركتيكا. في عام 2017/2018، كان متوسط الجرعات اليومية الشهرية من الحمامي من أكتوبر إلى يناير أقل من متوسطها خلال الفترة 2000–2008 مع اختلافات من 2.3 ٪ إلى 25.5 ٪. في عام 2017/2018، كان متوسط جرعة الحمامي اليومية من سبتمبر إلى مارس 1.88 كيلو جولمتر مكعب، بينما في عام 2018/2019 كان أكبر بنسبة 23 ٪ (2.37 كيلو جولمتر مكعب). أيضًا في العديد من المحطات الأخرى في القارة القطبية الجنوبية، كانت مستويات الأشعة فوق البنفسجية في 2017/2018 أقل من المتوسط. كان الحد الأقصى لمؤشرات الأشعة فوق البنفسجية (UVI) في مارامبيو 6.2 و 9.5 في 2017/2018 و 2018/2019، على التوالي، في حين أنه خلال السنوات 2000–2008 كان الحد الأقصى 12. الغطاء السحابي وقوة الدوامة القطبية ونضوب الأوزون في الستراتوسفير هي العوامل الأساسية التي تؤثر على مستويات الأشعة فوق البنفسجية السطحية في مارامبيو. يتم تفسير قيم الإشعاع المنخفض للأشعة فوق البنفسجية في 2017/2018 من خلال تركيزات الأوزون العالية في نوفمبر وفبراير ولجزء كبير من أكتوبر. شوهد دور الغطاء السحابي بوضوح في ديسمبر، وبدرجة أقل في أكتوبر ونوفمبر، عندما يشرح الغطاء السحابي نوعياً التغييرات التي لا يمكن أن تعزى إلى التغيرات في عمود الأوزون الكلي (TOC). في هذه الدراسة، يكون لأدوار الهباء الجوي والبياض تأثير طفيف لأن تباين هذه العوامل في مارامبيو كان صغيرًا من سنة إلى أخرى. تحدث أكبر الاختلافات في الإشعاع فوق البنفسجي خلال الربيع وأوائل الصيف عندما تكون زاوية الذروة الشمسية (SZA) منخفضة ويكون تركيز الأوزون في الستراتوسفير عند الحد الأدنى (ما يسمى بثقب الأوزون). في عام 2017/2018، لم يحدث عمود الأوزون الكلي المنخفض المتزامن والغيوم المنخفضة بالقرب من الظهيرة الشمسية، ولم يتم قياس مؤشرات الأشعة فوق البنفسجية المتطرفة.

Translated Description (French)

Résumé. En mars 2017, des mesures de l'irradiation globale vers le bas du rayonnement ultraviolet (UV) ont été lancées avec un radiomètre multicanal GUV-2511 à Marambio, en Antarctique (64,23 S ; 56,62 W), par l'Institut météorologique finlandais (FMI) en collaboration avec le Servicio Meteorológico Nacional (SMN). Ces mesures ont été analysées et les résultats ont été comparés aux mesures précédentes effectuées sur le même site avec le radiomètre du réseau NILU-UV de l'Antarctique entre 2000 et 2008 et aux données de cinq stations de l'Antarctique. En 2017/2018, les doses quotidiennes érythémateuses moyennes mensuelles d'octobre à janvier étaient inférieures à celles en moyenne sur la période 2000–2008 avec des différences de 2,3 % à 25,5 %. En 2017/2018, la dose érythémale quotidienne moyenne de septembre à mars était de 1,88 kJ m−2, alors qu'en 2018/2019, elle était de 23 % plus élevée (2,37 kJ m−2). Également dans plusieurs autres stations de l'Antarctique, les niveaux de rayonnement UV en 2017/2018 étaient inférieurs à la moyenne. Les indices UV maximaux (UVI) à Marambio étaient de 6,2 et 9,5 en 2017/2018 et 2018/2019, respectivement, alors que pendant les années 2000–2008, le maximum était de 12. La couverture nuageuse, la force du vortex polaire et l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique sont les principaux facteurs qui influencent les niveaux de rayonnement UV de surface à Marambio. Les valeurs d'irradiance UV plus faibles en 2017/2018 s'expliquent par les concentrations élevées d'ozone en novembre, février et pour une grande partie d'octobre. Le rôle de la couverture nuageuse a été clairement perçu en décembre, et dans une moindre mesure en octobre et novembre, lorsque la couverture nuageuse explique qualitativement des changements qui ne pouvaient pas être attribués à des changements dans la colonne d'ozone totale (COT). Dans cette étude, les rôles des aérosols et de l'albédo ont une influence mineure car la variation de ces facteurs chez Marambio était faible d'une année à l'autre. Les plus grandes variations de l'irradiance UV se produisent au printemps et au début de l'été, lorsque l'angle zénithal solaire de midi (SZA) est faible et que la concentration d'ozone stratosphérique est minimale (ce qu'on appelle le trou d'ozone). En 2017/2018, il n'y a pas eu de coïncidence entre une faible colonne d'ozone totale et une faible nébulosité près de midi solaire, et aucun indice UV extrême n'a été mesuré.

Translated Description (Spanish)

Resumen. En marzo de 2017, se iniciaron las mediciones de la irradiancia global descendente de la radiación ultravioleta (UV) con un radiómetro multicanal GUV-2511 en Marambio, Antártida (64,23 S; 56,62 W), por el Instituto Meteorológico Finlandés (FMI) en colaboración con el Servicio Meteorológico Nacional (SMN). Estas mediciones se analizaron y los resultados se compararon con mediciones anteriores realizadas en el mismo sitio con el radiómetro de la red NILU-UV antártica durante 2000–2008 y con datos de cinco estaciones en la Antártida. En 2017/2018, las dosis diarias eritematosas medias mensuales de octubre a enero fueron inferiores a las medias de 2000–2008, con diferencias del 2,3 % al 25,5 %. En 2017/2018 la dosis eritematosa media diaria de septiembre a marzo fue de 1,88 kJ m−2, mientras que en 2018/2019 fue un 23 % mayor (2,37 kJ m−2). También en varias otras estaciones en la Antártida, los niveles de radiación UV en 2017/2018 estuvieron por debajo de la media. Los índices UV máximos (UVI) en Marambio fueron de 6,2 y 9,5 en 2017/2018 y 2018/2019, respectivamente, mientras que durante los años 2000–2008 el máximo fue de 12. La nubosidad, la fuerza del vórtice polar y el agotamiento del ozono estratosférico son los principales factores que influyen en los niveles de radiación UV superficial en Marambio. Los valores más bajos de irradiancia UV en 2017/2018 se explican por las altas concentraciones de ozono en noviembre, febrero y durante gran parte de octubre. El papel de la nubosidad se vio claramente en diciembre, y en menor medida en octubre y noviembre, cuando la nubosidad explica cualitativamente los cambios que no podrían atribuirse a los cambios en la columna de ozono total (COT). En este estudio, los roles de los aerosoles y el albedo son de menor influencia porque la variación de estos factores en Marambio fue pequeña de un año a otro. Las mayores variaciones de irradiancia UV se producen durante la primavera y principios del verano, cuando el ángulo cenital solar del mediodía (SZA) es bajo y la concentración de ozono estratosférico es mínima (el llamado agujero de ozono). En 2017/2018, no se produjo una coincidencia de baja columna de ozono total y baja nubosidad cerca del mediodía solar, y no se midieron índices UV extremos.

Files

acp-20-6037-2020.pdf.pdf

Files (3.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1b222b322013e8895c56e9910d524477
3.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
قياسات الأشعة فوق البنفسجية الشمسية في مارامبيو، أنتاركتيكا، خلال السنوات 2017–2019
Translated title (French)
Mesures du rayonnement UV solaire à Marambio, Antarctique, au cours des années 2017–2019
Translated title (Spanish)
Mediciones de radiación solar UV en Marambio, Antártida, durante los años 2017–2019

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3027522777
DOI
10.5194/acp-20-6037-2020

Is supplement to
https://openalex.org/W4206030655 (Other)
https://openalex.org/W3089764019 (Other)
https://openalex.org/W2332386619 (Other)
https://openalex.org/W2139311391 (Other)
https://openalex.org/W2111456256 (Other)
https://openalex.org/W2073801190 (Other)
https://openalex.org/W2066129008 (Other)
https://openalex.org/W2016783695 (Other)
https://openalex.org/W1986318112 (Other)
https://openalex.org/W118822413 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1489349226
  • https://openalex.org/W1842594213
  • https://openalex.org/W1913788863
  • https://openalex.org/W1939811794
  • https://openalex.org/W1966015722
  • https://openalex.org/W1975534319
  • https://openalex.org/W1975850194
  • https://openalex.org/W1980331387
  • https://openalex.org/W1980572359
  • https://openalex.org/W1984527430
  • https://openalex.org/W2001202142
  • https://openalex.org/W2030852427
  • https://openalex.org/W2055698954
  • https://openalex.org/W2060944906
  • https://openalex.org/W2065958207
  • https://openalex.org/W2073313782
  • https://openalex.org/W2103721688
  • https://openalex.org/W2103977502
  • https://openalex.org/W2111078144
  • https://openalex.org/W2129231894
  • https://openalex.org/W2147027669
  • https://openalex.org/W2162418695
  • https://openalex.org/W2163371026
  • https://openalex.org/W2163465774
  • https://openalex.org/W2164217393
  • https://openalex.org/W2164793879
  • https://openalex.org/W2170162319
  • https://openalex.org/W2468673805
  • https://openalex.org/W2737721127
  • https://openalex.org/W2782177296
  • https://openalex.org/W2786147893
  • https://openalex.org/W2786971642
  • https://openalex.org/W2799614504
  • https://openalex.org/W2800399253
  • https://openalex.org/W2947810568
  • https://openalex.org/W2967956357
  • https://openalex.org/W2993647785
  • https://openalex.org/W2995564095
  • https://openalex.org/W3007969275