Published April 7, 2021
| Version v1
Publication
Open
Polar Stratospheric Clouds Detection at Belgrano II Antarctic Station with Visible Ground-Based Spectroscopic Measurements
Creators
- 1. Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial
- 2. Argentine Antarctic Institute
Description
By studying the evolution of the color index (CI) during twilight at high latitudes, polar stratospheric clouds (PSCs) can be detected and characterized. In this work, this method has been applied to the measurements obtained by a visible ground-based spectrometer and PSCs have been studied over the Belgrano II Antarctic station for years 2018 and 2019. The methodology applied has been validated by full spherical radiative transfer simulations, which confirm that PSCs can be detected and their altitude estimated with this instrumentation. Moreover, our investigation shows that this method is useful even in presence of optically thin tropospheric clouds or aerosols. PSCs observed in this work have been classified by altitude. Our results are in good agreement with the stratospheric temperature evolution obtained by the global meteorological model ECMWF (European Centre for Medium Range Weather Forecasts) and with satellite PSCs observations from CALIPSO (Cloud-Aerosol-Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations). To investigate the presence and long-term evolution of PSCs, the methodology used in this work could also be applied to foreseen and/or historical observations obtained with ground-based spectrometers such e. g. those dedicated to Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS) for trace gas observation in Arctic and Antarctic sites.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
من خلال دراسة تطور مؤشر اللون (CI) أثناء الغسق عند خطوط العرض العالية، يمكن اكتشاف السحب الستراتوسفيرية القطبية (PSCs) وتمييزها. في هذا العمل، تم تطبيق هذه الطريقة على القياسات التي تم الحصول عليها بواسطة مطياف أرضي مرئي وتمت دراسة PSCs على محطة بلغرانو الثانية في أنتاركتيكا لعامي 2018 و 2019. تم التحقق من صحة المنهجية المطبقة من خلال محاكاة النقل الإشعاعي الكروي الكامل، والتي تؤكد أنه يمكن الكشف عن PSCs وتقدير ارتفاعها باستخدام هذه الأجهزة. علاوة على ذلك، يظهر تحقيقنا أن هذه الطريقة مفيدة حتى في وجود السحب أو الهباء الجوي التروبوسفيري الرقيق بصريًا. تم تصنيف الشركات الأمنية الخاصة التي لوحظت في هذا العمل حسب الارتفاع. تتوافق نتائجنا بشكل جيد مع تطور درجة حرارة الستراتوسفير التي حصل عليها نموذج الأرصاد الجوية العالمي ECMWF (المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى) ومع ملاحظات الأقمار الصناعية PSCS من كاليبسو (Cloud - Aerosol - Lidar و Infrared Pathfinder Satellite Observations). للتحقيق في وجود PSCs وتطورها على المدى الطويل، يمكن أيضًا تطبيق المنهجية المستخدمة في هذا العمل على الملاحظات المتوقعة و/أو التاريخية التي تم الحصول عليها باستخدام مقاييس الطيف الأرضية مثل تلك المخصصة للتحليل الطيفي للامتصاص البصري التفاضلي (DOAS) لمراقبة الغازات النزرة في مواقع القطب الشمالي والقطب الجنوبي.Translated Description (French)
En étudiant l'évolution de l'indice de couleur (IC) au crépuscule aux hautes latitudes, les nuages stratosphériques polaires (CSP) peuvent être détectés et caractérisés. Dans ce travail, cette méthode a été appliquée aux mesures obtenues par un spectromètre au sol visible et des ESP ont été étudiées sur la station antarctique Belgrano II pour les années 2018 et 2019. La méthodologie appliquée a été validée par des simulations de transfert radiatif sphérique complet, qui confirment que les ESP peuvent être détectées et leur altitude estimée avec cette instrumentation. De plus, notre enquête montre que cette méthode est utile même en présence de nuages ou d'aérosols troposphériques optiquement minces. Les ESP observées dans ce travail ont été classées par altitude. Nos résultats sont en bon accord avec l'évolution de la température stratosphérique obtenue par le modèle météorologique global ECMWF (European Centre for Medium Range Weather Forecasts) et avec les observations satellites PSCS de CALIPSO (Cloud-Aerosol-Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations). Pour étudier la présence et l'évolution à long terme des ESP, la méthodologie utilisée dans ce travail pourrait également être appliquée aux observations prévues et/ou historiques obtenues avec des spectromètres au sol tels que ceux dédiés à la spectroscopie d'absorption optique différentielle (DOA) pour l'observation des gaz à l'état de traces dans les sites arctiques et antarctiques.Translated Description (Spanish)
Al estudiar la evolución del índice de color (IC) durante el crepúsculo en latitudes altas, se pueden detectar y caracterizar las nubes estratosféricas polares (PSC). En este trabajo se ha aplicado este método a las mediciones obtenidas por un espectrómetro visible terrestre y se han estudiado PSCs sobre la estación antártica Belgrano II para los años 2018 y 2019. La metodología aplicada ha sido validada mediante simulaciones de transferencia radiativa esférica completa, que confirman que se pueden detectar PSC y estimar su altitud con esta instrumentación. Además, nuestra investigación muestra que este método es útil incluso en presencia de nubes o aerosoles troposféricos ópticamente delgados. Las PSC observadas en este trabajo se han clasificado por altitud. Nuestros resultados concuerdan con la evolución de la temperatura estratosférica obtenida por el modelo meteorológico global ECMWF (European Centre for Medium Range Weather Forecasts) y con los satélites PSCS observados desde CALIPSO (Cloud-Aerosol-Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations). Para investigar la presencia y evolución a largo plazo de los PSC, la metodología utilizada en este trabajo también podría aplicarse a los resultados previstos y/o históricos obtenidos con espectrómetros terrestres, como los dedicados a la Espectroscopía de Absorción Óptica Diferencial (DOA) para observar gases traza en sitios árticos y antárticos.Files
pdf.pdf
Files
(4.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2557ecb8545f3315bde3309f43107cb6
|
4.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الكشف عن غيوم الستراتوسفير القطبية في محطة بلغرانو الثانية في أنتاركتيكا مع قياسات طيفية أرضية مرئية
- Translated title (French)
- Détection des nuages stratosphériques polaires à la station antarctique Belgrano II avec mesures spectroscopiques visibles au sol
- Translated title (Spanish)
- Detección de nubes estratosféricas polares en la estación antártica Belgrano II con mediciones espectroscópicas visibles basadas en tierra
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3141890415
- DOI
- 10.3390/rs13081412
References
- https://openalex.org/W1651679782
- https://openalex.org/W1974349173
- https://openalex.org/W2000278192
- https://openalex.org/W2000780733
- https://openalex.org/W2002083249
- https://openalex.org/W2008104965
- https://openalex.org/W2013143939
- https://openalex.org/W2014457627
- https://openalex.org/W2019948407
- https://openalex.org/W2024276719
- https://openalex.org/W2030818202
- https://openalex.org/W2031043891
- https://openalex.org/W2031395547
- https://openalex.org/W2034637184
- https://openalex.org/W2044995153
- https://openalex.org/W2055361154
- https://openalex.org/W2056056147
- https://openalex.org/W2059581637
- https://openalex.org/W2064645674
- https://openalex.org/W2067428270
- https://openalex.org/W2071731829
- https://openalex.org/W2073971787
- https://openalex.org/W2074465005
- https://openalex.org/W2076785672
- https://openalex.org/W2079115768
- https://openalex.org/W2088792963
- https://openalex.org/W2093263463
- https://openalex.org/W2101972656
- https://openalex.org/W2102476491
- https://openalex.org/W2103652515
- https://openalex.org/W2109738210
- https://openalex.org/W2115677396
- https://openalex.org/W2121443865
- https://openalex.org/W2124930722
- https://openalex.org/W2127024102
- https://openalex.org/W2138470895
- https://openalex.org/W2144991971
- https://openalex.org/W2148673546
- https://openalex.org/W2403968017
- https://openalex.org/W2580795461
- https://openalex.org/W2619098732
- https://openalex.org/W2766233120
- https://openalex.org/W2787050976
- https://openalex.org/W2888246363
- https://openalex.org/W2990900957
- https://openalex.org/W3005167602
- https://openalex.org/W3025949386
- https://openalex.org/W3037266151
- https://openalex.org/W3119271073
- https://openalex.org/W4241600324
- https://openalex.org/W4251930283