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在波阿斯火山顶体验照明护照

作者:
和晟仪器
来源:
上海和晟仪器科技有限公司
发布时间:
2019/12/12 11:01
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拉古纳卡里恩特湖位于波阿斯火山活跃的火山口内,海拔8885英尺(2708米)

在Poas火山上使用的两个重要工具是照明护照智能手机光谱仪热成像照相机,这两个工具都帮助我记录了国家公园生态系统的不同元素。照明护照是用来测试和测量不同的阳光水平和环境方面,如温度和湿度在这里的Poas火山山顶和在哥斯达黎加的许多其他火山微气候地区。

热成像照相机被用来记录更远的物体的表面温度,如果一个物体离得太近,可能会造成一定的危险,比如一个活动的喷气孔。这两种仪器——照明护照和热成像仪使我们能够观察和分析气候和自然阳光的许多不同方面。我在这个火山周围的几个不同的地方使用了这些仪器,其他的火山和这个国家的其他几个重要的部分,所以我们可以更好地理解火山喷气孔和我们的大气之间的相互作用。我们还使用照明护照来研究和记录数据,研究自然阳光如何通过选择性吸收光来影响Poas火山酸性湖的颜色变化。这光收集的数据来自poa火山峰会还有助于我们培养和研究云森林热带植物物种,奇异的植物,甚至濒危树种利用suplimentary单位领导在亚热带地区栽培温室佛罗里达科学家积极搜索策略来应对气候变化。

我们在云森林区域进行的项目是关于喷气孔的照明效果的,喷气孔将水蒸气、二氧化碳、二氧化硫和其他火山气体排出。所有这些气体和气溶胶将在吸收或散射指向地球的太阳辐射方面发挥作用。我们测试了陨石坑区域外阳光区域的阳光强度和光谱,然后测试和研究了通过蒸汽和火山气体的喷气孔透射的阳光强度和光谱的任何波动。自然光照对酸性湖泊的影响及其与Poas火山活性火山口拉古纳卡里恩特湖水中胶体粒子的相互作用也是我们研究的重点。

就在前面,很明显,阳光强度水平波动得很快。因为云层正好从我们身边经过,所以阳光会暂时被乌云笼罩,相对湿度会在一分钟内从30%上升到70%,然后阳光水平会上升,湿度会在下一分钟回落到40%左右。由于哥斯达黎加的海拔高度和地理位置,这种快速的波动在一天中经常发生。这种气候波动在哥斯达黎加的Poas火山小气候区是非常正常的。云道和湿度的波动也与照度的波动相对应,因为会有短暂的高照度,然后当厚云层覆盖时,照度自然会很低。照度的测量单位是勒克斯(lux),是指一个物体表面的单位面积照度,比如植物的叶子。

照明护照测量从一个极多云的日子,低能见度(左)和测量在一个晴朗的日子,清晰的能见度(中&右),这些图表显示极端的差异

当对Poas火山口在多云天气下的自然阳光进行分析时,一个突出的发现是波长峰值为453 - 454纳米。峰值波长的面积是光谱光源的强度是最大的,在这种情况下,峰值波长的阳光在这个高度是453 - 454纳米在蓝色区域可能相关的颜色拉古纳热是什么时候存在。当火山或蒸汽喷发时,卡利恩特湖会被喷到大气中。从该区域读取的光谱的蓝色区域显示,光谱图上的最大计数位于453-454纳米处的蓝色区域。下面我们可以看到天空的光谱的峰值波长光谱的蓝色区域约453蓝色,这是由于红色波长的吸收和散射的蓝色色光子热带大气中水分的云。在照明护照数据中另一个有趣的发现是大约640纳米处的红色峰值。这可能是由于火山粒子造成的光散射,未来将进一步研究。

在Poas Volcan山顶测试自然光的照明护照

主波长也在光谱的蓝色区域,在489-490纳米。这是光谱颜色的波长,其色度与样品点和光源点在同一条直线上。这是一种测量光源主色的方法,在这里是太阳。这种光谱是自然阳光通过大气传播的结果,与来自火山的湿气和气溶胶相互作用,然后到达地球表面,在Poas火山的山顶,我们在那里进行测量。当光子到达Poas火山口的地球表面时,它们被大气中的气体部分吸收、反射和散射。到达该地区的自然光的主波长为489-490。

照明护照测量从一个极多云的日子,低能见度(左)和测量在一个晴朗的日子,清晰的能见度(中&右),这些图表显示极端的差异

在300-320纳米之间的纳米波长是二氧化硫或二氧化硫光吸收可以检测到的范围,因为火山或发电厂排放的气体。UVB的波长在280到315纳米之间,是我们密切观察到的光谱中任何波动的另一个区域。从我们在这个环境中观察到的云层,海拔和空气中的颗粒比如硝酸盐颗粒;我们认为,云层和较高的相对湿度对UVB光子的吸收和散射有重要影响。在这一高度的火山口,在进行了几次读数后,在SRI-2000型紫外线照度计上记录的UVB范围内没有活动。这很可能是由于云林的相对湿度高,以及火山释放的气溶胶造成的。在我测试的那天,UVA的水平一直达到了321纳米,但是在UVB的光谱范围内什么也没有。UVA是在315到400纳米之间。UVB在280 ~ 315 nm之间,UVC在200 ~ 280 nm之间。

在一天的不同时间里,天空的颜色会发生变化,这是由于阳光传播到地球大气中的某些彩色光子的散射造成的;这就是为什么一天的大部分时间天空是蓝色的。天空是蓝色的,因为空气分子优先散射蓝光。然后在日落时是非常丰富的颜色粉红色,橙色和红色。

你的测试最值得注意的结果是观察到大约640纳米处的红色峰值,这很可能是由于火山颗粒的一些散射造成的

Poas火山数据中的红色峰值可能是由于硝酸盐气溶胶吸收了蓝色和绿色。我们没有对硝酸盐气溶胶的测量,这将是未来研究的一个主题,我们将在一个机载数据收集任务中发射附着在无人机上的照明护照。

二氧化氮在蓝色和绿色中也大量吸收,而在橙色和红色中吸收较少。Poas火山可能释放出一些二氧化氮,可以在线追踪,Windy.com可以给我们哥斯达黎加的二氧化氮浓度,我们现在密切监测。

7月24日和27日在哥斯达黎加的二氧化氮浓度

2019年5月30日,阿尔莫德绘制的Poas火山图。这一天,我们受到了Poas火山对咖啡种植园地区的影响。这种气象风的模式是不正常的。正常的风是西风或西南风。

2019年5月30日,波尔斯火山的Aermod地块散布在星巴克庄园等几个咖啡种植园。

Alsacia和Doka咖啡种植园位于Poas火山以南约11公里处。这个地方靠近萨巴纳雷东达,两年前拉卡特-尤纳大学在那里测量了Poas火山周围的降雨量。下表显示了找到的值。

雨水收集点位于Poas火山南部,与活动火山口的距离相对应

下面的数据是在Poas火山国家公园旁边收集的

Poas火山国家公园内的雨水收集点

Ian Godfrey, BS. BA.,

管理和全球业务

南佛罗里达大学

María Martinez Cruz, PhD.,

地球化学与火山学

(OVSCORI-UNA)哥斯达黎加国立大学

Geoffroy Avard, PhD.,

负责火山监测项目

哥斯达黎加国立大学

José Sibaja Brenes, M.Sc.,

大气化学科学实验室主任

(LAQAT-UNA)哥斯达黎加国立大学Quimica Escuela de Quimica

Rez Mani, PhD.,

专职科学应用科学家

特别感谢来自ovscorio - una、哥斯达黎加国家气象研究所和哥斯达黎加国立大学环境观测站以及联合科学专家的贡献。

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