Μελέτη της επίδρασης των αιωρούμενων σωματιδίων και των νεφών στην ηλιακή ακτινοβολία

• Main Author: Βαμβακάς, Ιωάννης
• Other Authors: Vamvakas, Ioannis
• Language: Greek
• Published: 2020
• Subjects: Ηλιακή ακτινοβολία μικρού μήκους κύματος (SWR); Μοντέλo επίλυσης της εξίσωσης διάδοσης της ακτινοβολίας; Οπτικές ιδιότητες αιωρούμενων σωματιδίων; Τύπος νεφών και κλασματική νεφοκάλυψη (CC); Επιδράσεις των υδρατμών στην ακτινοβολία; Αποδοτικότητα των υδρατμών στην εξασθένιση της ακτινοβολίας (PWE); Ενισχυτικά γεγονότα της SWR; Δείκτης αιθριότητας; Ηλιακή ζενίθια γωνία; Αλγόριθμος εκτίμησης των αιωρημάτων; Θεωρητική εκτίμηση της SWR; Μέθοδοι προσαρμογής στην τοποθεσία; Εκτίμηση της συνολικής; πυκνής και αραιής νεφοκάλυψης; Κλιματικό σύστημα ταξινόμησης του Köppen-Geiger (KG); Δορυφορικά ατμοσφαιρικά δεδομένα (MODIS); Χρονοσειρές επανάλυσης των αιωρημάτων (CAMS); Χρονοσειρές επανάλυσης των υδρατμών (MERRA-2); Επίγειο δίκτυο παρακολούθησης των αιωρούμενων σωματιδίων (AERONET); Shortwave solar irradiance; Radiative transfer model; Optical properties of aerosols; Type of clouds and cloud coverage; Water vapor radiative effects (WVRE); Water vapor efficiency (PWE); Enhancements events of SWR; Clearness Index; Solar zenith angle; Algorithm for the estimation of aerosols; Algorithm for the estimation of SWR; Site adaptation methods; Algorithm for the estimation of total; thick and thin CC; Köppen-Geiger (KG) climate classification system; Satellite atmospheric dataset (MODIS); Reanalysis timeseries of aerosols (CAMS); Reanalysis timeseries of precipitable water (MERRA-2); Aerosol Robotic Network (AERONET); Geiger; Merra; Aerosol Robotic Network
• Online Access: http://hdl.handle.net/10889/15764

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, εξετάζεται η επίδραση των χωροχρονικών μεταβολών της νέφωσης, των αιωρούμενων σωματιδίων και του υετίσιμου ύδατος κατά τη διάδοση της ακτινοβολίας από το όριο της ατμόσφαιρας έως και την επιφάνεια της Γης. Ειδικότερα, τα αιωρήματα χαρακτηρίζονταν από έναν διττό ρόλο κατά την διάδοση της εισερχόμενης ακτινοβολίας μικρού μήκους κύματος (SWR) εντός της γήινης Ατμόσφαιρας, προκαλώντας σκεδάσεις και απορροφήσεις σε αυτήν έως ότου φτάσει στο έδαφος. Ο συγκεκριμένος ρόλος τους αντιστοιχούσε στη άμεση επίδραση τους στην ακτινική ροή, ενώ η έμμεση συνεισφορά τους εξαρτιόταν από τον βαθμό με τον οποίο συμμετείχαν στην αλλαγή των μικροφυσικών ιδιοτήτων και του χρόνου ζωής των νεφών. Για την αξιολόγηση του βαθμού της έμμεσης συνεισφοράς τους, σημαντικό ρόλο διαδραμάτισαν δύο οπτικές ιδιότητες των αερολυμάτων, οι οποίες σχετίζονταν με τον πληθυσμό τους, ή τον παράγοντα θολότητας Ångström β, και με τον τύπο τους, δηλαδή τον εκθετικό παράγοντα Ångström α. Συνεπώς, οι αυξημένες συγκεντρώσεις των αιωρημάτων, ή με άλλα λόγια οι υψηλές τιμές του Ångström β, οδηγούσαν σε αύξηση των νεφοσταγονιδίων και της ανακλαστικότητας τους, με συνέπεια να προκαλούν μείωση με την σειρά τους στην SWR, που φτάνει στην επιφάνεια του εδάφους. Από την άλλη πλευρά ο τύπος τους, όπως ήταν τα σωματίδια της αιθάλης και του θειικού άλατος, μπορούσαν να διαδραματίσουν καθοριστικό ρόλο στον σχηματισμό των νεφών, λόγω του μεγέθους σε συνδυασμό με την υγροσκοπικότητα τους. Αν λοιπόν επικεντρωθούμε στον παράγοντα της νέφωσης, οι βραχυπρόθεσμες χωροχρονικές μεταβολές της σε συνδυασμό με τον τύπο της μπορούσαν να προκαλέσουν από μερική ως ολική εξασθένιση στην επιφανειακή SWR, μέσω των διεργασιών ανάκλασης και σκέδασης, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, είχαν την δυνατότητα να δράσουν και ως ενισχυτικές παράμετροι της SWR. Πιο συγκεκριμένα, για αυτές τις περιπτώσεις, ο τύπος των νεφών και η θέση τους στον ουράνιο θόλο ήταν παράγοντες κρίσιμης σπουδαιότητας, ενώ με βάση την συνέχεια ή ασυνέχεια της κατανομής τους στον ουράνιο θόλο, ...