Anàlisi observacional i modelització de la sensibilitat de la irradiància solar espectral UV a l'espectre solar extraterrestre i a la columna total d'ozó

Resumen

La radiació solar UV que incideix sobre la superfície terrestre depèn de diferent factors astronòmics i meteorològics com l'angle solar zenital, la columna total d'ozó, la nuvolositat i la terbolesa atmosfèrica. Tot això es tradueix en un gran nombre de variables a caracteritzar a l'hora de modelitzar la irradiància solar espectral amb models de transferència radiativa. Un dels objectius generals de la present tesi és la millora de la predicció de l'anomenat índex UV a partir del coneixement de la sensibilitat dels models radiatius a variables poc estudiades des del punt de vista de la modelització com l'espectre solar extraterrestre o el perfil vertical d'atmosfera. Els resultats mostren que l'elecció d'un determinat espectre extraterrestre en la modelització dóna lloc a diferències en la irradiància eritemàtica d'un 3-10\% respecte a les mesures. També s'ha volgut caracteritzar l'efecte d'altitud sobre la radiació solar UV a partir de mesures espectrals i de banda ampla i models de transferència radiativa. Quan l'atmosfera està neta d'aerosols l'efecte d'altitud s'aproxima al límit teòric de l'atmosfera de Rayleigh però aquest valor augmenta quan els punts considerats estan sota condicions de terbolesa elevada. L'efecte d'altitud en la irradiància solar UV també presenta un increment per longituds d'ona curtes. D'altra banda una altra motivació dels treballs desenvolupats a la tesi ha estat establir una climatologia de la columna total d'ozó sobre l'àrea de Barcelona a partir de mesures de satèl·lit caracteritzant la seva variabilitat a diferents escales temporals i la tendència observada en els seus valors en les últimes dècades. Dins de la variabilitat a curt termini existeixen els episodis extrems d'ozó caracteritzats per una reducció o augment dels valors normals de la columna total d'ozó que ràpidament es recupera uns pocs dies. Els mini-forats d'ozó són més rellevants degut als potencial efectes nocius que poden produir al incrementar-se la irradiància biològicament efectiva. Per aquest motiu s'ha realitzat una climatologia del episodis extrems d'ozó i s'han estudiat en profunditat dos d'aquests casos tant la seva formació com la influència sobre la radiació solar UV.