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Certificado nº UVB/2015/006

Certificado de Calibración Instrumento:

Radiómetro UV en banda ancha

Solicitante:

Observatorio Atmosférico de Izaña. AEMET

Fabricante:

Yankee Environmental Systems, Inc.

Modelo:

Piranómetro UVB-1

Núm. serie:

970839

Lugar:

Laboratorio Radiométrico Nacional. AEMET (latitud 40.5 N, longitud 3.7 E, altitud 664 m.)

Fecha de calibración: 4 y 5 de abril 2015 Instrumentos de referencia utilizados en la calibración: Calibración absoluta: Espectroradiometro Bentham DTM300 Respuesta espectral: Fotodiodo de silicio Bentham 74874

Trazabilidad: El fotodiodo de silicio, patrón utilizado en el laboratorio, está calibrado en el laboratorio EUVC (European Ultraviolet Calibration Center) del PMOD/WRC en Davos y es trazable a PTB. Certificado nº 2013-97-1-2. La irradiancia espectral absoluta es trazable a PTB a través de la lámpara patrón FEL de 1000 W, BN9101-386, calibrada en PMOD/WRC. Certificado nº 2014-089-01. Las medidas realizadas, así como el método de calibración y la incertidumbre se dan en las páginas siguientes y forman parte del certificado. Madrid, 12 julio 2015

Ana Díaz Rodríguez Responsable del Laboratorio

Este certificado no podrá ser reproducido parcialmente sin la aprobación por escrito del laboratorio que lo emite LRN. Laboratorio Radiométrico Nacional. AEMET Leonardo Prieto Castro n.8. 28040 Madrid

Tl: 91 5819625 Fax: 91 5619666

Certificado nº UVB/2015/006

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Procedimiento de calibración La caracterización en el laboratorio se realizó siguiendo los procedimientos del laboratorio: Procedimiento respuesta espectral (PE-LAB-06) y Procedimiento respuesta angular (PE-LAB-07) La calibración absoluta se realizó siguiendo el procedimiento PE-LAB-08. El instrumento a calibrar se instaló en la terraza del CRN para medir frente al espectroradiometro de referencia Bentham DTM300. Durante la calibración se utilizaron los patrones secundarios KS055, KS071 y KS072. La señal U medida por el radiómetro fue recogida en dataloger modelo DT600 de DATA ELECTRONIC. El offset del instrumento se obtuvo durante la noche (00 a 04 UTC). La incertidumbre típica de medida se ha determinado conforme al documento EA-4/02 de la European cooperation for Acreditation. Dicha incertidumbre típica se ha obtenido como una combinación de la incertidumbre debida a la variabilidad de la constante de calibración C y de la incertidumbre del patrón espectral utilizado. La incertidumbre expandida u es la incertidumbre típica multiplicada por el factor de cobertura k=2, que para una distribución normal corresponde a una probabilidad de cobertura de aproximadamente 95%.

Condiciones de medida en el laboratorio Temperatura en el laboratorio: 18.3. + 1.3 ºC Humedad en el laboratorio: 26.3 + 3.3 % Temperatura del instrumento: 47.0 ºC

Condiciones de medida para la calibración absoluta Número de espectros solares medidos: 40 SZA mínimo: 34.9 º SZA máximo: 72.5 º UVI mínimo: 0.7 UVI máximo: 7.3 Contenido de Ozono en columna: 353.4 a 366.2 DU Señal en oscuridad: - 0.000230V + 0.000029

Condiciones atmosféricas 04/04/15 despejado, con algunas nubes rotas a mediodía 05/04/15 cielos despejados

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Certificado nº UVB/2015/006

Resultados de la calibración La calibración del instrumento se obtiene aplicando la siguiente ecuación:

ECIE = (U − Udark ) · C · fn(θ,TO3) · Coscor(θ) -2

donde ECIE es la irradiancia eritemática en Wm U es la señal del instrumento en voltios Udark es la señal del instrumento en ausencia de luz, en voltios C es la constante de calibración determinada para SZA=40°, TO3=300 DU fn(θ,TO3) es una función del ángulo cenital solar θ y de la columna de ozono TO3, y está normalizada a θ=40° y TO3=300 DU. Coscor(θ) es la corrección coseno, función del ángulo cenital.

Constante de calibración C: -2

-1

C = 0.1191 W m V -2 -1 u = 0.0173 W m V Matriz de calibración. fn(θ,TO3):

Obtenida a partir de la respuesta espectral y aplicando el modelo de transferencia radiativa libRadtran, es una medida de la sensibilidad del instrumento a los cambios de ángulo solar y de ozono en columna. La matriz está normalizada al valor 40° SZA y ozono en columna 300 DU. Parámetros de entrada al modelo: 16 capas, atmósfera estándar en verano en latitudes medias (afglms), albedo 0.035, AOD: β=0.01, α=1.6, altitud=0 m.a.s.l., presión =1013.25 mbar, SSA=0.95, g=0.76

SZA 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

200

220

240

260

280

300

TO3 320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

1.282

1.23

1.185

1.147

1.115

1.087

1.062

1.041

1.023

1.007

0.993

0.981

0.97

0.961

0.953

0.946

1.28

1.227

1.183

1.146

1.113

1.085

1.061

1.04

1.022

1.006

0.992

0.98

0.97

0.96

0.953

0.946

1.273

1.221

1.178

1.14

1.108

1.081

1.057

1.036

1.018

1.003

0.989

0.977

0.967

0.958

0.951

0.944

1.262

1.211

1.168

1.132

1.1

1.073

1.05

1.03

1.013

0.997

0.984

0.973

0.963

0.955

0.948

0.941

1.246

1.197

1.155

1.12

1.089

1.063

1.041

1.021

1.005

0.99

0.978

0.967

0.958

0.95

0.944

0.938

1.227

1.179

1.138

1.104

1.075

1.05

1.029

1.011

0.995

0.982

0.97

0.96

0.952

0.945

0.939

0.934

1.203

1.157

1.119

1.086

1.059

1.035

1.015

0.998

0.984

0.972

0.961

0.952

0.945

0.939

0.934

0.93

1.176

1.132

1.096

1.065

1.04

1.018

1

0.985

0.972

0.961

0.952

0.944

0.938

0.933

0.93

0.927

1.145

1.104

1.071

1.043

1.019

1

0.984

0.97

0.959

0.95

0.943

0.937

0.932

0.929

0.926

0.925

1.111

1.074

1.044

1.019

0.998

0.981

0.967

0.956

0.947

0.94

0.935

0.93

0.928

0.926

0.925

0.926

1.076

1.042

1.016

0.994

0.977

0.963

0.952

0.943

0.937

0.932

0.929

0.927

0.927

0.927

0.929

0.931

1.039

1.011

0.988

0.971

0.957

0.947

0.939

0.934

0.931

0.929

0.929

0.929

0.932

0.935

0.938

0.943

1.004

0.981

0.964

0.951

0.942

0.936

0.932

0.931

0.931

0.933

0.936

0.94

0.946

0.952

0.959

0.967

0.973

0.956

0.945

0.938

0.934

0.933

0.935

0.938

0.943

0.949

0.956

0.965

0.974

0.984

0.995

1.007

0.95

0.941

0.938

0.937

0.94

0.946

0.953

0.962

0.973

0.984

0.997

1.011

1.026

1.041

1.056

1.073

0.944

0.945

0.95

0.959

0.97

0.983

0.999

1.015

1.033

1.052

1.071

1.092

1.112

1.134

1.156

1.178

0.97

0.984

1.001

1.02

1.042

1.066

1.09

1.116

1.143

1.17

1.198

1.226

1.255

1.284

1.313

1.342

1.065

1.092

1.122

1.154

1.187

1.221

1.257

1.293

1.329

1.365

1.402

1.438

1.475

1.511

1.548

1.584

1.204

1.232

1.262

1.295

1.329

1.364

1.4

1.437

1.475

1.513

1.55

1.588

1.626

1.664

1.701

1.738

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Corrección coseno Coscor(θ): Obtenida a partir de la respuesta angular del instrumento. Para cielos despejados se ha utilizado el modelo de transferencia radiativa LibRadtran con los mismos parámetros de entrada que los utilizados para la matriz de calibración, obteniéndose una serie de valores en función del ángulo cenital solar. Para cielos nubosos, suponiendo una distribución isótropa de la radiación, se obtiene un valor constante fdif. Así,

CosCor (θ ) = angres (θ )

I I dir + f dif dif I glo I glo

donde Idir, Idif, and Iglo son las irradiancias directa, difusa y global estimadas por el modelo. - Cielo difuso:

Coscor= 1.250

- Cielo despejado:

θ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

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Coscor(θ) 1.100 1.101 1.106 1.112 1.121 1.133 1.149 1.166 1.187 1.210

θ 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Coscor(θ) 1.237 1.264 1.288 1.303 1.302 1.285 1.263 1.251 1.250

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Anexo I: Respuesta espectral

λ [nm] 270 272 274 276 278 280 282 284 286 288 290 292 294 296 298 300 302

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RSE(λ) λ [nm] 3.912E-01 4.522E-01 5.131E-01 5.697E-01 6.231E-01 6.786E-01 7.295E-01 7.766E-01 8.236E-01 8.651E-01 9.086E-01 9.520E-01 9.739E-01 9.971E-01 9.990E-01 9.768E-01 9.262E-01

304 306 308 310 312 314 316 318 320 322 324 326 328 330 332 334

RSE(λ) 8.493E-01 7.482E-01 6.225E-01 4.896E-01 3.715E-01 2.638E-01 1.782E-01 1.146E-01 7.469E-02 4.715E-02 3.123E-02 1.934E-02 1.127E-02 7.253E-03 5.270E-03 1.208E-03

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Anexo 2: Respuesta angular SZA 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90

Plano Norte 1 0.9982 0.9946 0.98907 0.9817 0.97276 0.96249 0.95103 0.93847 0.92457 0.90877 0.89071 0.87078 0.84959 0.82743 0.80424 0.77999 0.75463 0.72814 0.70059 0.67216 0.64296 0.61286 0.58166 0.54946 0.51663 0.48348 0.44995 0.41592 0.38146 0.34685 0.31237 0.27837 0.24516 0.21301 0.18213 0.15271 0.12483 0.09859 0.07425 0.05226 0.03339 0.01969 0.0134 0.01365 0.01647

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Plano Sur 1 1.00011 0.99855 0.99533 0.9905 0.98416 0.97636 0.96685 0.95532 0.94177 0.92651 0.90979 0.89156 0.87172 0.85035 0.82768 0.80393 0.77894 0.75252 0.7248 0.69623 0.6671 0.63703 0.6055 0.57249 0.53849 0.50392 0.46897 0.43372 0.39827 0.36269 0.32709 0.29176 0.25705 0.22326 0.19069 0.15964 0.1304 0.10328 0.07828 0.05512 0.0341 0.01792 0.0097 0.00886 0.01109

Plano Este 1 0.99902 0.99638 0.99123 0.98367 0.97471 0.96518 0.95494 0.94356 0.93063 0.91569 0.89847 0.87938 0.85902 0.83763 0.81518 0.79159 0.76693 0.74126 0.71458 0.68677 0.65774 0.62747 0.59596 0.56339 0.53016 0.49658 0.46265 0.42829 0.39362 0.35895 0.32455 0.29052 0.25695 0.22407 0.19228 0.16197 0.13331 0.10646 0.08148 0.05837 0.0376 0.02171 0.01357 0.01263 0.01492

Plano Oeste 1 0.99989 0.99801 0.99344 0.98633 0.97795 0.96923 0.95951 0.9478 0.93394 0.91861 0.90231 0.88467 0.86513 0.84371 0.82101 0.79744 0.77255 0.74572 0.71713 0.68774 0.65826 0.62811 0.59646 0.56317 0.52886 0.49406 0.45895 0.42362 0.38811 0.35246 0.3168 0.28156 0.24727 0.21425 0.18256 0.15229 0.12361 0.0967 0.07182 0.04929 0.0298 0.01562 0.00925 0.00973 0.01265

Promedio 1 0.99931 0.99689 0.99227 0.98555 0.97739 0.96832 0.95808 0.94629 0.93273 0.9174 0.90032 0.8816 0.86137 0.83978 0.81703 0.79324 0.76826 0.74191 0.71427 0.68573 0.65652 0.62637 0.59489 0.56213 0.52853 0.49451 0.46013 0.42539 0.39037 0.35524 0.3202 0.28555 0.25161 0.21865 0.18692 0.15665 0.12804 0.10126 0.07646 0.05376 0.03372 0.01873 0.01148 0.01122 0.01378 Tl: 91 5819625 Fax: 91 5619666

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