Caracterización higroscópica del aerosol atmosférico mediante la técnica lidar raman

• Autores: Alfonso Javier Fernández García
• Directores de la Tesis: Francisco Molero Menéndez (dir. tes.), Manuel Pujadas Cordero (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carlos Yagüe Anguis (presid.), Gregorio Maqueda Burgos (secret.), Adolfo Comeron Tejero (voc.), Carmen Córdoba Jabonero (voc.), Francisco Jaque Rechea (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Física
• Materias:
  • Astronomía y astrofísica
    • Planetología
      • Atmósfera planetaria
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • La investigación descrita en esta memoria tiene su origen en el año 2010, dentro de las actividades planteadas en el marco del proyecto nacional ¿PHAESIAN¿ (Propiedades Higroscópicas de los Aerosoles y Efecto Sobre la Interacción Aerosol-Nube, CGL2010-17777), que tenía por objeto caracterizar las propiedades higroscópicas de los aerosoles y la interacción aerosol-nube, y posteriormente continuada en el proyecto nacional ¿PROACLIM¿ (PROpiedades del Aerosol atmosférico en diferentes escenarios espacio-temporales y su influencia en el CLIMa, CGL2014-52877-R) de semejantes características.

    La importancia de esta investigación reside en el hecho de que una de las mayores fuentes de incertidumbre, halladas en las diferentes estimaciones del forzamiento radiativo de los elementos que rigen el balance radiativo terrestre, y por ende el clima, corresponde al papel que ejercen los aerosoles en la formación, distribución y modificación de las características de las masas nubosas, de acuerdo a los resultados recogidos en el V informe del IPCC (Panel Intergubernamental de Cambio Climático, en inglés, Intergovernmental Panel of Climate Change) (2013). En este sentido, el conocimiento de las propiedades ópticas y microfísicas de los aerosoles, observados en la atmósfera a diferentes niveles de humedad, es determinante para inferir dicho forzamiento radiativo y entender mejor el mecanismo de interacción de éstos con las nubes.

    Esta tesis recoge la investigación efectuada en la temática anteriormente citada mediante el empleo de la técnica LIDAR (LIght Detection And Ranging) en las estaciones de Madrid y CESAR (Cabauw Experimental Site for Atmospheric Research), ambas pertenecientes a la red EARLINET (European Aerosol Research LIdar NETwork).

    5 eventos de crecimiento higroscópico de aerosoles y un penacho de aerosoles procedente de un incendio forestal con cierto comportamiento higroscópico han sido estudiados. En concreto, la estimación de las propiedades microfísicas de los aerosoles es obtenida mediante la inversión con regularización y el código LIRIC (LIdar Radiometer Inversion Code). En los eventos higroscópicos se ha observado un incremento del ß-exponente de Ångström, el radio efectivo y la lidar ratio y una disminución de su índice de refracción de la parte real a medida que la humedad relativa aumenta. La función del factor de realce ha sido hallada para dichos eventos. Asimismo se sugiere la posibilidad de haber observado el fenómeno de delicuescencia que se atribuye a aerosol de origen marino (en Madrid) y a aerosol compuesto por nitrato amónico y materia orgánica (en Cabauw) procedente de actividades agrícolas.

    Las observaciones diurnas (lidar y fotometría solar) sobre el incendio forestal indican a lo largo de evolución temporal de la medida un incremento del modo grueso sobre el modo fino del aerosol. Dicha variación podría atribuirse a un crecimiento higroscópico que luego se observa en la medición nocturna pues los valores más bajo del ß-exponente de Ångström se observan coincidentemente con los valores más elevados de humedad relativa en el penacho de aerosoles. El crecimiento se atribuye a los aerosoles localizados en el modo de acumulación porque la disminución del parámetro ß-exponente de Ångström se produce en el par de longitudes de onda 532 y 355 nm.