Modelo teórico de atenuación de radiación solar espectral directa (290 nm a 4000 nm) por la atmósfera terrestre para determinar el espesor de ozono, vapor de agua y aerosoles

Abstract

El presente trabajo de investigación tiene como propósito elaborar un modelo teórico de la atenuación de radiación del espectro electromagnético extraterreste (290 nm a 4000 nm) por la atmosfera terrestre para la determinación de longitud de capa de ozono, vapor de agua precipitable y creciente de turbidez atmosférico por aerosoles bajo el cielo claro. Para este modelo se selecciona y se analiza la información bibliográfica teórica y experimental de la radiación directa UV, visible e infrarroja, también se desarrolla un programa en Matlab 19.0, usando la teoría de optimización no lineal para minimizar una función de dispersión estadística no lineal; y los resultados obtenidos del modelo teórico se comparan con los datos experimentales de radiación solar espectral directa experimental (290 nm a 4000 nm) de la estación de Costa Rica (Wright, 2003, p. 32). Al evaluar y validar el modelo propuesto mediante pruebas con datos experimentales, vea Tabla 3.1, se ha establecido los coeficientes de absorción y dispersión de radiación UV atenuada esencialmente por la absorción de la capa de ozono (¯= 0.0000, l= 0.2635 cm, W= 4.0355 cm), la radiación visible es absorbida principalmente por los aerosoles (¯= 0.0369, l= 0.5740 cm, W= 4.2475 cm) y la radiación infrarroja es absorbida fundamentalmente por vapor de agua (¯ = 0.9499, l= 1.0889 cm, W=3.8342 cm). Para el procesamiento estadístico, se ha desarrollado un algoritmo de optimización no lineal mediante el método de Newton, cuyos resultados se presentan a través de tablas y gráficos. En el presente estudio se concluye que se ha implementado un modelo teórico de la intensidad de radiación directa normal (290 nm a 4000 nm) en un cielo claro, con expresiones sencillas y un limitado número de variables de entrada que genera valores de intensidad de radiación directa.