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OBSERVATORIO LIDAR – CEFOP
Montilla-Rosero E. 1, Silva A. 1,2, Jiménez C. 1,2, R. Fuentes 1,2, Saavedra C. 1,2, Hernández R.1,2
1Centro
de Óptica y Fotónica, Universidad de Concepción, Casilla 4016, Concepción, Chile
2Departamento
de Física, Universidad de Concepción, Casilla 4016, Concepción, Chile
Desde el año 2009, el naciente Centro de Óptica y Fotónica (CEFOP) de la
Universidad de Concepción, concibió la idea de un laboratorio para el
estudio y la medición de propiedades atmosféricas. En Agosto de 2011, esa
intención se convirtió en realidad instalando en el observatorio TIGO un
laboratorio transportable, en el que se desarrolla e integra
instrumentación para la medida de aerosoles y gases atmosféricos
(sistemas LIDAR, DOAS y de fotometría solar), y en el que se ofrece
formación científica tanto a investigadores como a estudiantes, en el área
de la óptica atmosférica.
LIDAR facility
El Observatorio LIDAR-CEFOP es financiado por el programa BasalCONYCIT de Financiamiento para Centros Científicos y Tecnológicos de
Excelencia del Gobierno de Chile (PFB0824) y por el proyecto FONDECYT
de iniciación científica del año 2011 (No. 11110126).
Very Long Baseline
Interferometry (VLBI)
Satellite Laser Ranging (SLR)
Sistema LIDAR
LIDAR es el acrónimo de Light Detection And Ranging, una poderosa técnica para el
estudio de la estructura y dinámica atmosférica. La variabilidad espacial y temporal
de constituyentes menores de la atmósfera pero con alto impacto en el equilibro de
transferencia radiativa como los aerosoles, nubes, vapor de agua, velocidad del viento
y temperatura en diferentes capas atmosféricas, pueden ser estudiados utilizando
esta técnica.
LASER PULSADO
Fotodetector
Telescopio
Adquisición y Registro
Montaje general de un sistema LIDAR
Los sistemas LIDAR, son sistemas que utilizan una tecnología óptica de detección
remota para medir propiedades de luz reflejada
o esparcida hacia atrás
(backscattered) por un blanco remoto, con el fin de estimar su distancia, velocidad u
otras propiedades del blanco. El sistema LIDAR más utilizado es el que determina la
distancia de un objeto mediante la medición del retardo de los pulsos láser. Como en
un sistema radar, que usa ondas de radiofrecuencia en lugar de radiación a
frecuencias ópticas, la distancia del objeto se determina midiendo el retardo entre la
transmisión de un pulso y la detección de la señal reflejada. La diferencia fundamental
entre LIDAR y radar es que en LIDAR se usan longitudes de onda mucho más
pequeñas que en radar, típicamente el ultravioleta, el visible o el infrarrojo cercano.
En general, es posible medir objetos que tengan un tamaño comparable o mayor a la
longitud de onda de emisión, por lo que un sistema LIDAR es en general mucho más
sensible en la medición de gases y aerosoles que un radar
Medidas LIDAR en Concepción (Chile).
Der. Perfil de atenuación Lidar. Izq. Señal LIDAR con nubes bajas
Sistema DOAS
DOAS es el acrónimo de Differential Optical Absorption Spectroscopy, y
es un método para determinar las concentraciones de gases traza
mediante la medición de sus específicas estructuras de absorción de
estrecho ancho de banda en la región espectral UV y visible. Un típico
instrumento DOAS consta de una fuente de luz continua, es decir, una
lámpara de arco de xenón, y una configuración óptica para enviar y
recibir la luz a través de la atmósfera. En el observatorio se
implementará un DOAS pasivo, que utiliza la luz del sol como la fuente
de luz. La duración típica de la trayectoria de la luz en la atmósfera oscila
entre varios cientos de metros a varios kilómetros.
DOAS permite identificar muchos gases traza en la atmósfera, como por
ejemplo, OH, NO3, HONO, BrO, IO. En la actualidad es uno de los
métodos más apropiados para medir HONO en la atmósfera abierta.
Diseño y disposición del sistema MAX-DOAS en el Observatorio
LIDAR-CEFOP