Stängning (atmosfärsvetenskap)

Ett stängningsexperiment inom atmosfärsvetenskap är en kombination av olika mättekniker för att beskriva det aktuella tillståndet i det undersökta systemet så fullständigt som möjligt, och för att hitta felaktigheter i en eller några av de inblandade metoderna. Jämförelsen av olika typer av mätningar innebär ofta modellberäkningar, som också kan testas i denna process.

Ett vanligt exempel på förslutningsexperiment är aerosolstudier . Aerosoler kan studeras från rymden, från flygplan och från ytan. Aerosolarnas olika egenskaper (kemisk sammansättning, partikelstorlek, partikelantalkoncentration, optisk absorptionsförmåga, termisk emissivitet, brytningsindex, ljusspridningsmönster etc.) kräver mycket olika typer av mättekniker. Olika instrument har utvecklats för att utföra varje teknik, och forskare är vanligtvis specialiserade på en eller några av dem. På grund av de logistiska insatser som krävs för att sammanföra olika grupper av forskare med olika mättekniker sticker sådana experiment ut bland rutinförsök som är mer fokuserade på en eller ett fåtal tekniker och har färre deltagare.

Ett aerosolförslutningsexperiment kan se ut så här:

Individuella aerosolpartiklar provtas, och deras storlek och form bestäms under ett elektronmikroskop;
En lidar avger en laserstråle in i aerosolplymen och detekterar backscatter-signalen;
Ett aerosolflöde leds genom optiska detektorer som registrerar storleksfördelningen av partiklarna;
Solljuset som dämpas av aerosolen mäts med en solfotometer , vilket ger det optiska djupet av aerosolskiktet;
den spektrala absorptionen av solljus, såväl som spridningsegenskaperna hos aerosolen mäts med spektrometrar;
Aerosolplymens omfattning och totala reflektionsförmåga observeras av en satellitradiometer.

Dessutom kan mätningar utföras inom plymen eller utanför, med hjälp av fjärranalys , från ytan, från flygplan och från satelliter i rymden. Olika visningsgeometrier introducerar återigen komplexitet, som kan bedömas i stängningsexperiment.

Algoritmer finns till exempel för att förutsäga de optiska egenskaperna från en given partikelform, storleksfördelning och brytningsindex. Stängning uppnås om förutsägelserna av en sådan algoritm överensstämmer (inom gränserna för mätosäkerhet) med de optiska egenskaper som har härletts från de oberoende strålningsmätningarna; om lidarinformationen om den vertikala fördelningen av aerosolen summerar till det totala optiska djupet som bestäms av solfotometern; etc.

Quinn, PK och DJ Coffman (1998), Lokal stängning under det första aerosolkarakteriseringsexperimentet (ACE 1): Aerosolmasskoncentration och spridnings- och tillbakaspridningskoefficienter, J. Geophys. Res., 103(D13), 16,575–16,596, doi : 10.1029/97JD03757 .

http://hdl.handle.net/10068/250054