Incertidumbre de las mediciones de la irradiancia solar UV espectral

La mayoría de las investigaciones sobre la naturaleza y los efectos de la radiación ultravioleta solar (UV) en la superficie de la Tierra requieren mediciones de alta precisión combinadas con procedimientos bien definidos para evaluar su calidad. Aquí presentamos una evaluación general de todos los errores y incertidumbres relevantes asociados con las mediciones de irradiancia espectral global en el UV. Las incertidumbres se cuantifican en términos de la dependencia de las características del espectrorradiómetro, la incertidumbre de los estándares de calibración, el ángulo cenital solar y las condiciones atmosféricas. Las metodologías y ecuaciones presentadas pueden aplicarse a la mayoría de los espectrorradiómetros que se emplean actualmente en la investigación sobre UV. Las fuentes de error abordadas incluyen la calibración radiométrica, el error coseno, la resolución espectral, el desalineamiento de longitud de onda, la estabilidad, el ruido, la luz dispersa y los errores de temporización. La aplicación práctica del método se demuestra estableciendo una tabla de incertidumbre completa para el espectrorradiómetro móvil del Instituto Fraunhofer de Investigación Ambiental Atmosférica (IFU). Este instrumento ha participado con éxito en varias comparaciones internacionales de espectrorradiómetros UV. La incertidumbre expandida (factor de cobertura k = 2) para las mediciones de irradiancia espectral global realizadas con este instrumento varía entre 6.3% en el UVA y 12.7% a 300 nm y 60° de ángulo cenital solar. Las incertidumbres expandidas en las irradiancias ponderadas por eritema y ADN son 6.1% y 6.6%, respectivamente. Estas incertidumbres expandidas son comparables a las incertidumbres en el nivel 2σ en estadísticas convencionales. La reducción sustancial de estas incertidumbres requeriría incertidumbres más pequeñas en los estándares de irradiancia utilizados para calibrar el instrumento. Aunque las incertidumbres causadas por desalineamiento de longitud de onda y ruido se vuelven prominentes en el UVB de onda corta, que es el rango espectral más importante para la detección de tendencias UV, los resultados indican que la precisión del radiómetro IFU es suficiente para detectar tendencias a largo plazo en UV derivadas de un cambio del 3% en el ozono atmosférico. La detección de tendencias causadas por un cambio del 1% en el ozono puede estar más allá de las capacidades de la instrumentación actual.