O projeto EURAMET BIOSPHERE, desenvolvimento de instrumentação e medições atmosféricas

O projeto de pesquisa conjunta BIOSPHERE da Parceria Europeia em Metrologia (EPM) tem como objetivo desenvolver a instrumentação, os métodos e a infraestrutura de medição necessários para avaliar como a crescente ionização da atmosfera, causada por campos de radiação extraterrestre (raios cósmicos e radiação UV solar) e amplificada por emissões antropogênicas, afeta a saúde humana e ecológica do nosso planeta. Tanto as precipitações de elétrons de origem extraterrestre quanto os explosões energéticas de prótons liberados pelo sol durante flares solares ou ejeções de massa coronal têm o potencial de afetar a ionização da baixa estratosfera e interferir nas reações catálicas de depleção de ozônio. Isso pode levar a um aumento do fluxo de radiação UV biologicamente ativa, com implicações significativas para ecossistemas, plantas e saúde humana, como cânceres e disfunções celulares. Para estimar o impacto desses campos de radiação extraterrestre na biosfera, o projeto EPM BIOSPHERE fornecerá dados metrológicos rastreáveis sobre fluxos de raios cósmicos, radiação UV solar na superfície da Terra e a coluna total de ozônio, que são fundamentais para avaliar o papel dos raios cósmicos na dinâmica atmosférica. Para isso, uma instrumentação dedicada para determinar a dependência dos raios cósmicos secundários (SCRs) em relação aos raios cósmicos primários (raios cósmicos galácticos, eventos de partículas solares) e parâmetros atmosféricos (por exemplo, temperatura, densidade e concentração de aerossóis) foi desenvolvida e caracterizada. Esta instrumentação mede a taxa de fluxo de SCR durante campanhas de medição, lado a lado com espectros de radiação UV solar em nível do solo e ozônio atmosférico total, com o objetivo de identificar e correlacionar as mudanças da radiação cósmica extraterrestre (reveladas com aumento dos fluxos de SCR) com mudanças nos parâmetros atmosféricos (radiação UV em solo, coluna total de ozônio). Como o fluxo de raios cósmicos medido em nível do solo é influenciado pela atmosfera sobrejacente, uma metodologia metrológica está sendo desenvolvida para correlacionar as taxas de fluxo de SCR com temperatura e pressão. Este método também ajudará a quantificar as taxas de partículas ionizantes na baixa estratosfera que podem interferir nas reações catálicas de depleção de ozônio. Medições rastreáveis de fluxos de raios cósmicos, espectro de radiação UV e coluna de ozônio estão sendo realizadas em campanhas de medição em quatro locais europeus. Apresentaremos aqui a instrumentação desenvolvida, as metodologias instrumentais e os resultados das duas primeiras campanhas.