scholarly journals Long-term solar UV radiation reconstructed by ANN modelling with emphasis on spatial characteristics of input data

2008 ◽  
Vol 8 (12) ◽  
pp. 3107-3118 ◽  
Author(s):  
U. Feister ◽  
J. Junk ◽  
M. Woldt ◽  
A. Bais ◽  
A. Helbig ◽  
...  
Keyword(s):  
Uv Radiation ◽  
Input Data ◽  
Global Radiation ◽  
Small Scale ◽  
Ann Model ◽  
Solar Uv Radiation ◽  
Solar Uv ◽  
Global Dimming ◽  
Column Ozone

Abstract. Artificial Neural Networks (ANN) are efficient tools to derive solar UV radiation from measured meteorological parameters such as global radiation, aerosol optical depths and atmospheric column ozone. The ANN model has been tested with different combinations of data from the two sites Potsdam and Lindenberg, and used to reconstruct solar UV radiation at eight European sites by more than 100 years into the past. Special emphasis will be given to the discussion of small-scale characteristics of input data to the ANN model. Annual totals of UV radiation derived from reconstructed daily UV values reflect interannual variations and long-term patterns that are compatible with variabilities and changes of measured input data, in particular global dimming by about 1980/1990, subsequent global brightening, volcanic eruption effects such as that of Mt. Pinatubo, and the long-term ozone decline since the 1970s. Patterns of annual erythemal UV radiation are very similar at sites located at latitudes close to each other, but different patterns occur between UV radiation at sites in different latitude regions.

scholarly journals Long-term solar UV radiation reconstructed by Artificial Neural Networks (ANN)

2008 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
pp. 453-488 ◽  
Author(s):  
U. Feister ◽  
J. Junk ◽  
M. Woldt
Keyword(s):  
Neural Networks ◽  
Artificial Neural Networks ◽  
Uv Radiation ◽  
Global Radiation ◽  
Ann Model ◽  
Solar Uv Radiation ◽  
Solar Uv ◽  
Artificial Neural ◽  
Global Dimming

Abstract. Artificial Neural Networks (ANN) are efficient tools to derive solar UV radiation from measured meteorological parameters such as global radiation, aerosol optical depths and atmospheric column ozone. The ANN model has been tested with different combinations of data from the two sites Potsdam and Lindenberg, and used to reconstruct solar UV radiation at eight European sites by more than 100 years into the past. Annual totals of UV radiation derived from reconstructed daily UV values reflect interannual variations and long-term patterns that are compatible with variabilities and changes of measured input data, in particular global dimming by about 1980–1990, subsequent global brightening, volcanic eruption effects such as that of Mt. Pinatubo, and the long-term ozone decline since the 1970s. Patterns of annual erythemal UV radiation are very similar at sites located at latitudes close to each other, but different patterns occur between UV radiation at sites in different latitude regions.

Long term trends of the spectral solar UV radiation

2016 ◽  
Author(s):  
Ηλίας Φουντουλάκης
Keyword(s):  
Uv Radiation ◽  
Solar Uv Radiation ◽  
Long Term Trends ◽  
Solar Uv

Το αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη των μακροχρόνιων τάσεων του φάσματος της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας, με τη χρήση μετρήσεων και θεωρητικών υπολογισμών. Παρόλο που η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία αποτελεί ένα πολύ μικρό κομμάτι του ηλιακού φάσματος, είναι ζωτικής σημασίας για τη βιόσφαιρα. Μέσω της εξελικτικής διαδικασίας οι έμβιοι οργανισμοί έχουν προσαρμοστεί σταδιακά στα παρόντα επίπεδα και τις διακυμάνσεις της υπεριώδους ακτινοβολίας. Η υπεριώδης ακτινοβολία μεταβάλλεται περιοδικά κατά τη διάρκεια της ημέρας και του έτους εξαιτίας της ιδιοπεριστροφής της Γης και των μεταβολών της σχετικής απόστασης και θέσης Ηλίου – Γης αντίστοιχα. Μεταβάλλεται ακόμα εξαιτίας των διακυμάνσεων παραμέτρων όπως η ανακλαστικότητα της γήινης επιφάνειας, τα νέφη, το όζον και τα αιωρούμενα σωματίδια. Κατά τις τελευταίες δεκαετίες, τα επίπεδα της υπεριώδους ακτινοβολίας σε αρκετές περιοχές του πλανήτη μεταβλήθηκαν σημαντικά, κυρίως λόγω της καταστροφής του στρατοσφαιρικού όζοντος από τους ανθρωπογενείς χλωροφθοράνθρακες, των μεταβολών της ανακλαστικότητας της γήινης επιφάνειας εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής, και των μεταβολών στα επίπεδα των ανθρωπογενών ρύπων. Το μέγεθος, ο ρυθμός και η κατεύθυνση των μεταβολών της υπεριώδους ακτινοβολίας παρουσιάζουν έντονη χωρική μεταβλητότητα, ενώ σε αρκετές περιπτώσεις είναι δύσκολο να εκτιμηθεί αν η παρατηρούμενη μεταβολή είναι στατιστικά σημαντική. Η μείωση των εκπομπών ουσιών που καταστρέφουν το στρατοσφαιρικό όζον σε συνδυασμό με τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και την προβλεπόμενη βελτίωση της ποιότητας του αέρα αναμένεται να οδηγήσουν σε εξίσου σημαντικές μεταβολές του φάσματος της υπεριώδους ακτινοβολίας στο μέλλον.Η παρούσα διατριβή επικεντρώθηκε σε τρεις κυρίως στόχους. Ο πρώτος από αυτούς ήταν η μείωση της αβεβαιότητας των φασματικών μετρήσεων της υπεριώδους ακτινοβολίας μέσω της βελτίωσης των μεθόδων χαρακτηρισμού των φασματοφωτομέτρων τύπου Brewer. Για να επιτευχθεί αυτό, τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των οργάνων διερευνήθηκαν σε βάθος και αξιολογήθηκαν οι χρησιμοποιούμενες μέθοδοι χαρακτηρισμού τους. Τελικά, επιτεύχθηκε η βελτίωση των μεθόδων χαρακτηρισμού των οργάνων σχετικά με την επίδραση που έχουν οι η θερμοκρασία και ο νεκρός χρόνος του φωτοπολλαπλασιαστή στη φασματική απόκριση του οργάνου. Ο δεύτερος στόχος ήταν να μελετηθούν οι βραχυχρόνιες και μακροχρόνιες μεταβολές του φάσματος της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας και της ερυθηματογόνου ακτινοβολίας στη Θεσσαλονίκη, και στη συνέχεια να διερευνηθεί η σχέση των μεταβολών αυτών με τις αντίστοιχες μεταβολές της ολικής στήλης όζοντος, των αιωρούμενων σωματιδίων και των νεφών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν, η υπεριώδης ακτινοβολία αυξήθηκε σημαντικά στην Θεσσαλονίκη κατά την περίοδο 1994 - 2006 και παραμένει σχετικά σταθερή στη συνέχεια. Οι μεταβολές αυτές οφείλονται κυρίως σε μεταβολές στη συγκέντρωση και τις οπτικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων. Ο τρίτος και τελικός στόχος της παρούσας διατριβής ήταν να αναδείξει τη σημαντικότητα όλων των παραπάνω και πιο συγκεκριμένα της ανάγκης για αξιόπιστα δεδομένα και για συνέχιση της μελέτης των τάσεων της υπεριώδους ακτινοβολίας. Για να επιτευχθεί αυτό διερευνήθηκε η επίδραση των μεταβολών που λαμβάνουν χώρα στο έδαφος, στην επιφάνεια των ωκεανών και στην ατμόσφαιρα, στα επίπεδα της υπεριώδους ακτινοβολίας κατά το παρελθόν αλλά και στο μέλλον σύμφωνα με δύο διαφορετικά κοινωνικοοικονομικά σενάρια του IPCC, ένα μετριοπαθές και ένα ακραίο. Εστιάσαμε στις αλλαγές στην Αρκτική, όπου η υπεριώδης ακτινοβολία έχει αλλάξει σημαντικά κατά τις τελευταίες δεκαετίες και αναμένεται να αλλάξει εξίσου σημαντικά στο μέλλον. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν, η υπεριώδης ακτινοβολία αναμένεται να μειωθεί σημαντικά στο μέλλον σε σχέση με το παρόν. Συνοψίζοντας, η παρούσα διατριβή συμβάλλει στη βελτίωση της ποιότητας των φασματικών μετρήσεων της υπεριώδους ακτινοβολίας, αναδεικνύει το σημαντικό ρόλο των αιωρούμενων σωματιδίων για τον καθορισμό των επιπέδων της υπεριώδους ακτινοβολίας σε αστικές περιοχές όπως η Θεσσαλονίκη, και τέλος, τονίζει τις πιθανές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα μελλοντικά επίπεδα της υπεριώδους ακτινοβολίας, κυρίως λόγω της μείωσης του όγκου και της έκτασης του θαλάσσιου πάγου στα υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη του βορείου ημισφαιρίου.

The SPORES experiment of the EXPOSE-R mission: Bacillus subtilis spores in artificial meteorites

2014 ◽  
Vol 14 (1) ◽  
pp. 105-114 ◽  
Author(s):  
Corinna Panitz ◽  
Gerda Horneck ◽  
Elke Rabbow ◽  
Petra Rettberg ◽  
Ralf Moeller ◽  
...  
Keyword(s):  
Bacillus Subtilis ◽  
Uv Radiation ◽  
Outer Space ◽  
Space Station ◽  
Solar Uv Radiation ◽  
Hypothetical Scenario ◽  
Total Fluence ◽  
Solar Uv ◽  
Space Vacuum

AbstractThe experiment SPORES ‘Spores in artificial meteorites’ was part of European Space Agency's EXPOSE-R mission, which exposed chemical and biological samples for nearly 2 years (March 10, 2009 to February 21, 2011) to outer space, when attached to the outside of the Russian Zvezda module of the International Space Station. The overall objective of the SPORES experiment was to address the question whether the meteorite material offers enough protection against the harsh environment of space for spores to survive a long-term journey in space by experimentally mimicking the hypothetical scenario of Lithopanspermia, which assumes interplanetary transfer of life via impact-ejected rocks. For this purpose, spores of Bacillus subtilis 168 were exposed to selected parameters of outer space (solar ultraviolet (UV) radiation at λ>110 or >200 nm, space vacuum, galactic cosmic radiation and temperature fluctuations) either as a pure spore monolayer or mixed with different concentrations of artificial meteorite powder. Total fluence of solar UV radiation (100–400 nm) during the mission was 859 MJ m−2. After retrieval the viability of the samples was analysed. A Mission Ground Reference program was performed in parallel to the flight experiment. The results of SPORES demonstrate the high inactivating potential of extraterrestrial UV radiation as one of the most harmful factors of space, especially UV at λ>110 nm. The UV-induced inactivation is mainly caused by photodamaging of the DNA, as documented by the identification of the spore photoproduct 5,6-dihydro-5(α-thyminyl)thymine. The data disclose the limits of Lithopanspermia for spores located in the upper layers of impact-ejected rocks due to access of harmful extraterrestrial solar UV radiation.

Modelling solar UV radiation in the past: comparison of algorithms and input data

2006 ◽  
Author(s):  
P. Koepke ◽  
H. De Backer ◽  
A. Bais ◽  
A. Curylo ◽  
K. Eerme ◽  
...  
Keyword(s):  
Uv Radiation ◽  
Input Data ◽  
The Past ◽  
Solar Uv Radiation ◽  
Comparison Of Algorithms ◽  
Solar Uv

scholarly journals Long-Term Dosimetry of Solar UV Radiation in Antarctica with Spores of Bacillus subtilis

1992 ◽  
Vol 58 (8) ◽  
pp. 2355-2359 ◽  
Author(s):  
Monika Puskeppeleit ◽  
Lothar E. Quintern ◽  
Saad el Naggar ◽  
Jobst-Ulrich Schott ◽  
Ute Eschweiler ◽  
...  
Keyword(s):  
Bacillus Subtilis ◽  
Uv Radiation ◽  
Solar Uv Radiation ◽  
Solar Uv
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document