UVA辐照度气候学
图3.9显示了除Summit外所有UVSIMN站点的UV-A辐照度(光谱辐照度集成在315 nm至400 nm之间)的气候学。所有的图都显示了个体的测量值，以及平均值、中位数、第10和第90百分位数，以及总体的日最大值。由于本研究没有考虑云量和反照率的长期变化，因此历史估计值与最近的测量值几乎相同，因此不包括在图3.9中。臭氧总量的变化对UV-A辐照度几乎没有影响。图3.9所示的模式主要显示了云量、地表反照率的季节性变化，在较小程度上，大气气溶胶负荷．
由于南极全年的高反照率，南极的UV-A辐照度与至日非常对称，几乎不受云的影响。日最大紫外线水平大大高于90%，这表明散射云增强了紫外线辐射——这在中纬度地区是一个众所周知的影响(Mims和Frederick, 1994)——也可能发生在南极。最大增强约30%。光谱积分增强400 nm - 600 nm可高达70%。一个极端的例子如图3.10所示，它显示了2000年12月17日在南极点19:00 UT, 19:15 UT和19:30 UT测量的三个光谱。在第一个光谱开始于19:00 UT，太阳是
图3.9在南极(图(a))、麦克默多(图(b))、帕尔默(图(c))、乌斯韦亚(图(d))、圣地亚哥(图(e))和巴罗(图(f))测得的UV-A辐照度。单个测量值、平均值、中位数、第10百分位和第90百分位以及日最大值如图3.2(b)所示。
图3.9在南极(图(a))、麦克默多(图(b))、帕尔默(图(c))、乌斯韦亚(图(d))、圣地亚哥(图(e))和巴罗(图(f))测得的UV-A辐照度。单个测量值、平均值、中位数、第10百分位和第90百分位以及日最大值如图3.2(b)所示。
被稳定的云层所掩盖，导致紫外线和可见辐照度较晴空模式降低约10% - 20%(图3.10(b)，红线)。测量结果还与第二个模型频谱进行了比较，其中使用波长无关的云光学深度1.83作为额外的模型输入参数。测量光谱与该模型光谱的比值(图3.10(b)，橙色线)接近于1，并且几乎与波长无关，这证实了扫描期间(大约13分钟)的辐射场非常稳定。用日冕计测量总辐照度也表示恒定条件(图3.10(c))。在第二光谱中，从19:15 UT开始(图3.10，绿线)，总辐照度在扫描的第一部分急剧增加;与晴空模式相比，光谱辐照度增加了60%。总辐照度增加了72%。由于来自附近障碍物的反射可以被排除，这种模式只能通过围绕(未被遮挡的)太阳圆盘的散射云增强来解释。穿过云洞的光子在积雪覆盖的表面和云顶之间被多次散射。这种效应导致了下行辐射的大幅增强，在地表反照率小的地方无法观测到。 The third spectrum starting at 19:30 UT (Fig. 3.10, blue lines) agrees well with the clear-sky model. Pyranometer measurements were close to the value expected for clear-sky.
麦克默多的UV-A辐照度(图3.9(b))通常与冬至对称。1月份的辐射水平可能比12月份要小一些
图3.10南极破云对全球辐照度的增强。图(a): 2000年12月17日19:00 UT、19:15 UT和19:30 UT测量的全球辐照度的三个光谱。图中还显示了19:00的晴空模式谱。图(b):测量光谱和模拟光谱的比值。图(c):在记录三个光谱期间，由一个辐射计测量的总辐照度，并与光谱辐射计采样的波长作对比，作为时间的替代
图3.10南极破云对全球辐照度的增强。图(a): 2000年12月17日19:00 UT、19:15 UT和19:30 UT测量的全球辐照度的三个光谱。图中还显示了19:00的晴空模式谱。图(b):测量光谱和模拟光谱的比值。图(c):在记录三种光谱期间，由分光光度计测量的总辐照度，并与分光光度计采样的波长作对比，作为时间的替代，因为夏季的反照率比春季小。帕尔默的UV-A辐照度(图3.9(c))显示出比在南极和麦克默多观测到的更大的变异性，因为经常有云层覆盖，光学深度通常在20到50之间(Ricchiazzi等人，1995年)。帕尔默周围的海洋在冬天结冰。帕尔默的地形和冰川通常在12月中旬之前都被雪覆盖。因此，冬季和春季地表反照率比夏季大。这导致了图3.9(c)中可见的UV-A辐照度年周期的小不对称。 Ushuaia, like Palmer, is affected by persistent cloudiness, leading to a large difference of the 10th and 90th percentiles (Fig. 3.9(d)). The Beagle Channel adjacent to Ushuaia does not freeze, but snow typically enhances the effective surface albedo to approximately 0.2 to 0.3 between June and October, leading to some enhancement of UV-A during the winter. UV-A irradiance during spring and summer is almost symmetric about the solstice. The clear-sky limit of UV-A irradiance at San Diego (Fig. 3.9(e)) is symmetric about the solstice, but the average and 10th percentile are affected by seasonal patterns in cloudiness. Cloud attenuation is largest during May and June, whereas most days in August are cloud-free at solar noon. Enhancement of UV-A irradiance by scattered clouds beyond the clear-sky limit is remarkably small, and less pronounced than at the South Pole. This is attributable to low surface albedo (< 0.05) and the near absence of broken积云，可使其他中纬度地区的紫外线辐射增加25% (WMO, 2007年)。由于云量(夏季更为普遍)和地表反照率(11月至5月间为0.83 + 0.08)的季节差异，Barrow的UV-A辐照度显示出强烈的年度循环;夏季小于0.1)。Bernhard等人(2007)对这两个因素的影响进行了定量描述。
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