Effect of water vapor in the SW and LW downward irradiance at the surface during a day with low aerosol load

Abstract

El objetivo de este estudio es analizar el efecto del contenido del vapor de agua en el medio descendente de la irradiación en la superficie de la tierra. Para ello, se muestran los valores de la irradiación, abajo estimados, con el modelo de transferencia radiactiva libRadtran en diferentes rangos espectrales: de onda corta (SW: 285-2800 Nm) y de onda larga (LW: 3500-50000 Nm); y con diferentes contenidos de vapor de agua en la columna. Estas simulaciones han sido realizadas para Évora, Portugal, el 4 de agosto de 2012, un día libre de nubes y con profundidad óptica de aerosoles baja.

La comparación entre la irradiación simulada con diferentes contenidos de vapor de agua muestra diferencias en ambas gamas espectrales. Para SW, la radiación llega a la superficie y aumenta cuando el contenido de vapor de agua disminuye, la obtención de un incremento de hasta el 4 %, 2 % y 1%, correspondiendo los mayores aumentos a los menores valores de vapor de agua. Para LW, el comportamiento es el opuesto, la irradiación disminuye cuando el contenido de vapor de agua disminuye, obteniendo una disminución de hasta un 10 %, 4 % y 2 %, correspondiendo los mayores descensos hasta el menor de los valores de vapor de agua. El efecto del vapor de agua en el aerosol radiactivo de forzamiento (ARF) también ha sido analizado, obteniendo valores de diferencia relativa de hasta un 2,5 % para SW y 35 % para el LW.

The aim of this study is to analyze the effect of the water vapor content on the downward irradiance measured at the Earth's surface. For that purpose, downward irradiance values have been estimated with the radiative transfer model libRadtran in different spectral ranges: shortwave (SW: 285-2800 nm) and longwave (LW: 3500-50000 nm), and with different water vapor content in the column. These simulations have been made for Évora, Portugal, the August 4, 2012, a cloud-free day and with low aerosol optical depth.

The comparison between the simulated irradiance with different water vapor contents shows differences in both spectral ranges. For SW, the irradiance reaching the surface increases when the water vapor content decreases, obtaining an increase of up to 4 %, 2 % and 1%, corresponding the largest increases to the smallest values of water vapor. For LW, the behaviour is the opposite, the irradiance decreases when the water vapor content decreases, obtaining a decrease of up to 10 %, 4 % and 2 %, corresponding the largest decreases to the smallest values of water vapor. The effect of water vapor in the aerosol radiative forcing (ARF) has also been analyzed, obtaining relative difference values of up to 2.5 % for SW and 35 % for LW