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Eclairement UV
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Le rayonnement UV solaire a des effets à la fois bénéfiques (photosynthèse
de la vitamine D) et délétères sur la santé humaine (cancer de la peau,
cataracte...) ainsi que sur la faune et la flore. Les mesures en routine de
l'éclairement solaire spectral et intégré à la surface servent à étudier sa
variabilité en relation avec l'évolution de l'atmosphère (ozone, aérosols,
nuages).
Le LOA a commencé les mesures de rayonnement UV à Villeneuve d'Ascq mi-1998
avec un
spectroradiomètre
et un radiomètre large bande, et il a intégré le
NDACC (ex-NDSC) en 2001. Le LOA est également responsable d'un autre
instrument UV faisant partie du NDACC à l'Observatoire de Haute Provence
(OHP).
L'intérêt des mesures spectrales des UV est qu'elles permettent d'évaluer
leurs effets biologiques (via des spectres d'action comme ceux de
l'érythème et de l'ADN) et leurs effets dans l'atmosphère (via les
fréquences de photolyse d'espèces photochimiquement actives). Elles
permettent également d'estimer la colonne totale d'ozone et de caractériser
les aérosols dans l'UV en fournissant un spectre de leur épaisseur optique.
Les radiomètres large bande, qui sont d'utilisation plus simple, mesurent
les éclairements intégrés (érythémateux, UVB et UVA).
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Instruments
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Le LOA possède deux spectroradiomètres sur le site de Villeneuve d'Ascq. Le
plus ancien, opérationnel dès 1998, est un
double monochromateur Jobin Yvon HD10,
de résolution égale à 0,75 nm, mesurant l'intensité des éclairements
spectraux solaires UV dans l'intervalle de longueur d'onde 280-450 nm par
pas de 0,5 nm. Il mesure l'éclairement spectral global (direct + diffus),
ainsi que l'éclairement diffus, depuis 2003 par interposition d'un disque
occultant le soleil. Les mesures sont actuellement effectuées tous les
quarts d'heure depuis le lever jusqu'au coucher du soleil, en alternant les
mesures de global et de diffus. L'étalonnage qui est effectué environ tous
les trois mois en chambre noire devant des lampes traçables jusqu'à des
étalons de référence (NIST et NPL) conduit à une incertitude relative sur
l'éclairement de 8% pour les longueurs d'onde inférieures à 320 nm, et 5%
pour les longueurs d'onde supérieures.
L'analyse d'un spectre à l'aide d'une technique d'absorption différentielle
permet d'estimer la colonne totale d'ozone avec une incertitude relative
d'environ 3% par ciel clair et 7% par ciel nuageux. L'analyse d'un spectre
d'éclairement solaire direct, obtenu en retranchant le spectre diffus du
spectre global, permet de déterminer le spectre de l'épaisseur optique des
aérosols de 330 à 450 nm avec une incertitude absolue d'environ 0.05.
Depuis mars 2008, la station est équipée d'un deuxième instrument, un
double monochromateur Bentham DM300
, dont la résolution est de 0.6 nm et
qui effectue le même type de mesures.
En octobre 2008 le LOA a installé à L'OHP un spectroradiomètre Bentham
DM300, identique à celui de Villeneuve d'Ascq. Cet instrument succède à
l'instrument de l'IRSA (Université J. Fourier, Grenoble) qui a fonctionné à
Briançon jusque décembre 2005 et qui appartenait au NDACC.
A Villeneuve d'Ascq les mesures spectrales sont complétées par des mesures
obtenues au moyen de deux radiomètres large bande. Un
pyranomètre UVB-1
de YES qui mesure depuis août 1998 l'éclairement UV solaire intégré sur une
bande spectrale allant de 270 à 352nm. Sa réponse spectrale, proche du
spectre d'action érythémateux de Diffey, présente une sensibilité assez
forte dans les UVB et décroît très rapidement dans les UVA. Ses principaux
avantages sont sa grande stabilité temporelle en sensibilité et le faible
entretien qu'il nécessite. Il fournit le flux UV érythémateux et les flux
UVB intégrés de 280 à 315 nm et de 280 à 320 nm avec une incertitude
d'environ 10%.
Depuis juin 2007, un autre radiomètre équipe la station, un UV-S-AE-T de
Kipp & Zonen qui fournit le flux UV érythémateux et le flux UVA intégré de
315 à 400 nm.
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mentions légales
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