Reconstrucción y análisis de la radiación ultravioleta eritemática en la península ibérica desde 1950

Resumen

La radiación ultravioleta (UV) que llega a la superficie terrestre tiene un efecto perjudicial sobre la piel humana. Este efecto es acumulativo, por lo que es interesante conocer la radiación que ha llegado en el pasado. Sin embargo en España no se comenzó a realizar medidas de manera continua de radiación UV hasta finales del año 1995 en Madrid. Este es el motivo por el cual en este trabajo se han propuesto distintos modelos para estimar la radiación UV en distintas localidades españolas a partir de 1950 y las series obtenidas han sido analizadas. En esta tesis se han utilizado principalmente medidas de radiación UV eritemática (UVER), radiación solar total de onda corta (SW), e insolación, registradas en nueve estaciones radiométricas, una de ellas a cargo del Laboratorio de Atmósfera y Energía de la Universidad de Valladolid. A su vez se han obtenido para cada localidad medidas de: ozono, vapor de agua, propiedades ópticas de aerosoles y albedo de superficie, todas ellas a través de instrumentos a bordo de satélites. Estas medidas de satélites han sido comparadas con medidas realizadas en tierra en otras localidades de España. Mediante esta intercomparación se han derivado las incertidumbres en las medidas de ozono, vapor de agua y espesor óptico de aerosoles. Los datos mencionados, así como las medidas meteorológicas registradas en cada estación de medida, han sido analizados para caracterizar el tipo de atmósfera y su aerosol predominante en cada localidad de estudio. Todas las medidas disponibles han sido utilizadas como parámetros de entrada en un modelo de transferencia radiativa (UVSPEC/LibRadtran) para simular la radiación UVER y SW en condiciones de cielo sin nubes. Se ha realizado un analisis exhaustivo de la exactitud y la sensibilidad del modelo a la incertidumbre en los parámetros de entrada. Las simulaciones bajo cielo sin nubes se han comparado con las medidas realizadas bajo las mismas condiciones, encontrando que las diferencias entre los valores estimados y medidos se encuentran dentro de la incertidumbre causada por la incertidumbre en los parámetros de entrada. Se ha propuesto un modelo para reconstruir la irradiancia UVER horaria en el pasado a partir de medidas de irradiancia SW en conujnto con simulaciones de irradiancia UVER y SW en condiciones de cielo sin nubes. Este modelo se ha comparado con medidas a la vez que otros seis modelos propuestos por otros autores. El modelo propuesto se ajusta mejor a las medidas que el resto. Además, con el objetivo de poder reconstruir la radiación solar con anterioridad, se han propuesto dos modelos de reconstrucción: uno para la irradiación UVER y otro para la irradiación SW diaria, ambos a partir de medidas de insolación. Los resultados han mostrado que estos modelos son válidos para obtener valores de irradiación UVER y SW diarias en el pasado. Aplicando los modelos desarrollados en esta tesis, se han reconstruido los datos de irradiación UVER y SW diarios en las nueve localidades analizadas, teniendo datos próximos al año 1950 al menos en cinco de ellas. Todas las series disponibles han sido sometidas a diferentes tests de homogeneidad, descartando las consideradas inhomogéneas. Con las series disponibles se ha generado una serie promedio, observando como la irradiación UVER ha crecido en España desde 1950 a 2011, lo que se ha atribuido a un descenso en la cantidad de ozono y desde 1985 a 2011 también a una reducción en la cantidad de aerosoles en la atmósfera. El efecto de la temperatura sobre la radiación UVER que llega al cuerpo humano ha sido estudiado a través de una nueva variable: la radiación sobre cuerpo desnudo.