manual completo de ozoniossondagem - crnmanual completo de ozoniossondagem ... (termistor externo)....

47
MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS COORDENADORIA REGIONAL DO NORDESTE LABORATÓRIO DE VARIÁVEIS AMBIENTAIS TROPICAIS MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM Novos Procedimentos – SHADOZ – 18 de out/2017. Este manual tem como fundamento os procedimentos adotados pelo Laboratório de Variáveis Ambientais Tropicais (LAVAT) do instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-Natal), Wallops Flight Facilities (NASA) e a NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Dr. Francisco Raimundo da Silva Laboratório de Variáveis Ambientais Tropicais Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Natal, Brasil Tércio Luiz Bezerra Penha Laboratório de Variáveis Ambientais Tropicais Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Natal, Brasil

Upload: vankhue

Post on 15-Feb-2018

225 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS

COORDENADORIA REGIONAL DO NORDESTE

LABORATÓRIO DE VARIÁVEIS AMBIENTAIS TROPICAIS

MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM Novos Procedimentos – SHADOZ – 18 de out/2017.

Este manual tem como fundamento os procedimentos adotados pelo Laboratório de

Variáveis Ambientais Tropicais (LAVAT) do instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-Natal), Wallops Flight Facilities (NASA) e a NOAA (National Oceanic and

Atmospheric Administration).

Dr. Francisco Raimundo da Silva

Laboratório de Variáveis Ambientais Tropicais

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Natal, Brasil

Tércio Luiz Bezerra Penha

Laboratório de Variáveis Ambientais Tropicais

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Natal, Brasil

Page 2: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

2

I. INSTRUMENTAÇÃO

A. GERADOR DE OZÔNIO

A Unidade Geradora de Ozônio/Teste ou simplesmente Gerador de

Ozônio modelo TSC-1 foi projetado para preparar as ozoniossondas e analisar a

resposta desta antes do lançamento com o balão (1).

Figura 1: Gerador de Ozônio/Teste modelo TSC-1 para ozoniossondas (1)

0. Interruptor de Ligar/Desligar o gerador de ozônio.

1. Conector de saída da alimentação 12VDC para a ozoniossonda (ECC).

2. Êmbolo de controle da quantidade de ozônio.

3. Conector de saída da alimentação de 9VDC para o radiossonda (RS).

4. Controle do nível de ozônio.

5. Interruptor de Ligar/Desligar a bomba de ar (Air Pump).

6. Saída de ozônio NO-LO O3 (sem e com baixo ozônio). Utiliza-se esta conexão

para verificar a corrente residual (background) e injetar ozônio na câmara

(cátodo) da célula de ozônio durante a calibração da ECC.

7. Saída de ozônio HI O3 (High Ozone). Utiliza-se para limpar a câmara de

cátodo durante a preparação da ECC.

8. Interruptor de Ligar/Desligar a lâmpada de UV, geradora de ozônio (UV

LAMP).

9. Interruptor de Ligar/Desligar o radiossonda (saída de 9 VDC).

0 1 3

4

5 8

7 6

9 12

11 10

13 15

14

2

Page 3: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

3

10. Medidor da tensão de alimentação da ECC.

11. Medidor da corrente da bomba da ECC (microAmperes).

12. Interruptor de Ligar/Desligar a sonda de ozônio (saída de 12 VDC).

13. Medidor para verificar a corrente da radiossonda em µA (modificado para ler

miliAmperes).

14. Chave Ligar/Desligar para ler a Tensão e Corrente do motor/sonda.

15. Medidor para verificar a corrente do sensor de ozônio em µA.

Obs.: As radiossondas atuais vêm com alimentação para, no máximo, 9

VDC, por este motivo se faz necessário uma modificação completa do Gerador de

Ozônio com a instalação de um regulador de 9 VDC para alimentá-los.

B. Célula de ozoniossonda (ECC)

A célula de ozônio da Science Pump consta de três partes principais: a

bomba e seu motor, as câmaras (cátodo e ânodo) e a interface eletrônica.

Figura 2: Electrochemical Concentration Cell (ECC), Science Pump com interface

1. Bomba de teflon de entrada de ar cuja função é extrair de forma regular o ar

exterior e fazê-lo passar pelo sensor de ozônio.

2. Câmara de cátodo (sensor de ozônio).

3. Câmara de Ânodo (sensor de ozônio).

4. Fios das câmaras (cátodo e ânodo).

5. Tubo de entrada de amostra de ar.

1

2 3

4

7

B

8

9 B

A

10

B

A

7

Page 4: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

4

6. Motor da bomba do sensor.

7. Conector para a alimentação da bateria da bomba/interface.

8. Potenciômetro para ajustar a corrente de resposta da célula, utiliza-se

quando a corrente não alcança um valor estável em torno de 0.0200µA

(AJUSTAR SOMENTE SE FORESTRITAMENTE NECESSÁRIO).

9. Fios azul e branco (condutores da corrente que gera a célula) com curto

circuito para diminuir a corrente residual.

10. Conector para interligação da transmissão de dados com o radiossonda.

Figura 3: Caixa de acondicionamento com a informação de fábrica [A.11],bateria para a

célula ECC [3B.12] e cabos de conexão [3C.13-15]

11. Informação da sonda fornecida pela fábrica que vem na caixa de isopor e que

deverá ser anotada na folha de preparação/calibração.

12. Bateria para a ozoniossonda [procedimento para ativar – Fig. 33.A - pág. 38].

13. Conexão para o motor da bomba da ozoniosonda.

14. Conexão para a interface da ozoniossonda.

15. Conexão da bateria[Fig.3B.12].

C. Radiossonda

O radiossonda LMS6 permite a medição e transmissão de dados

meteorológicos: pressão atmosférica (GPS ou sensor), temperatura e umidade

relativa do ar, ozônio, direção e velocidade do vento (GPS), etc. Serve também

para enviar os dados da ozoniossonda, durante o voo, para o receptor LMG6.

B C A

11

Page 5: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

5

Figura 4: Radiossonda (RS) modelo LMS6

1. Sensor de temperatura do ar (termistor externo).

2. Sensor de umidade relativa do ar (externa).

3. Antena de transmissão.

4. Terminal de Conexão de dados da interface da ozoniossonda.

5. Sensor de temperatura interna (termistor bead) para instalar no interior da

Ozoniossonda.

6. Terminais para alimentação do Radiossonda.

Cuidado: Não se deve tocar nos terminais dos termistores e sensor de

umidade para não modificar suas características físicas.

D. Medidor de fluxo de ar (Flow Rate)

Este instrumento simples serve para medir o fluxo de ar da ozoniossonda,

está graduado de 0 a 100 cm, utilizando-se de uma bolha de sabão para

determinar o tempo a percorrer os 100 cm.

Figura 5: Coluna para medir o fluxo de ar (Flow Rate)

Page 6: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

6

1. Parafuso tipo borboleta.

2. Suporte metálico.

3. Termômetro.

4. Conexão 1.

5. Pera de borracha.

6. Coluna graduada.

7. Garra metálica.

8. Conexão 2.

9. Solução de água e sabão. (Mistura de uma colher de chá em um copo

pequeno de água).

10. Conexão 3.

E. Filtro com carvão ativado.

Figura 6: Filtro de carvão ativado

Filtro com carvão ativado para eliminar o ozônio produzido pelo gerador de

ozônio e que circula pela ozoniossonda. Lembrar que o ozônio é prejudicial ao

sistema respiratório dos seres humanos.

F. Fio de curto-circuito.

Figura 7: Detalhe do fio de curto-circuito.

Conexões fêmeas para os sensores

Para fio azul Para fio branco

Page 7: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

7

Nota: O Fio de curto circuito usado para conectar os fios branco e azul da

célula de ozônio tem como finalidade diminuir a corrente residual. Este poderá ser

confeccionado sem o resistor de 1 kΩ (Ohm).

G. Medidor de Pressão/Vácuo

Usado para medir a pressão da bomba e a pressão de vácuo

Figura 8: Medidor de pressão

II.Preparação Inicial – Não inferior a 3 dias antes do lançamento

O procedimento de preparação e calibração das ozoniossondas deve ser

feito em um ambiente limpo, livre de pó, não se deve permitir fumar, em nenhum

caso, usar desodorantes ambientais antes ou durante o processo de calibração.

Também deverá manter uma temperatura ambiente entre 20 e 25ºC. Recomenda-

se também usar luvas cirúrgicas livres de pó para manipular as células e as

soluções.

a. Montar a Interface eletrônica na ECC e conectar todos os cabos de alimentação

[Fig. 3C].

b. Conectar o cabo da ozoniossonda [Fig. 3C.15] a fonte do Gerador de ozônio

[Fig. 1.1] através do cabo adaptador.

Page 8: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

8

Iniciando os procedimentos usando o formulário SHADOZ DIGITAL

OZONESONDE CHECKLIST, Versão:18 de Out/2017 (3.Formulários– página

42).

a. Data (aaaammdd):

b. Nome da Estação:

c. Nome do Operador:

d. Número de série da ECC.

e. Tipo da Solução eletroquímica; ex. 1.0% full buffered.

1. Ligar o Gerador de Ozônio (Fig. 1.0) e motor da sonda (Fig. 1.12), rodar

durante 10 minutos em no O3com ar ligado (Fig.1.6) com os fios conectados a

saída de 12VDC (Fig. 1.1).

2. Anotar a CORRENTE DA BOMBA em mA – (Medidor Fig. 1.11).

Figure 9: Medição da Corrente da bomba

3. Medidor da Pressão da bomba ("hg) – A pressão na cabeça da bomba.

Page 9: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

9

Figura 10: Medição da pressão da bomba

4. Pressão de Vácuo ("Hg) – Pressão de vácuo da entrada da bomba.

Figura 11: Medição da pressão de vácuo

5. Bypassar a Câmara de Cátodo.

6. Adicionar 5,5 cc de solução de cátodo.

7. Rodar durante 30 minutos em HI O3 (somente o tubo e a bomba) com o

Controle de ozônio (PISTÃO) completamente para fora para condicionar o tubo

de entrada e a bomba (4).

Page 10: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

10

Figura 12: Limpeza do Tubinho e Bomba em HI O3

8. Rodar durante 5 minutos em NO-LO O3 com ar ligado.

Figura 13: Destruição do Ozônio

9. Derramar ou retirar a solução de Cátodo.

10. Adicionar 3 cc com solução nova de cátodo.

11. Aguardar 5 minutos antes de adicionar 1,5 cc de solução de ânodo.

12. Conectar os terminais da célula e rodar durante 10 minutos em NO-LO O3

com ar ligado.

13. Anotar a corrente de ozônio (Bkg).

Page 11: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

11

Figura 14: Corrente Residual (Bkg)

14. Rodar durante 10 minutos com 5µA O3 e comutar a chave para no O3 air

(Controle de ozônio completamente fechado).

15. Anotar o tempo em segundos que a corrente cai de 4 a 1,5µA (Teste de

Decaimento da Corrente).

16. Rodar durante 10 minutos em NO-LO O3, air ligado, com o Controle de

ozônio completamente fechado.

17. Anotar a corrente de O3 (µA).

18. Adicionar 2,5 cc da solução de cátodo.

19. Curto circuitar os terminais da ECC (Fig. 2B.9).

20. Armazenar na caixa da sonda com o tubinho de entrada.

21. Limpar as seringas com água destilada.

Nota: De agora em diante a ozoniossonda deverá permanecer sempre na posição para cima!.

1. Se as soluções permanecerem por uma semana (IF DORMANT AFTER 1 WEEK REPLACE SOLUTIONS)

1. Substituir a solução de cátodo (3cc).

2. Substituir a solução de ânodo (1,5 cc).

3. Rodar durante 5 minutos em NO-LO O3 com ar ligado.

4. Anotar a corrente de O3 (µA).

5. Rodar durante 5 minutos e ajustar o Controle de Ozônio (Ozone Control) para

medir 5µA de corrente de ozônio.

Page 12: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

12

6. Comutar para no O3 (Controle de Ozônio completamente fechado).

7. Anotar o tempo em segundos que a corrente cai de 4 a 1,5µA (Teste de

Decaimento da Corrente)

8. Rodar durante 10 minutos em NO-LO O3, ar ligado, com o Controle de

ozônio completamente fechado e anotar a corrente de ozônio.

9. Curto circuitar os terminais da célula e armazenar dentro da baixa de isopor e

do saco plástico com o tubinho de entrada de ar também. Permanecer com a

ozoniossonda sempre na posição para cima. Limpar as seringas com água

destilada.

3. PREPARAÇÃO NO LABORATÓRIO NO DIA DO VOO (DAY OF FLIGHT

PREPARATION IN LAB), ANOTANDO A DATA (AAAAMMDD)

1. Preencher a folha de calibração (Checklist) com a data de fabricação da

solução.

2. Remover a solução de cátodo e ânodo.

3. Enxaguar as células adicionando 3 cc de cátodo e 1,5 de ânodo e em seguida

removê-las.

4. Adicionar 3cc de solução de cátodo.

5. Adicionar 1,5 cc de solução de ânodo.

6. Rodar durante 10 minutos em NO-LO O3 com ar sem ozônio (Lamp off).

7. Anotar a corrente residual de O3 (BKG#0 em µA ).

8. Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

livre de ozônio (UV Lamp on).

9. Comutar para NO O3. Desligar a lâmpada de UV, fechar o controle de ozônio e

disparar o cronômetro.

10.Anotar o tempo em segundos que a corrente cai de 4 a 1,5µA (Teste de

Decaimento da Corrente).

11. Rodar durante 10 minutos em no O3 com o controle de ozônio fechado e

Anotar a corrente de O3 (BKG#1 em µA).

12. Anotar os tempos do fluxo na coluna T100 (cinco vezes) e fazer a média dos

tempos. Conectar o medidor de fluxo à saída da célula de cátodo.

13. Anotar a temperatura (°C), Umidade (%) e Pressão da sala (hPa).

14. Anotar a correção do Flow Rate (FR) (ver tabela 1- página 44) e em seguida

calcular o FR corrigido (média do tempo de T100 x fator de correção do FR).

Page 13: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

13

Figura 15: Medição do Flow Rate da ECC

4.DIA DO VOO NO LOCAL DO LANÇAMENTO (DAYOF FLIGHT AT THE LAUNCH SITE)

1. Anotar o nome do voo (LLyymmdd), LL = Local, ex. NT=Natal; SP=São

Paulo; SM=Santa Maria e assim por diante; yy=ano, mm=mês e dd=dia.

2. Nome do Operador.

3. Tipo do Radiossonda: 1843-623 LMS6 Differential GPS with ozone sensor.

4. Número de série do Radiossonda.

5. Substituir a solução de cátodo (3cc). Fazer este procedimento 30-40

minutos antes da hora do voo.

6. Rodar 10 minutos em NO-LO O3 sem ozônio e anotar a corrente residual

antes do voo (BKG#2 in µA), Usar o filtro de Ozônio.

7. Anotar a data em GMT e Local Time.

8. Anotar a hora do voo em GMT e Local Time.

9. Tamanho do balão em gramas.

10. NOAA FPH serial #(if applicable).

11. Outros instrumentos.

12.Anotar a PRESSÃO NA SUPERFÍCIE (hPa).

13. Anotar a TEMPERATURA NA SUPERFÍCIE (°C).

14. Anotar a Umidade Relativa na Superfície (%).

15. Anotar a Velocidade do Vento (m/s).

16. Anotar a DIREÇÃO DO VENTO (graus).

A B

Page 14: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

14

17. Anotar as condições do Céu.

18. Anotar os valores do Dobson, Brewer ou Microtops (DU).

A. Colocação das soluções

1. Retirar o tubo que une o cátodo da ozoniossonda com a bomba.

2. Retirar a tampa da câmara.

Figura 16: Remoção da tampa (use uma ferramenta

adequada para retirar suavemente a tampa)

3. Colocar 3,0 ml de solução de cátodo na câmara [Fig.9A.1], usando a seringa

nominada "Cátodo"[Fig. 9C.1].

4. Depois de cinco minutos colocar 1,5 ml de ânodo na câmara [Fig.9A.2].

Usando a seringa nominada "ânodo"[Fig. 9C.2].

Page 15: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

15

Figura 17: Câmaras que contém cátodo (1A) e ânodo (2A),frascos e seringas

5. Ao colocar a tampa introduza com cuidado o tubo no guia de teflon.

Figura 18: O tubinho entra no guia da câmara do cátodo ao voltar a colocar a tampa

7. Armazenar na caixa de isopor dentro do saco plástico com seu respectivo

tubo de teflon. Cuidado para não virar a ozoniossonda.

8. Preencher a folha "INPE/NASA UAIRP ECC DATA STUDIES FORM".

2 1

A B

C

1

2

Page 16: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

16

B. Procedimento para a medição do fluxo de ar(Flow Rate) da ozoniossonda

O equipamento consta de um tubo de vidro graduado que em um extremo

[Fig. 15.A] se conecta à saída da bomba, no outro extremo se conecta ao filtro de

carvão ou saída NO LO O3 do Gerador[Fig. 15.B]. Este procedimento deverá ser

feito antes da colocação das soluções, evitando assim problema com as mesmas.

1. Colocar uma solução de água e sabão (detergente de lavar louça).

2. Conectar a ozoniossonda na extensão, conectar o tubo de teflon (usar lixa)

da ozoniossonda ao gerador de ozônio em NO LO-O3.

3. Ligar o motor da bomba da ozoniossonda [Fig. 1.11].

4. Liberar umas bolhas para percorrer todo o tubo para lubrificar o interior da

coluna graduada.

5. Liberar uma bolha e medir o tempo com um cronômetro entre a marca 0 e

100 cm.

6. Repetir a operação anterior por 5 vezes (5x) digitando os tempos na

planilha de "Cálculo do Flow Rate e resposta da célula".

7. Medir a temperatura e a umidade da sala.

8. Anotar na folha os valores e realizar o cálculo na planilha Excel para

determinar o fator de correção em função da temperatura e umidade da sala

e obter o Flow Rate corrigido.

9. Anotar os valores na folha de preparação/calibração da ozoniossonda.

Figura 19: Medição do Flow Rate da ECC

1 2

Page 17: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

17

III. PROCEDIMENTO PARA CALIBRAÇÃO DAS OZONIOSSONDAS

(Preparação para o lançamento)

Este procedimento final que antecede o lançamento da ozoniossonda deve ser

realizado no dia do lançamento, recomenda-se que seja umas duas ou três horas

antes, no caso de que se suspenda o lançamento, este procedimento deve ser

repetido.

É recomendável também que no dia do lançamento se tenha em mãos duas

ou três ozoniossondas preparadas conforme procedimento deste manual (ao menos

três dias antes), no caso de ocorrer alguma dificuldade na calibração. Use as

ozoniossondas mais antigas na preparação, ou seja, com a solução na câmara mais

envelhecida.

1º. Troca das soluções (USAR LUVAS CIRÚRGICAS LIVRES DE PÓ).

1. Usar a folha "INPE/NASA UAIRP ECC DATA STUDIES FORM" nos passos

seguintes.

2. Retirar a ozoniossonda do plástico em que foi armazenada no dia da

preparação e desligar o conector que curto-circuita os fios azul e branco

[Fig.2B.9], conectando-os no terminal branco (W) e azul (B) da placa da

interface.

3. Inspecionar as tampas das câmaras para ver se estas apresentam cristais

ou alguma película branca. Se ocorrer o anterior, limpá-las com um pano livre

de pó.

4. Desconectar o tubo do cátodo da bomba de teflon usando uma lixa fina.

Retirar a tampa do cátodo, mover a tampa com o tubo interior para retirar as

gotas que caíram no interior do tubo.

5. Colocar a tampa do cátodo em uma superfície limpa, mover a tampa para

retirar o restante de solução que tenha caído no tubo. NÃO TOQUE NA

PARTE INFERIOR DO TUBINHO.

6. Recarregar a ozoniossonda com solução nova no cátodo (3,0 ml), usando a

seringa reservada somente para a solução de cátodo.

7. Recolocar a tampa do cátodo tomando o cuidado de que o tubinho entre no

guia que se encontra no fundo da câmara [Fig.10].

8. Reconectar o tubo do cátodo à bomba de Teflon (usar uma lixa).

Page 18: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

18

9. Limpar as seringas com água destilada antes de guardá-las.

2º. Conectar a ozoniossonda ao gerador de ozônio e a um radiossonda

1. Ligar o gerador de ozônio com o interruptor [Fig. 1.0] e Air Pump [Fig. 1.4]

e deixar ligado por alguns minutos.

2. Conectar a bomba da ozoniossonda aos terminais de 12VDC [Fig. 1.1] do

gerador de ozônio.

3. Conectar os terminais vermelho e preto do RS aos terminais do gerador de

ozônio [Fig. 1.3] obedecendo as mesmas cores. Supõe-se que o gerador de

ozônio já tenha sido modificado (saída de 9VDC).

4. Interconectar o radiossonda a uma ozoniossonda, antes, porém deverá

programá-lo na frequência desejada utilizando as chaves "SET FREQUENCY".

Nota: De acordo com a Figura 21 as chaves estão todas na

posição"0000"(para cima), logo está programada para funcionar na

frequência de 400.250 MHz. Chave para cima 0 e para baixo 1.

Figura 20: Programação do radiossonda para operar na frequência desejada

5. Conectar o tubo da ozoniossonda ao terminal NO LO-O3 [Fig. 1.5] com Air

Pump [Fig. 1.4] na posição ON, com o pistão [Fig. 1.2] totalmente fechado e

a UV LAMP [Fig. 1.7] na posição ON.

6. No caso de se utilizar o radiossonda, ligar o equipamento LMG6 e o

computador ao qual está conectado.

Page 19: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

19

Figura 21: Rodar o programa Win9000 - File -

New Flight.

7. Na aba "Flight Information"

Figura 22: Em "Flight Identifier", digitar o nome do arquivo de calibração, ex.

CAL6A29991 e em seguida clicar em OK.

8. Na aba "Surface Data"

Figura 23: Entrar com os dados: Barometric

Pressure, Dry Bulb Temp, Relative Humidity, Wind Direction e Wind Speed, estes dois

últimos podem ter quaisquer valor já que a calibração se realiza em interiores. Em seguida clicar em OK.

Page 20: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

20

9. Na aba "Ozone".

Figura 24: Entrar com os dados: Pump Serial

Number, Pump Flow Rate (corrigido), Sensor Background Current, Cathode Volume (3.0 cc)

e em seguida OK.

Na calibração deverá ser digitado inicialmente

0.000 (µA) para Sensor Background Current.

10. Na tela "Start LMS6 with Differential GPS Flight".

Figura 25: "Select Transmit Frequency", selecionar a

frequência já programada no passo "4" (ex. 402.500 MHz)

em seguida selecionar o Channel Name.

11. Ligar o Interruptor [Fig. 1.11] para alimentar a ECC e aguardar alguns

segundos para ligar o Interruptor [Fig. 1.8] para alimentar o RS.

12. Ir para a tela [Fig. 19]

Figura 26: Tela Calibração Tabulador-segundos

Page 21: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

21

Nesta tela poder-se-á observar a corrente da célula de ozônio, esta oscilará

mas deverá manter-se em torno de 0.0200µA. Esta é a corrente residual (Background

Current). Se os valores forem bem maiores, deve-se trocar a solução ou modificar a

corrente girando o parafuso do potenciômetro mostrado na Figura 2B.8 – página 3.

13. No intervalo entre o minuto 0 - 10 (sem ozônio) ver a corrente do motor

no mostrador [Fig. 1.10], e em seguida ir para a tela principal e clicar em

"O3"para ver a corrente residual.

Figura 27: Esta tela apresentará a "Ozone Background Current" em

microAmperes que deverá ser anotada como corrente residual da calibração.

Este valor (Ozone Background Current) deverá também ser anotada na folha "INPE/NASA UAIRP ECC DATA

STUDIES FORM".

3º. Determinar o decaimento da corrente da ECC

1. Manter o conjunto rodando durante 10 minutos, no minuto 10 injetar ozônio,

movendo o pistão [Fig. 1.2] lentamente para fora. Observar a tabela de

calibração com o Win9000 até obter uma corrente de 5µA (4.90 a 5.50)

durante este tempo, fazer pequenos ajustes até conseguir a estabilidade

~5µA. As mudanças realizadas com o pistão têm um tempo de resposta de

uns 40 segundos.

2. Decorrido o tempo de 10 minutos sem ozônio fechar o pistão "ozone

controle" (Fig. 1.2) e desligar a LAMP UV [Fig. 1.7] para que não entre

ozônio na câmara, AIR PUMP [Fig. 1.4] em OFF. Como o sistema retarda uns

40 segundos para reagir as mudanças, deve-se deixar de injetar ozônio no

tempo 19:20 minutos por exemplo.

3. Deixar funcionando a ozoniossonda durante 10 minutos sem ozônio (Na

saída NO LO-O3 com ar ligado ou no filtro de ozônio).

4.Clicar na aba Calibração-Gráfico para ver um gráfico semelhante à Figura 29.

Page 22: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

22

Figura 28: Gráfico de Calibração da ECC

5. Gravar os dados, clicando com o botão direito sobre a tabela noWin9000 na

tela "Calibração-Tabulador", com o nome calnº da célula.txt

(cal6A32343.txt),no diretório do mesmo nome ou rolar a tela.

Page 23: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

23

Figura 29: Tela do arquivo de calibração da ECC

6. Abrir o arquivo calnº da célula.txt gravado no passo 5º com qualquer

editor de texto. Poderá ser feito um gráfico da calibração conforme arquivo

template (ver anexos - pág. 41).

Procurar o tempo que a corrente começará a diminuir (~20 min.), anotar o

valor na folha "INPE/NASA UAIRP ECC DATA STUDIES FORM" verificando o

tempo, este tempo corresponde a Ist0.

A partir do tempo anterior em Ist0 anotar as correntes correspondentes aos

seguintes tempos: em 30 seg.Ist0,5 ; 1 min. Ist1 ; 3 min. Ist3 ; 5 min e 10

min Ist10.

Fazer o seguinte cálculo

R=100[(Ist0-Ist1)/Ist0]≥80%

Se o valor R for maior ou igual a 80%, então a célula passou no teste de

decaimento. Caso contrário descartá-la para o lançamento e usar outra.

Trocar a solução e preparar novamente a célula que apresentou problemas.

Para completar a folha de preparação e calibração recorrer aos arquivos

exportando: "Legacy binary data", "Flight information" e "Receiver Data".

Page 24: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

24

Figura 30: Exportação dos arquivos caln° da célula_flightinfo.txt e caln°

da célula_calibration para ver os valores do Termistor e Umidade

do radiossonda.

IV. PROCEDIMENTO PARA O LANÇAMENTO

4º. Preparar a sonda para o lançamento (30 - 40 minutos antes do

lançamento)- procedimento semelhante ao da Calibração.

O radiossonda e a ozoniossonda devem ser unidas como serão mostrados nos

próximos passos já que as interferências não desejadas podem levar os dados a não

terem a exatidão requerida.

1. Substituir a solução do cátodo da ECC e colocar nova solução com 3,0 ml de

volume.

2. Conectar o radiossonda com a ECC.

3. Ligar o sistema e manter a ozoniossonda com o filtro de carvão ativado

alimentando a ECC com 12VDC e o radiossonda com 9VDC.

Page 25: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

25

Figura 31: Conexão anterior ao lançamento para verificar a corrente residual

4. Ligar o receptor e o computador, rodar o programa Win9000 e proceder da

mesma forma que na calibração.

5. O nome de identificação do voo deve ser no formato LLyymmdd (LL=Local

[NT,SP,SM], yy=ano, mm=mês, dd=dia) ou LLddmmyy ou como quiser.

6. Criar um novo voo e abrir as abas "Flight Information", "Surface

Data"e"Ozone".

7. Determinar a corrente da célula, deverá ser considerada como background

current para o lançamento; anotar Ibkg=______ µA entre os minutos 5 - 10

ou quando a corrente já estiver estabilizada com valores próximos a

0,0200µA.

8. Colocar a ECC na caixa de isopor e conectar os terminais de alimentação ao

rádio, no conector preto ao fio preto P1 [Fig.2B.10] na placa da interface.

9. Instalar o sensor de temperatura dentro da caixa, por uma fita na parede da

ECC para que os fios do termistor não façam contato com a base metálica da

ECC; [fig. 33] os fios do termistor ficam separados; fixá-lo à placa com fita

adesiva de dupla face.

Figura 32: Instalação do sensor de temperatura interna

Page 26: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

26

10. Ativar a bateria da ECC mergulhando-a em água potável durante dois

minutos, em seguida retirar toda a água e deixar repousar durante 5 minutos.

11. Colocar fitas adesivas na caixa da ozoniossonda.

Figura 33: Fitas adesivas na caixa da ozoniossonda

12. Dobrar o cabo de Conexão do sensor que sai do radiossonda para que se

fixe na tampa da caixa.

Figura 34: Conexão dos cabos de comunicação e termistor radiossonda-ozoniossonda

13. Fixar a radiossonda em um lado da caixa da ozoniossonda na parte

superior próximo a tampa com a antena virada para baixo.

Figura 35: Montagem do radiossonda com a ozoniossonda

Page 27: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

27

14. Utilizar fita gomada para fixar o radiossonda a ECC, com cuidado para não

obstruir a abertura da bateria da ozoniossonda.

Figura 36: Forma de unir as caixas com fita adesiva

15. Colocar os cabos até a bateria e o rádio como indica a figura abaixo, levar

em conta os seguintes detalhes: [Fig. 38.1] deve-se colocar a fita adesiva ao

redor do tubo para que este fique fixo e a sonda inclinada fazendo pressão

sobre o tubo para que este não solte durante o voo, [Fig. 38.2] o conector do

motor deve-se aderir a parede da caixa com uma fita dupla face para impedir

que se mova no durante o voo, [Fig.38.3] colocar uma fita para proteger o

cabo da bateria.

Figura 37: Acondicionamento da ECC

Page 28: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

28

Figura 38: Forma de aderir os cabos e selar a caixa

16. Antes de ligar a bateria da ECC, "NÃO SE ESQUECER DE COLOCAR O

FILTRO DE OZÔNIO" no tubo que suga o ar exterior como mostra a figura

40.1; a bateria da ECC deve ser inserida com a etiqueta voltada para cima.

Ligar o RS através dos fios vermelho e branco [Fig. 40.2]. O fio preto fica

desconectado durante o voo.

Figura 39: Conjunto de voo e acionamento da alimentação do RS

17. Digitar todos os dados de superfície que são requeridos: pressão

atmosférica, temperaturas doar (bulbo seco e molhado??), velocidade e

direção do vento. Estes dados devem ser coletados no local do lançamento

minutos antes do horário previsto para o lançamento.

18. Armar para o lançamento quando o programa mostrar no campo superior

esquerdo o botão "ARM" disponível.

19. Retirar cuidadosamente o filtro para medir os dados de superfície durante

5 a 10 minutos (MUITO IMPORTANTE).

20. No caso de todos os dados estarem coerentes, amarrar o conjunto de voo

(RS/ECC) ao balão mantendo o sensor de temperatura e umidade no lado

contrário do corpo do operador para evitar danos involuntários ou ficar

enroscado durante o momento do lançamento.

1 2

Page 29: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

29

21. Durante o lançamento, não se esquecer de classificar as nuvens no

momento do lançamento, 01 hora após e no final do voo.

22. Quando o operador perceber que o balão estourou e começou a aumentar

a pressão atmosférica, terminar o voo, salvar os arquivos e terminar de

preencher as folhas do lançamento.

V. PROCESSAMENTO APÓS TÉRMINO DO VOO PARA OS DADOS DE OZÔNIO

Este procedimento poderá ser feito logo após o término do lançamento ou

posteriormente dependendo do tempo disponível do operador/processador, pois o

mais importante é salvar o arquivo de voo para possíveis reprocessamentos, caso

haja alguma discordância nas informações fornecidas no início da criação do nome

do voo com o programa Win9000.

1. Abrir o arquivo de voo, ex., nt171109-15z.w9k com o Win9000, para em

seguida exportar os arquivos (tela principal):

Tabulador PTU-ozônio_altura (O3)

Tabulador PTU-ozônio_altura (OZN)

Tabulador PTU-ozônio_vento (OZD)

Trajetória do balão.

Figura 40: Tela Principal da sondagem

Page 30: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

30

2. Selecionar cada Tabulador, na tela principal, e em seguida clicar com o

botão esquerdo do mouse e salvar no diretório sondagem, por exemplo,

selecionando o "Tabulador PTU_ozônio_altura (O3)" e em seguida salvar no

diretório da sondagem com o nome "o3.txt".

Figura 41: Aba para gravação de ozônio (O3)

3. Fazer o mesmo procedimento para os outros tabuladores salvando-os

respectivamente com os nomes "ozn.txt", "ozd.txt" e "trajet.txt".

4. Ir para a tela principal clicando na aba "Flights" – nt171109-15z e

selecionar: "Legacy binary data", "Flight Information" e "Receiver Data" e

em seguida pressionar OK.

Page 31: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

31

Figura 42: Aba para exportação de arquivos

5. No diretório do voo, abrir os arquivos, por exemplo,

nt171109_15z_flightinfo.txt e nt171109-15z_calibration para preenchimento

das folhas de preparação, calibração e lançamento.

Figura 43: Diretório para processamento da sondagem

6. Renomear o arquivo nt171109_flightinfo.txt para "flightinfo.txt"e transferir

para o diretório "Processamento sondagem - sem banco", também

deverá transferir os arquivos "o3.txt", "ozn.txt", e "ozd.txt".

Page 32: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

32

7. Deverá conter no diretório de "Processamento sondagem - sem banco"

os seguintes arquivos: "Local.txt" e "Obs.txt" que deverá ser editado para o

local e as observações durante a sondagem.

8. Dentro do Diretório "Processamento sondagem - sem banco" rodar o

programa "Relatório-Ozoniossonda.jar-v2", aparecerá a tela abaixo para

confirmação da existência dos arquivos necessários para o processamento do

voo. Se todos os arquivos mostrados na figura abaixo existirem, então

pressione OK para iniciar o processamento.

Figura 44: Tela do processamento – sem banco

9. Aparecerá a tela abaixo confirmando que o processamento foi OK.

Figura 45: Tela do final do processamento sem banco

10. Em seguida teremos os novos arquivos processados:ozmed_nt171109.txt,

nt171109.dat, nt171109.ozd.xls e nt171109.ozn.xls, necessário para a

confecção dos gráficos com uso do software Grahper.

Page 33: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

33

Figura 46: Arquivos processados

11. Usar os Templates para a elaboração de todos os gráficos da sondagem.

Os templates, conforme tela abaixo, deverá usar o software Grapher para

abri-los e editá-los, mas poderá ser criado com outros softwares de gráficos.

12. Ao rodar os Templates, abrir o arquivo nt171109.dat em cada Template e

salvar como "grf".

13. No Template"NTpágina" deve ser aberto duas vezes (2x) o arquivo

nt171109.ozd.xls, depois o arquivo nt171109.dat para criar o gráfico

completo incluindo o vento.

Figura 47: Diretório dos templates para criação dos gráficos

VI. PROCESSAMENTO DA TRAJETÓRIA

1. Para o processamento da trajetória deverá ser usado a opção "Sem Banco"

e para isto deverá ser editado o arquivo config.ini para modo local.

2. Renomear os arquivos trajet.txt e nt171109_infot.txt para: trajet-nt171109-

15z e flightinfo-nt171109-15z. Lembrando que a hora deverá ser em UTC.

3. Copiar estes arquivos para o diretório "balao-x32".

4. Executar a rotina "balao.bat" e pressionar OK.

Page 34: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

34

Figura 48: Processamento da trajetória do balão

5. Abrir o arquivo "html" da trajetória com qualquer navegador.

Figura 49: trajetória do balão

Page 35: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

35

VII. ANEXOS

1.GRÁFICO DA CALIBRAÇÃO DA ECC

Page 36: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

36

2.GRÁFICOS DA SONDAGEM

0 1 2 3 4 5 6

Corrente de Ozônio ()

1000

100

10

1

Pre

ssã

o A

tmo

sfé

rica (

hP

a)

0 10 20 30 40 50

Temperatura da Caixa (ºC)

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Pressão Parcial de Ozônio (hPa)

1000

100

10

1

Pre

ssã

o A

tmo

sfé

rica (

hP

a)

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40

Temperatura do ar (ºC)

0 20 40 60 80 100

Umidade Relativa (%)

PPO3=0.004307*(corr-bkg)*(boxtemp+273.15)*flowrate*(a0+a1/press+a2/press^2)/dasibi

0.0146 28.94 0.9976 0.5951 0.8404 1.000

nt091117 09/11/2017 15:21:04 UT Natal/Brasil (5,83 S - 35,20 W) ECC n° 6A32343

Total de Ozônio = 273.12 UD Integral de Ozônio = 231.51 UD Residual de Ozônio = 41.61 UDOzônio de Superf. = 22.93 nb Total de Ozônio (Dobson) = UD Altura atingida = 33.7 km

0 120 240 360

Dir. Ventos (Graus)

0 10 20 30 40 50

Vel. Ventos (m/s)

Page 37: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

37

0 2 4 6 8 10 12

Razão de Mistura de Ozônio ( ppmV )

20 40 60 80 100 120 140

Razão de Mistura de Ozônio ( ppbV )

1000

100

10

200

300

400

500

600

700800900

20

30

40

50

60

708090

987

6

5

Pre

ssão

Atm

osf

éric

a (

hP

a )

1000

100

10

200

300

400

500

600

700800900

20

30

40

50

60

708090

987

6

5

RAZÃO DE MISTURA DE OZÔNIO VERSUS PRESSÃO

SONDAGEM DE OZÔNIOINPE - NATAL - RN (5.83 S, 35.20 W)HORA: 15:21:04 UTDATA: 09/NOVEMBRO/2017OZÔNIO DE SUPERFÍCIE = 22,93 nbTOTAL DE OZÔNIO = 273,12 UDRESIDUAL DE OZÔNIO = 41,61 UDINTEGRAL DE OZÔNIO = 231,51 UDALTURA ATINGIDA = 33,719 kmECC Nº 6A32343

RS Nº 8070280

Page 38: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

38

0 40 80 120 160

1000

100

10

200

300

500

20

30

50

5

Pre

ssã

o A

tmo

sfé

rica

( h

Pa

)

1000

100

10

200

300

500

20

30

50

5

Pressão Parcial de Ozônio ( hPa )

-80 -40 0 40

1000

100

10

200

300

500

20

30

50

5

Pre

ssã

o A

tmo

sfé

rica

( h

Pa

)

Temperatura do Ar ( ºC )

1000

100

10

200

300

500

20

30

50

5

0 40 80 120 160 Razão de Mistura de Ozônio ( ppbv )

1000

100

10

200

300

500

20

30

50

5

Pre

ssã

o A

tmo

sfé

rica

( h

Pa

)

1000

100

10

200

400

600800

20

40

6080

86

0 20 40 60 80 100

1000

100

10

200

300

500

20

30

50

5

Pre

ssã

o A

tmo

sfé

rica

( h

Pa

)

Umidade Relativa do Ar ( % )

1000

100

10

200

300

500

20

30

50

5

09/116/2017

0 4 8 12

Razão de Mistura de Ozônio ( ppmv )

INPE - NATAL - RN (5.83 S, 35.20 W) HORA DA SONDAGEM: 15:21:04 UT

SONDAGEM DE OZÔNIOINPE - NATAL - RN (5.83 S, 35.20 W)OZÔNIO DE SUPERFÍCIE = 22,93 nbTOTAL DE OZÔNIO = 273,12 UDRESIDUAL DE OZÔNIO = 41,61 UDINTEGRAL DE OZÔNIO = 231,51 UDALTURA ATINGIDA = 35,413 kmECC Nº 6A32343RS Nº 807280

Page 39: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

39

Umidade Relativa do Ar ( % )

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Pressão Parcial de Ozônio ( hPa )

1000

100

10

200

300

400

500

600

700800900

20

30

40

50

60

708090

987

6

5

Pre

ssão

Atm

osf

éric

a (

hP

a )

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40

Temperatura do Ar ( ºC )

OZÔNIO, TEMPERATURA E UMIDADE VERSUS PRESSÃO

SONDAGEM DE OZÔNIOINPE - NATAL - RN (5.83 S, 35.20 W)HORA: 15:21:04 UTDATA: 09/NOVEMBRO/2017OZÔNIO DE SUPERFÍCIE = 22,93 nbTOTAL DE OZÔNIO = 273,12 UDRESIDUAL DE OZÔNIO = 41,61 UDINTEGRAL DE OZÔNIO = 231,51 UDALTURA ATINGIDA = 33,719 kmECC Nº 6A32343

RS Nº 8070280

Page 40: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

40

3. FORMULÁRIOS

Dobson (optional):

Brewer (optional):

MicroTops (optional)

Version: Oct 18, 2017 SHADOZ DIGITAL OZONESONDE CHECKLIST FLT #: NT171031

1. INITIAL PREPARATION - NO LESS THAN 3 DAYS BEFORE FLIGHT

DATE (YYYYMMDD): 20170912 STATION NAME: NATAL/BR OPERATOR NAME: TÉRCIO

O3 PUMP SERIAL #: 6A32340 SOLUTION STRENGHT (1.0%, full buffered): Y

1. Run 10 minutes on no O3 air: (Y) 12. Run 10 minutes on no O3 air: (Y)

2. PUMP CURRENT: 100 (mA) 13. RECORD O3 CURRENT: 0.0146 (µA)

3. PUMP PRESSURE: 19 (in. Hg ) 14. Run 10 minutes at 5µA O3:Y) -then switch to no O3 air.

4. PUMP VACUUM: -23 (in. Hg) 15. RECORD TIME TO DROP FROM 4 TO 1.5 µA: 19 sec

5. Bypass Cathode chamber: ( Y ) 16. Run 10 minutes on no O3: (Y)

6. Add 5.5 cc Cathode solution: (Y ) 17. RECORD O3 CURRENT: 0.00761 (µA)

7. Run 30 minutes on HIGH O3 (tubing, pump only): (Y) 18. Add additional 2.5 cc of CATHODE: (Y )

8. Run 5 minutes on no O3: (Y ) 19. Short the cell leads: (Y )

9. Dump Cathode solution : (Y) 20. Store in sonde box with Intake tube ( Y )

10. ADD 3.0 CC CATHODE (wait 5 min): (Y) 21. Rinse Syringes (Y)

11. ADD 1.5 CC ANODE SOLUTION: (Y ) Note: From now on, sonde must remain upright!

2. IF DORMANT AFTER 1 WEEK REPLACE SOLUTIONS. DATE (YYYYMMDD): 20170919

1. CHANGE CATHODE SOLUTION (3cc):(Y) 6. Switch to no O3: (Y)

2. CHANGE ANODE SOLUTION (1.5cc): (Y ) 7. RECORD TIME TO DROP FROM 4 TO 1.5 µA (20)

3. Run 5 minutes on no O3 : (Y ) 8. Run 10 minutes on no O3 - RECORD CURRENT: 0.0778 sec

4. RECORD O3 CURRENT: 0.0167 (µA 9. Short the cell leads: (Y)

5. Run 5 minutes on 5µA O3: (Y ) 10. Store in sonde box and rinse syringes: (Y)

3. DAY OF FLIGHT PREPARATION IN LAB. DATE (YYYYMMDD): 20171031

OPER. NAME:TÉRCIO 1. Cathode solution # date of bottle (if applicable) : Y

2. Remove original Cathode and Anode solution Y__

3. Rinse cells by adding 3 cc Cathode and 1.5 cc Anode and removing Y

4. Add 3 cc Cathode solution: (Y) 12. RECORD T100 FLOWRATE TIMES:

5. Add 1.5 cc Anode solution: (Y ) FLOWRATE # 1: 28.93 sec

6. Run 10 minutes on no O3: (Y) FLOWRATE # 2: 28.92 sec

7. RECORD O3 CURRENT:BKG#0= 0.0146 µA FLOWRATE # 3: 28.93 sec

8. Run 10 minutes at 5µA O3: (Y ) FLOWRATE # 4: 28.91 sec

9. Switch to no O3: (Y) FLOWRATE # 5: 28.92 sec

10. RECORD TIME TO DROP FROM 4 TO 1.5 µA: 22 sec. AVERAGE T100: 28.92 sec

11. RUN 10 MINUTES ON no O3 and RECORD O3 CURRENT (Filter): BKG#1= 0.1088 µA

13. ROOM TEMP (C): 25.0, ROOM RH (%): 50, ROOM Pressure (hPa): 1009.9

14. Flow rate Correction (if calculated): 1.018 Flow Rate Corrected T100= 29.44

4. DAY OF FLIGHT AT THE LAUNCH SITE. 18. 260.0 (DU) (DU) NT171031 : (DU) 2. OPERATOR NAME: FRANCISCO/TÉRCIO 3. RADIOSONDE TYPE 1848-623 LMS6 DIFFERENTIAL GPS WITH OZONE SENSOR Y 4. RADIOSONDE SERIAL #: 8070512 INTERFACE # (if applicable): 5. CHANGE CATHODE SOLUTION (3cc): (Y) 6. RUN 10 MIN. ON no O3 and RECORD O3 BKG CURRENT (Filter) BEFORE FLIGHT: BKG#2: 0.0146µA 7. GMT date (YYYYMMDD): 20171031 LOCAL date (YYYYMMDD): 20171031 8. GMT Launch Time (HH:MM:SS): 15:11:43 LOCAL Launch Time (HH:MM:SS): 12:11:43 9. BALLOON SIZE: 1200 Grams: Totex:√ Hwoyee: PAWAN: (√ one ) 10. NOAA FPH serial # (if applicable):N/A 11. Others instruments:N/A 12. SURFACE PRESS: 1009.0 (hPa) 15. SURFACE WIND SPEED: 1.1 (m/s) 13. SURFACE TEMP: 29.5 (ºC) 16. SURFACE WIND DIR: 151 (deg) 14. SURFACE RH: 65 (%) 17. Sky Conditions Remarks: Blue sky

1. FLT #:

Page 41: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

41

Page 42: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

42

Pressure (hPa): Temp: (C)

MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS

CENTRO REGIONAL DO NORDESTE

LABORATÓRIO DE VARIÁVEIS AMBIENTAIS TROPICAIS

Radiosonde No.:

Humidity:

Thermistor:

ECC NO.:

ECC Pump Calibration

Date A0 = A1 = A2 =

Pump Milliamp:

Room Temp (C):

Pump Pressure:

Date:

Air Flow: Pump Volts:

ECC Manufacturer Data

ECC Preparation

Board No Date Manufactured:

Flow Rate:

Avg. Flow Rate: Correction Factor: Corrected Flow Rate: sec/100 ml

ECC Calibration

Date: Date File Name: Radiosonde No.

Background Current: Pump Pressure (psi):

Room Temp. (C):

Motor Current: mA

Response Test

(If ≥ 80, It`s OK). Response: %

Date:

ECC Balloon Flight Data

Launch Time: File Name:

Bkg Current (µA):

Time UTC:

Authorized Signature:

Dobson:

Room RH (%): Room Pressure (hPa):

Pump Vaccum: (“Hg)

Pump Vaccum (“ Hg):

Room RH (%): Room Pressure (hPa):

0.0 minutes: µA

RH: (%)

Room RH (%):

Room RH (%): Room Pressure (hPa):

0.5 minutes: µA 1.0 minutes: µA

3.0 minutes: µA 5.0 minutes: µA 10.0 minutes: µA

Sky Conditions Remarks:

8071910

8102

8181

6A32329

AUG/2012 +0.9976 +0.5951 +0.8404

08-22-16 36 (“Hg)

75 28.3/28.3 12.3 -25

17/07/04 25.0 65 1015.8

28.56 28.57 28.58 28.57 28.56

28.57 1.012 28.91

17/07/04 CAL32329 8071910

0.0182 µA 15 -24

25.0 65 1015.8

85

5.1551

1.1541 0.4443

0.1846 0.1443 0.0901

91

17/07/04 15:09:32 NT170704

0.0168 1014.9 28.8 65.5

16:40 17:01 17:35 17:46 Average (DU)

252.5 254.8 252.0 254.8 253.5

Partly Cloudy

TÉRCIO/EDMILSON/FRANCISCO

INPE / NASA UAIRP ECC DATA STUDIES FORM

Page 43: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

43

4.PLANILHA DE CÁLCULO PARA A ECC

4.1 CORREÇÃO DO FLOW RATE COM A TEMPERATURA E UMIDADE

Tabela1: WMO_SOP_TD_JD_BJ_JM_2006JAN09.pdf

Page 44: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

44

5.RELATÓRIO DE VOO

NOME DO ARQUIVO DE OZÔNIO: NT091117.dat

>>PROCESSAMENTO AUTOMÁTICO:

Ozônio de Superfície: 22,93 nb

Pressão Atmosférica no final da Sondagem: 6,72 hPa

Altitude da Sondagem: 33,719 km

Ozônio Total no topo da Atmosfera:273,12 UD

Ozônio Total no topo da Sondagem:231,51 UD

Ozônio Residual:41,61 UD

Temperatura Mínima da Tropopausa:-86,09°C

Altura da Tropopausa:17,269 km

Pressão Atmosférica da Tropopausa:88,10 hPa

Pressão Parcial de Ozônio da Tropopausa:9,73 nb

>>INFORMAÇÕES SOBRE O VÔO:

Numero de série da radiossonda:8070280

Tipo da radiossonda:

1848-623 LMS6 Differential GPS with Ozone sensor

Posição da estação

Local do Lançamento:INPE-NATAL-RN

Latitude:-5,836722

Longitude:-35,206528

Altitude:42,0 m

Hora do lançamento(UTC):15:21:04

Hora na altura máxima(UTC):17:00:43

Dados de superfície

Pressão atmosférica:1006,1 hPa

Temperatura do ar:27,4°C

Umidade relativa:79,0 %

Direção do Vento:149,0°

Velocidade do Vento:1,8 m/s

Dados do sensor de ozônio

Numero de série da bomba:6A32343

Taxa de fluxo da bomba:28,94 s/100ml

Volume do catodo:3,0 ml

Corrente residual da célula:0,0146 µA

Coeficiente de Eficiência da Bomba (A0): 0,9976

Coeficiente de Eficiência da Bomba (A1): 0,5951

Coeficiente de Eficiência da Bomba (A2): 0,8404

Page 45: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

45

6. INSTRUÇÕES PARA ATIVAÇÃO DA BATERIA DORS(ACTIVATION

INSTRUCTIONS FOR RADIOSONDE BATTERY, Sippican, Inc.)

1) Com a bateria posicionado de modo que a etiqueta fique voltada com a face

para cima, mergulhar em água doce a uma profundidade de 1"(2,54 cm) abaixo da

superfície da água durante 2 minutos. Não deixar que o soquete da bateria se

molhe.

2) Retirar da água e mantendo a bateria com a etiqueta voltada para baixo,

remover o excesso de água, estendendo o braço e balançando a bateria em um

arco começando sobre a cabeça e parando abruptamente nos joelhos. Repetir o

gesto no mínimo quatro vezes e não mais que dez.

"É IMPORTANTE QUE A SUPERFÍCIE QUE CONTÉM A ETIQUETA DA

BATTERIA ESTEJA COM A FACE VOLTADA PARA BAIXO DURANTE A

OPERAÇÃO DE AGITAR".

3) Examinar parcialmente os lados encerados da bateria para qualquer excesso de

água restante nas áreas não-enceradas. Repita o passo 2 se for encontrado água

em excesso.

"O EXCESSO DE ÁGUA AUMENTA MUITO O VAZAMENTO ENTRE CÉLULAS,

CAUSANDO UM SOBREAQUECIMENTO DA BATERIA E VIDA ÚTIL MAIS CURTA".

4) Deixar de repouso durante 5 minutos sobre uma superfície não condutora, em

seguida, colocar no saco plástico fechando-o com uma fita. Agora a bateria está

pronta para o voo.

"A BATERIA DEVERÁ SER INSERIDA NA POSIÇÃO COM A ETIQUETA VOLTADA

PARA CIMA".

Figura 50: Acionamento em água (A), posição da etiqueta no gabinete(B) e fechamento

com fita gomada(C).

B C A

Page 46: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

46

7.PREPARAÇÃO DA SOLUÇÃO QUÍMICA DA ECC

Solução de KI a 1,0%

1. Para 250 ml

a) 2,5g KI

b) 6,25g KBr

c) 0,3125g NaH2PO4-H20

d) 0,9325g Na2HPO4-7H20

e) 0,025g Alconox

2. Diluir todos os químicos em um Becker contendo 250 ml de água e com uso

de um bastão de vidro quebrar todos os cristais dos químicos totalmente,

antes de ir para o passo seguinte.

3. Lavar o frasco de vidro de cor escura contendo o nome "Cátodo" por três

vezes e em seguida transferir parte da solução para este frasco.

4. Lavar o frasco contendo o nome "Ânodo" por três vezes com a solução de

Cátodo e colocar 50 ml de solução neste frasco.

5. Adicionar KI e agitar com um bastão de vidro até levar a solução à

saturação, se necessário, acrescentar mais KI, isto fará com que permaneçam

alguns cristais no fundo do frasco.

6. Guardar os frascos em um recipiente limpo e escuro evitando a exposição à

luz.

7. Somente usar as soluções de "Cátodo"e"Ânodo" depois de decorrido 24

horas da sua preparação.

8. Anotar, em ambos os frascos, a data da confecção da solução e usá-las

somente por um período de 3 meses.

Figura 51: Frascos contendo soluções químicas de "Cátodo" e "Ânodo".

Page 47: MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de ozônio para ~5µA com ar

47

8. REFERÊNCIAS

(1) SPC TSC-1 Ozonizer Test Unit Manual, Feb. 02, 2002

[ozonizer_test_unit_manual_2002-02-22.doc]. (2) SPC 6A Operators Manual, Dec. 28, 2004 [spc_6A_operators_manual_2004_a-

UAIRP.pdf].

(3) LMS LMS6 Radiosonde Ozone Operators Manual, Oct. 22, 2013 [OperatorsManualLMS6RadiosondeOzone.pdf].

(4) WMO/GAW REPORT No. 201: Quality Assurance and Quality control for

ozonesondes Measurements in GAW Prepared by Herman G. J. Smit and the Panel for the Assessment of Standard Operating Procedures for Ozonesondes (ASOPOS). January

2013.