Analise da radiação UV-B durante os eventos de influência do buraco de ozônio antártico na região sul do Brasil

Abstract

Exposure to the sun is fundamental for human health and the growth and development of f lora and fauna, although excessive exposure to the sun’s UV rays can be harmful to all living things. It can affect aquatic and terrestrial animals, plants and can cause serious problems on human health, such as burns, eye damage and long-term exposure can lead to skin cancer and accelerate skin aging. Ozone is the main gas in the Earth’s atmosphere that absorbs UV radiation in the stratosphere. The Antarctic Ozone Hole (AOH) is characterized by an extreme reduction in ozone levels in the Antarctic region in the spring. The secondary effects of the AOH are caused by the displacement of ozone-poor air masses from the polar vortex to the mid-latitudes, including southern Brazil. On this basis, this study aimed to investigate the behavior of solar UV radiation, through the analysis of the UV index collected in southern Brazil (29,4◦ S, 53,8◦ O) using ground (Brewer spectrophotometer) and satellite UV radiation data. The ground-based measurements include UV index, erythemal dose, unweighted UV-B, and daily UV integral. The UV data used covers the period 2005-2017 were compared with observations from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) experiment onboard the Aura satellite. Overall, UV radiation in southern Brazil, in Santa Maria, is dominated by the annual seasonal cycle, with a maximum in summer and a minimum in winter. However, very high and even extreme UV indices were measured in spring and fall. Spectral analysis by the wavelet method showed that the variability of UVradiation in southern Brazil is also modulated by 3 forcing: El-Nino Southern Oscillation (ENSO), the Quasi-Biennial Oscillation (QBO) and the solar cycle. As for the influence of anomalies due to the secondary effect of the AOH, we obtained an average reduction of 1% of the total ozone column, with an average increase of 4% of the UV index, under clear-sky condition.

L’exposition au soleil est fondamentale pour la santé humaine, la croissance et le développement de la faune et de la flore, bien que l’exposition excessive aux rayons UV solaires puisse être nocive pour tous les êtres vivants. Elle peut affecter les animaux aquatiques et terrestres, les plantes et peut causer de graves problèmes sur la santé humaine, tels que les brûlures, les lésions oculaires et l’exposition à long terme peut conduire au cancer de la peau et accélère le vieillissement de la peau. L’ozone est le principal gaz de latmosphère terrestre qui absorbe le rayonnement UV dans la stratosphère. Le trou d’ozone antarctique (AOH Antarctic Ozone Hole) se caractérise par une réduction extrême de la teneur en ozone dans la région antarctique au printemps. Les effets secondaires de l’AOH sont causés par le déplacement des masses d’air pauvres en ozone, du vortex polaire vers les latitudes moyennes, y compris le sud du Brésil. Sur cette base, cette étude visait à étudier le comportement du rayonnement UV solaire, par l’analyse de l’indice UV collecté dans le sud du Brésil (29,4ˇrS, 53,8ˇrO) en utilisant des données de rayonnement UV au sol (spectrophotomètre Brewer) et par satellite. Les mesures au sol comprennent l’indice UV, la dose érythémale, les UV-B non-pondérés et l’intégrale quotidienne des UV. Les données UV utilisées couvrant la période 2005-2017 ont été confrontées aux observations de lexpérience OMI (Ozone Monitoring Instrument) embarquée sur le satellite Aura. Globalement, le rayonnement UV au sud du Brésil, à Santa Maria, est dominé par le cycle saisonnier annuel, avec un maximum en été et un minimum en hiver. Cependant, des indices UV très élevés et même extrêmes ont été mesurés au printemps et en automne. L’analyse spectrale par la méthode des ondelettes a montré que la variabilité du rayonnement UV au sud du Brésil est également modulée par 3 forçages : l’oscillation australe El-Nino (ENSO), l’oscillation quasi-biennale (QBO) et le cycle solaire. Quant à linfluence des anomalies dues à leffet secondaire de lAOH, nous avons obtenu une réduction moyenne de 1% de la colonne totale d’ozone, avec une augmentation moyenne de 4% de l’indice UV, dans les conditions de ciel claire.