NRO technical report: Number 52

Abstract

The surface water vapor pressure measured by weather stations at 4,060 m and 4,200 m elevation at Rio Frio is used to estimate the water vapor scale height. The water vapor column above the array is also estimated and the correlation with the water vapor column inferred from the 220 GHz opacity is attempted. The surface water vapor pressure is inverted some 20 percent of the time at night and some 35 percent of the time during the day, making scale height measurements impossible. Of the noninverted conditions, the night time water vapor scale height is typically 1 km, and the day time water vapor scale height is about 2 km. The scale height during summer days is about 2.5 times larger than during winter days, while the night time scale height shows no seasonal variation. The integrated solar flux, averaged over the summer half of the data, is about 1.8 times higher than during the winter, indicating that the input of solar energy is related to the diurnal and seasonal variations of the water vapor scale height. The water vapor column estimated from the water vapor pressure measurements show a very rough agreement with the opacity measurements. The nature of the correlation is different between day and night time conditions. Some very complicated events are seen in which either the opacity or the surface water vapor pressure changes dramatically while the other remains constant. Strategically placing more weather stations at higher elevations on nearby mountains would provide crucial information on inversion layers which would help in the interpretation of the water vapor and opacity data and would provide important insights into the atmosphere. Any new weather stations should add atmospheric pressure to the meteorological parameters already sampled by the existing stations.

リオフリオの標高4060mと4200mにある気象観測所によって測定された表面水蒸気圧を用いて、水蒸気スケールハイトを推定した。アレーの上の水蒸気コラムも推定し、220GHzでの不透明度から推定した水蒸気コラムとの相関を検討した。表面水蒸気圧は、夜の時間の20%と昼の時間の35%で逆転し、スケールハイトの測定が不可能になった。逆転のない条件下で、夜間の水蒸気スケールハイトは典型的に1kmであり、昼間の水蒸気スケールハイトは約2kmである。夏期昼間のスケールハイトは冬期昼間よりも2.5倍大きく、夜間では季節的変動はみられなかった。夏期の半分のデータで平均した積分太陽フラックスは冬期よりも約1.8倍高い。これは太陽エネルギーの入射は、水蒸気スケールハイトの昼間および季節の変動と関連することを示す。水蒸気圧測定から推定した水蒸気コラムは、不透明度の測定とおおよそ一致した。相関の性質は昼間と夜間の時間条件で異なる。不透明度と表面水蒸気圧のどちらかが劇的に変化するのにその他は一定であると言う非常に複雑な事象が見られる。山の近くのより高い所にさらに多くの気象観測所を計画的に設置することによって、水蒸気圧と不透明度データの解釈を助ける逆転層に関する重要な情報や、大気についての重要な洞察が得られるであろう。新しい気象観測所はどこでも、既存の観測所で得られている気象パラメーターに大気圧を付加するであろう。