Análisis de Vapor de Agua Precipitable

Sobre la superficie de la Tierra existen sitios extremadamente secos, los cuales son ideales para instalar radio observatorios y poder realizar observaciones astronómicas en los rangos milimétricos, sub-milimétricos e infrarrojo cercano. Uno de estos sitios se encuentra en Chile y corresponde al área de Chajnantor, área que se encuentra a mas de 5000 msnm, y debido a sus condiciones atmosféricas se han instalado algunos de los observatorios mas importantes del mundo como: ALMA, APEX, ACT, Polar Beard, ASTE, NANTEN y el futuro LCT.

A pesar de las extraordinarias condiciones del sitio, uno de los contaminantes de la radiación incidente es el vapor de agua precipitable (PWV por sus siglas en ingles), esta componente atmosférica se encuentra mayoritariamente en la troposfera y es responsable de atenuar, absorber y re-emitir parte de la señal incidente produciendo perturbaciones en las observaciones.

Por lo tanto estimar la cantidad y distribución del PWV, sobre el área de Chajnantor, así como su distribución temporal, son de vital importancia para poder mantener la calidad de los datos obtenidos desde los radio telescopios.

Para poder estimar la cantidad y distribución de PWV dentro del área de Chajnantor, contamos con datos de distintos instrumentos distribuidos en la zona de estudio, como son: Radiómetro de APEX, 350 micrones tipper radiometers, radiómetros UdeC.

Para lograr nuestro objetivo, se ha desarrollado un método para convertir la opacidad atmosférica (medida en 350 micrones medida por los radiómetros tipper) en PWV. Para esto se han desarrollado modelos atmosféricos para cada sitio en estudio, por medio de datos obtenidos desde NASA MERRA-2 y el software AM. Una vez convertidos los datos a pwv, es posible realizar comparaciones entre los sitios y determinar cuanto PWV hay en un sitio en comparación con nuestra referencia que es el radiómetro de APEX. Entregando de esta manera información importante para la planificación y desarrollo de observaciones astronómicas, así como la posible instalación de nuevos proyectos astronómicos.

Este trabajo tiene aristas que son destacables, como:

.- Se implementa un método de conversión desde opacidad medida en 350 micrones a PWV[mm].
.- Se cuenta con uno de los sets de datos mas ricos del área, tanto en el numero de datos ( >3 millones) como en el tiempo que abarcan, desde 1997 a 2017.
.- Con este estudio es posible planificar observaciones astronómicas y la instalación de futuros proyectos astronómicos dentro del área.

Este trabajo ha dado un primer resultado, en el paper "Analysis of the distribution of precipitable water vapor in the Chajnantor area."