大氣探測第九章：輻射和日照時(shí)數(shù)的觀測

1、第九章第九章 輻射和日照時(shí)數(shù)輻射和日照時(shí)數(shù)的觀測的觀測9.1 9.1 輻射的基本知識(shí)輻射的基本知識(shí)9.2 9.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理9.3 9.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí) 輻射：輻射： 是以電磁波形式傳遞能量的一種方式，太陽輻射是地球是以電磁波形式傳遞能量的一種方式，太陽輻射是地球表面獲得熱量的主要源泉，也是地球表面與大氣交換熱表面獲得熱量的主要源泉，也是地球表面與大氣交換熱量的一種形式。按輻射來源把輻射量分為太陽輻射和地量的一種形式。按輻射來源把輻射量分為太陽輻射和地球輻射。球輻射。 太陽輻射：太陽輻射： 太陽表面溫度約太陽表

2、面溫度約6000K6000K，99.9%99.9%的能量集中在的能量集中在0.20.2- -1010微米微米波段，波段，9797集中在集中在0.29-3.00.29-3.0微米波段內(nèi)，微米波段內(nèi)，稱為短波輻射。稱為短波輻射。地球輻射：地球輻射： 地球表面和大氣的溫度一般在地球表面和大氣的溫度一般在200200300K300K左右，地球表左右，地球表面、大氣、氣溶膠和云層發(fā)射的長波輻射，波長范圍為面、大氣、氣溶膠和云層發(fā)射的長波輻射，波長范圍為3.03.0100100微米。微米。9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí) 直接輻射：直接輻射： 垂直太陽入射光的直接輻射垂直太陽入射光的直接輻射 S S

3、 太陽直接投射到地面上的輻射，記為太陽直接投射到地面上的輻射，記為S SL L。 散射輻射：散射輻射： 太陽輻射經(jīng)過大氣散射或云的反射，以短波形式到達(dá)地太陽輻射經(jīng)過大氣散射或云的反射，以短波形式到達(dá)地面的那部分輻射量，記為面的那部分輻射量，記為E Ed d。 總輻射：總輻射： 太陽直接輻射和天空散射輻射到達(dá)水平面上的總量，表太陽直接輻射和天空散射輻射到達(dá)水平面上的總量，表示為示為E Eg g=S=SL LE Ed d。短波反射輻射：短波反射輻射： 總輻射到達(dá)地面后被下墊面向上反射的那部分短波輻射，總輻射到達(dá)地面后被下墊面向上反射的那部分短波輻射，記為記為E Er r。9.19.1 輻射基本知識(shí)

4、輻射基本知識(shí) 地球長波輻射：地球長波輻射：（1 1）大氣長波輻射：大氣長波輻射：大氣以長波形式向下發(fā)射的那大氣以長波形式向下發(fā)射的那部分輻射或稱大氣逆輻射部分輻射或稱大氣逆輻射, ,記為記為E EL L。（2 2）地面長波輻射：地面長波輻射：地球表面以長波形式向上發(fā)射地球表面以長波形式向上發(fā)射的輻射（包括地面長波反射輻射），記為的輻射（包括地面長波反射輻射），記為E EL L。 全輻射：全輻射： 短波輻射與長波輻射之和，波長范圍短波輻射與長波輻射之和，波長范圍0.29-1000.29-100微米。微米。 凈全輻射（輻射平衡）：凈全輻射（輻射平衡）： 太陽與大氣太陽與大氣向下發(fā)射全輻射和地面向上

5、發(fā)射的全輻向下發(fā)射全輻射和地面向上發(fā)射的全輻射之差值，射之差值，記為記為E E 。9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí)凈全波輻射：凈全波輻射：E E =E =Eg g +E +EL L -E -Er r -E -EL L凈短波輻射：凈短波輻射：E Eg g =E =Eg g -E -Er r凈長波輻射：凈長波輻射：E El l =E =EL L -E -EL L9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí)9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí) 輻射測量單位：輻射測量單位：（1 1）輻照度輻照度E E：在單位時(shí)間內(nèi)，投射到單位面積上的輻射在單位時(shí)間內(nèi)，投射到單位面積上的輻射能，即觀測到的瞬時(shí)值。單位

6、為瓦能，即觀測到的瞬時(shí)值。單位為瓦米米-2-2 （WmWm-2-2），），取整數(shù)。取整數(shù)。 （2 2）曝輻量曝輻量H H：指一段時(shí)間（如一天）輻照度的總量或稱指一段時(shí)間（如一天）輻照度的總量或稱累計(jì)量。單位為兆焦耳累計(jì)量。單位為兆焦耳米米-2-2（MJmMJm-2-2），取兩位小數(shù)，），取兩位小數(shù)，1MJ=101MJ=106 6J=10J=106 6WsWs。 9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí) 輻射傳感器：輻射傳感器： 組成：組成：為熱電型，傳感器由感應(yīng)面與熱電堆組成。為熱電型，傳感器由感應(yīng)面與熱電堆組成。 感應(yīng)面：薄金屬片，涂上吸收率高、光譜響應(yīng)好的感應(yīng)面：薄金屬片，涂上吸收率高、光譜

7、響應(yīng)好的無光黑漆。無光黑漆。 熱電堆：緊貼感應(yīng)面下部，與感應(yīng)面保持絕緣；工熱電堆：緊貼感應(yīng)面下部，與感應(yīng)面保持絕緣；工作端位于感應(yīng)面下部，參考端（冷端）位于隱蔽處。作端位于感應(yīng)面下部，參考端（冷端）位于隱蔽處。 原理：原理：當(dāng)輻射表對(duì)準(zhǔn)輻射源當(dāng)輻射表對(duì)準(zhǔn)輻射源( (如太陽如太陽) )，感應(yīng)面黑體吸收，感應(yīng)面黑體吸收輻射能而增熱時(shí)，使下部的熱電堆點(diǎn)兩端形成溫度差，輻射能而增熱時(shí)，使下部的熱電堆點(diǎn)兩端形成溫度差，熱電堆產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)輻照度熱電堆產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)輻照度E E越強(qiáng)，熱電堆兩端的溫越強(qiáng)，熱電堆兩端的溫差就越大，輸出的電動(dòng)勢(shì)差就越大，輸出的電動(dòng)勢(shì)V V也就越大。也就越大。 （K為靈敏度）為靈

8、敏度） 若已知若已知K K，測量輻射表輸出電壓大小，就可確定輻照度的，測量輻射表輸出電壓大小，就可確定輻照度的強(qiáng)弱。強(qiáng)弱。 9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí) 輻射測量基準(zhǔn)：輻射測量基準(zhǔn)： 由于不同類型的傳感器可靠性、準(zhǔn)確度、精確度有很大由于不同類型的傳感器可靠性、準(zhǔn)確度、精確度有很大差異；對(duì)單個(gè)傳感器來說準(zhǔn)確度和精確度在使用中和使差異；對(duì)單個(gè)傳感器來說準(zhǔn)確度和精確度在使用中和使用前也應(yīng)由實(shí)驗(yàn)人員確定，因此用前也應(yīng)由實(shí)驗(yàn)人員確定，因此需要建立基準(zhǔn)儀器。需要建立基準(zhǔn)儀器。 19051905年的埃斯屈朗標(biāo)尺。年的埃斯屈朗標(biāo)尺。 19131913年的史密森標(biāo)尺。年的史密森標(biāo)尺。 19561956

9、年的國際直接日射表標(biāo)尺（年的國際直接日射表標(biāo)尺（IPSIPS）。）。 世界輻射測量基準(zhǔn)世界輻射測量基準(zhǔn)(WRR)(WRR)（19791979年由世界氣象組織采納，年由世界氣象組織采納，19801980年年7 7月月1 1日啟用）。日啟用）。 我國規(guī)定從我國規(guī)定從19811981年年1 1月月1 1日開始使用日開始使用WRRWRR。9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí) 輻射的觀測：輻射的觀測：一級(jí)站：一級(jí)站：進(jìn)行散射輻射、直接輻射、總輻射、凈全輻射、進(jìn)行散射輻射、直接輻射、總輻射、凈全輻射、反射反射輻射的觀測輻射的觀測二級(jí)站：二級(jí)站：進(jìn)行總輻射、凈全輻射的觀測進(jìn)行總輻射、凈全輻射的觀測三級(jí)站：

10、三級(jí)站：只進(jìn)行總輻射的觀測只進(jìn)行總輻射的觀測9.19.1 輻射基本知識(shí)輻射基本知識(shí) 輻射觀測的意義？輻射觀測的意義？研究地球研究地球- -大氣系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換及其隨時(shí)間大氣系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換及其隨時(shí)間和空間的變化；和空間的變化；分析大氣成分中諸如氣溶膠、水汽、臭氧等的分析大氣成分中諸如氣溶膠、水汽、臭氧等的特性和分布；特性和分布；研究入射、出射和凈輻射的分布和變化；研究入射、出射和凈輻射的分布和變化；滿足生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和工業(yè)對(duì)輻滿足生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和工業(yè)對(duì)輻射的需要。射的需要。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理 1.1.直接輻射的測定直接輻射的測定 2.

11、2.總輻射的測定總輻射的測定 3.3.散射輻射的測定散射輻射的測定 4.4.反輻射的測定反輻射的測定 5.5.凈全輻射的測定凈全輻射的測定 6.6.長波輻射的觀測長波輻射的觀測 7.7.輻射自動(dòng)觀測儀輻射自動(dòng)觀測儀9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理直接輻射的測定直接輻射的測定定義：定義： 測量垂直太陽表面測量垂直太陽表面( (視角約視角約0.50.5) )的輻射和太陽周圍的輻射和太陽周圍（半（半徑不大于徑不大于2.52.5）很窄的環(huán)形天空的散射輻射很窄的環(huán)形天空的散射輻射（即環(huán)日輻（即環(huán)日輻射）之和，射）之和，稱為太陽直接輻射。稱為太陽直接輻射。測量儀器：測量儀器： 采用太

12、陽直接輻射表采用太陽直接輻射表( (簡稱直接輻射表或直射表簡稱直接輻射表或直射表) )測量，測量，又分為：又分為： 絕對(duì)日射表：可直接得到以絕對(duì)日射表：可直接得到以W/mW/m2 2為單位的日射強(qiáng)度值。為單位的日射強(qiáng)度值。 相對(duì)日射表：需通過換算系數(shù)將所測得電參量換算成日射強(qiáng)度值，相對(duì)日射表：需通過換算系數(shù)將所測得電參量換算成日射強(qiáng)度值， 一般要與絕對(duì)日射表比較、檢定，才能給出具體值。一般要與絕對(duì)日射表比較、檢定，才能給出具體值。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理氣象站用直接輻射表：氣象站用直接輻射表： （1 1）結(jié)構(gòu)：）結(jié)構(gòu)： 進(jìn)光筒：一金屬圓筒，筒口有進(jìn)光筒：一金屬圓筒

13、，筒口有石英玻璃。為對(duì)準(zhǔn)太陽，進(jìn)光石英玻璃。為對(duì)準(zhǔn)太陽，進(jìn)光孔兩端分別固定兩個(gè)金屬圓環(huán)?？變啥朔謩e固定兩個(gè)金屬圓環(huán)。 感應(yīng)件：由感應(yīng)面和熱電堆組感應(yīng)件：由感應(yīng)面和熱電堆組成，安裝在光筒的后面。成，安裝在光筒的后面。 跟蹤架：是支撐進(jìn)光筒使之自跟蹤架：是支撐進(jìn)光筒使之自動(dòng)準(zhǔn)確的跟蹤太陽的裝置。動(dòng)準(zhǔn)確的跟蹤太陽的裝置。 附件：包括底座、水準(zhǔn)器、調(diào)附件：包括底座、水準(zhǔn)器、調(diào)整螺旋、進(jìn)光筒帽蓋、外罩等。整螺旋、進(jìn)光筒帽蓋、外罩等。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理 （2 2）使用與維護(hù)：）使用與維護(hù)：每天工作開始時(shí)，應(yīng)檢查進(jìn)光筒石英玻每天工作開始時(shí)，應(yīng)檢查進(jìn)光筒石英玻璃窗是否清潔，

14、如有灰塵、水汽凝結(jié)物璃窗是否清潔，如有灰塵、水汽凝結(jié)物應(yīng)及時(shí)用軟布擦凈。應(yīng)及時(shí)用軟布擦凈。跟蹤架要精心使用，切勿碰動(dòng)進(jìn)光筒位跟蹤架要精心使用，切勿碰動(dòng)進(jìn)光筒位置，每天上下午至少各檢查一次儀器跟置，每天上下午至少各檢查一次儀器跟蹤狀況蹤狀況( (對(duì)光點(diǎn)對(duì)光點(diǎn)) )，遇特殊天氣要經(jīng)常檢，遇特殊天氣要經(jīng)常檢查。查。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理 （2 2）使用與維護(hù)：）使用與維護(hù)： 如有較大的降水、雷暴等惡劣天氣不能觀測時(shí)，如有較大的降水、雷暴等惡劣天氣不能觀測時(shí)，要及時(shí)加罩，并關(guān)上電源。要及時(shí)加罩，并關(guān)上電源。 轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)光筒對(duì)準(zhǔn)太陽，一定按操作規(guī)程進(jìn)行，轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)光筒對(duì)準(zhǔn)太陽，一

15、定按操作規(guī)程進(jìn)行，絕不能用力太大，否則容易損壞電機(jī)。絕不能用力太大，否則容易損壞電機(jī)。 直接輻射表每月檢查，除檢查感應(yīng)面、進(jìn)光筒直接輻射表每月檢查，除檢查感應(yīng)面、進(jìn)光筒內(nèi)是否進(jìn)水、接線柱和導(dǎo)線的連接狀況外，重內(nèi)是否進(jìn)水、接線柱和導(dǎo)線的連接狀況外，重點(diǎn)應(yīng)檢查儀器安裝與跟蹤太陽是否正確。點(diǎn)應(yīng)檢查儀器安裝與跟蹤太陽是否正確。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理總輻射的測定總輻射的測定測量儀器：測量儀器：使用總輻射表測定，包括水平面上的太陽輻射、使用總輻射表測定，包括水平面上的太陽輻射、天空向下的散射輻射。天空向下的散射輻射。感應(yīng)部分：是熱電堆，分黑白型和全黑型。黑感應(yīng)部分：是熱電堆

16、，分黑白型和全黑型。黑白型冷接點(diǎn)位于白色涂料之下，全黑型的冷接白型冷接點(diǎn)位于白色涂料之下，全黑型的冷接點(diǎn)藏在儀器體內(nèi)。點(diǎn)藏在儀器體內(nèi)。測量原理：測量原理： 感應(yīng)面由黑白相間的金屬片構(gòu)成的，利用黑片感應(yīng)面由黑白相間的金屬片構(gòu)成的，利用黑片和白片吸收率有較大的差別，然后測定黑片與和白片吸收率有較大的差別，然后測定黑片與白片之間的溫差，再換算成輻射強(qiáng)度。白片之間的溫差，再換算成輻射強(qiáng)度。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理氣象站用總輻射表：氣象站用總輻射表：（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 感應(yīng)件：由涂黑感應(yīng)面（圓形感應(yīng)件：由涂黑感應(yīng)面（圓形或方形）和熱電堆組成（康銅或方形）和熱電堆組成（康銅

17、和康銅鍍銅）。和康銅鍍銅）。 玻璃罩：半球形雙層石英玻璃，玻璃罩：半球形雙層石英玻璃，既防風(fēng)又能透過短波輻射。既防風(fēng)又能透過短波輻射。 附件：機(jī)體、干燥器、白色擋附件：機(jī)體、干燥器、白色擋板、底座、水準(zhǔn)器、接線柱、板、底座、水準(zhǔn)器、接線柱、金屬蓋、調(diào)整螺旋等。金屬蓋、調(diào)整螺旋等。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理（2 2）安裝）安裝牢固安裝在專用的臺(tái)柱牢固安裝在專用的臺(tái)柱上。臺(tái)柱離地面約上。臺(tái)柱離地面約1.50m1.50m。調(diào)整底座上三個(gè)螺旋，調(diào)整底座上三個(gè)螺旋，使總輻射表的感應(yīng)面處使總輻射表的感應(yīng)面處于水平狀態(tài)。于水平狀態(tài)。 9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀

18、器及原理散射輻射的測定散射輻射的測定測量儀器：測量儀器：總輻射中把來自太陽直射部分遮蔽總輻射中把來自太陽直射部分遮蔽后測得的為散射輻射或稱天空輻射。后測得的為散射輻射或稱天空輻射。散射輻射表：散射輻射表：由總輻射表配上遮光由總輻射表配上遮光環(huán)組成。環(huán)組成。 遮光環(huán)作用：遮光環(huán)作用：是保證從日出到日落是保證從日出到日落能連續(xù)遮住太陽直接輻射。它由遮能連續(xù)遮住太陽直接輻射。它由遮光環(huán)圈、標(biāo)尺、絲桿調(diào)整螺旋、支光環(huán)圈、標(biāo)尺、絲桿調(diào)整螺旋、支架、底盤等組成。架、底盤等組成。我國采用遮光環(huán)我國采用遮光環(huán)圈的寬度為圈的寬度為65mm65mm，直徑為，直徑為400mm400mm。9.29.2 輻射的觀測儀器

19、及原理輻射的觀測儀器及原理使用與維護(hù)：使用與維護(hù)：日出前，轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿調(diào)整螺旋，將遮光環(huán)按當(dāng)日赤日出前，轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿調(diào)整螺旋，將遮光環(huán)按當(dāng)日赤緯調(diào)在標(biāo)尺相應(yīng)的位置上緯調(diào)在標(biāo)尺相應(yīng)的位置上( (有時(shí)也可幾天調(diào)整一有時(shí)也可幾天調(diào)整一次次) )，使遮光環(huán)全天遮住太陽直射輻射。每日上，使遮光環(huán)全天遮住太陽直射輻射。每日上下午巡視一次，檢查遮光環(huán)陰影是否完全遮住儀下午巡視一次，檢查遮光環(huán)陰影是否完全遮住儀器的感應(yīng)面與玻璃罩，否則應(yīng)及時(shí)調(diào)整。器的感應(yīng)面與玻璃罩，否則應(yīng)及時(shí)調(diào)整。平時(shí)要經(jīng)常保持遮光環(huán)部件的清潔和絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)平時(shí)要經(jīng)常保持遮光環(huán)部件的清潔和絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。尤其是風(fēng)沙過后，要用汽油或酒精將絲桿靈活。尤其是

20、風(fēng)沙過后，要用汽油或酒精將絲桿擦凈。擦凈。長時(shí)間使用遮光環(huán)，當(dāng)圈環(huán)顏色長時(shí)間使用遮光環(huán)，當(dāng)圈環(huán)顏色( (外白內(nèi)黑外白內(nèi)黑) )退色退色或脫落時(shí)，應(yīng)重新上漆?；蛎撀鋾r(shí)，應(yīng)重新上漆。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理反射輻射的測定反射輻射的測定測量儀器：測量儀器： 反射輻射表：使總輻射表反射輻射表：使總輻射表感應(yīng)面向下，即可測定短波感應(yīng)面向下，即可測定短波反射輻射。反射輻射。安裝：安裝： 安裝反射輻射表時(shí)一定要把安裝反射輻射表時(shí)一定要把儀器上的白色擋板翻過來安儀器上的白色擋板翻過來安裝，否則降雨時(shí)，雨水將聚裝，否則降雨時(shí)，雨水將聚在白色擋板上，流入感應(yīng)元在白色擋板上，流入感應(yīng)元

21、件，損壞儀器。件，損壞儀器。 9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理凈全輻射的測定凈全輻射的測定測量儀器：測量儀器： 凈全輻射表：凈全輻射表：在一定高度水平面在一定高度水平面上，測量來自上下兩方面的全輻上，測量來自上下兩方面的全輻射差額。射差額。由感應(yīng)件、薄膜罩、附由感應(yīng)件、薄膜罩、附件組成。件組成。 感應(yīng)件：感應(yīng)件：由涂黑感應(yīng)面與熱電堆組成。由涂黑感應(yīng)面與熱電堆組成。 薄膜罩：薄膜罩：半球形專用聚乙烯薄膜罩。薄半球形專用聚乙烯薄膜罩。薄膜罩上放置橡皮密封圈，然后用壓圈旋膜罩上放置橡皮密封圈，然后用壓圈旋緊，使得薄膜罩牢牢固定住。緊，使得薄膜罩牢牢固定住。 附件：附件：有表?xiàng)U、

22、干燥器、底板、上下水有表?xiàng)U、干燥器、底板、上下水準(zhǔn)器與調(diào)節(jié)螺旋、接線柱和橡皮球等。準(zhǔn)器與調(diào)節(jié)螺旋、接線柱和橡皮球等。 9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理測量原理：測量原理： 熱電堆兩端與上下兩個(gè)感應(yīng)面相貼。由于上下感應(yīng)面吸收熱電堆兩端與上下兩個(gè)感應(yīng)面相貼。由于上下感應(yīng)面吸收的輻照度不同，使得熱電堆兩端產(chǎn)生溫度差異，其輸出的的輻照度不同，使得熱電堆兩端產(chǎn)生溫度差異，其輸出的電動(dòng)勢(shì)與涂黑感應(yīng)面接收的輻照度差值成正比。電動(dòng)勢(shì)與涂黑感應(yīng)面接收的輻照度差值成正比。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理使用與維護(hù)：使用與維護(hù)： 白天、夜間均要觀測。白天、夜間均要觀測。一

23、般白天顯示正值，夜間一般白天顯示正值，夜間為負(fù)值。為負(fù)值。 除每日上下午至少各檢查一次儀器狀態(tài)外，夜間除每日上下午至少各檢查一次儀器狀態(tài)外，夜間還應(yīng)增加一次檢查。每次檢查和維護(hù)的內(nèi)容如下：還應(yīng)增加一次檢查。每次檢查和維護(hù)的內(nèi)容如下：感應(yīng)面是否水平。感應(yīng)面是否水平。薄膜罩是否清潔和呈半球凸起。通常每月更換一薄膜罩是否清潔和呈半球凸起。通常每月更換一次。次。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理使用與維護(hù)：使用與維護(hù)：遇有雨、雪、冰雹等天氣時(shí)，應(yīng)將上下金屬蓋蓋遇有雨、雪、冰雹等天氣時(shí)，應(yīng)將上下金屬蓋蓋上，降水停止后，要及時(shí)開啟。上，降水停止后，要及時(shí)開啟。干燥劑失效要及時(shí)更換。干燥

24、劑失效要及時(shí)更換。注意保持下墊面的自然和完好狀態(tài)。平時(shí)不要亂注意保持下墊面的自然和完好狀態(tài)。平時(shí)不要亂踩草面，降雪時(shí)要盡量保持積雪的自然狀態(tài)。踩草面，降雪時(shí)要盡量保持積雪的自然狀態(tài)。常見的故障是薄膜罩漏水使得感應(yīng)面潮濕，造成常見的故障是薄膜罩漏水使得感應(yīng)面潮濕，造成記錄出錯(cuò)。因此，氣象站要備足薄膜罩與橡皮墊記錄出錯(cuò)。因此，氣象站要備足薄膜罩與橡皮墊圈及時(shí)更換，保持好密封性。圈及時(shí)更換，保持好密封性。9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理長波輻射的觀測長波輻射的觀測測量儀器：測量儀器： 用長波輻射表測量。構(gòu)造、外觀與總輻射表基本相合，由用長波輻射表測量。構(gòu)造、外觀與總輻射表基本相

25、合，由感應(yīng)件、玻璃罩和附件等組成。感應(yīng)件、玻璃罩和附件等組成。 不同之處：不同之處：玻璃罩內(nèi)鍍上硅單晶，保證了玻璃罩內(nèi)鍍上硅單晶，保證了3m3m以下的短波以下的短波輻射不能到達(dá)感應(yīng)面。輻射不能到達(dá)感應(yīng)面。 9.29.2 輻射的觀測儀器及原理輻射的觀測儀器及原理輻射自動(dòng)觀測儀輻射自動(dòng)觀測儀 輻射自動(dòng)觀測儀，由輻射表（傳感器）與采集器組成。輻射自動(dòng)觀測儀，由輻射表（傳感器）與采集器組成。 采集器要求每分鐘采樣一次采集器要求每分鐘采樣一次( (實(shí)際為實(shí)際為1 1分鐘內(nèi)均勻采分鐘內(nèi)均勻采6 6次加次加以平均以平均) )。儀器的型式較多，基本結(jié)構(gòu)如圖所示。儀器的型式較多，基本結(jié)構(gòu)如圖所示。 9.39.3

26、 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測 1.1.基本概念基本概念 2.2.暗筒式（喬唐式）日照計(jì)暗筒式（喬唐式）日照計(jì) 3.3.聚焦式（康培司托克式）日照計(jì)聚焦式（康培司托克式）日照計(jì) 4.4.日照傳感器日照傳感器 9.39.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測 基本概念基本概念日照：日照：是指太陽在一地實(shí)際照射的時(shí)數(shù)。是指太陽在一地實(shí)際照射的時(shí)數(shù)。日照時(shí)數(shù)：日照時(shí)數(shù)：在一給定時(shí)間，太陽直接輻照在一給定時(shí)間，太陽直接輻照度達(dá)到或超過度達(dá)到或超過120120瓦瓦米米-2-2（WmWm-2-2） 的那的那段時(shí)間總和。以小時(shí)（段時(shí)間總和。以小時(shí)（h h）為單位，取一）為單位，取一位小數(shù)。日照時(shí)數(shù)也稱實(shí)照時(shí)數(shù)。位

27、小數(shù)。日照時(shí)數(shù)也稱實(shí)照時(shí)數(shù)。9.39.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測 基本概念基本概念 可照時(shí)數(shù)：可照時(shí)數(shù)：是指在無任何遮蔽條件下，太陽是指在無任何遮蔽條件下，太陽中心從某地東方地平線到進(jìn)入西方地平線，中心從某地東方地平線到進(jìn)入西方地平線，其光線照射到地面所經(jīng)歷的時(shí)間?？烧諘r(shí)數(shù)其光線照射到地面所經(jīng)歷的時(shí)間。可照時(shí)數(shù)由公式計(jì)算，也可從天文年歷或氣象常用表由公式計(jì)算，也可從天文年歷或氣象常用表查出。查出。 日照百分率日照百分率=(=(日照時(shí)數(shù)日照時(shí)數(shù)/ /可照時(shí)數(shù)可照時(shí)數(shù)) )100%100%，取整數(shù)。取整數(shù)。 觀測日照的儀器：觀測日照的儀器：暗筒式日照計(jì)、聚焦式日暗筒式日照計(jì)、聚焦式日照計(jì)、太

28、陽直射輻射表等。照計(jì)、太陽直射輻射表等。9.39.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測暗筒式（喬唐式）日照計(jì)暗筒式（喬唐式）日照計(jì)儀器構(gòu)造：儀器構(gòu)造：由金屬圓筒由金屬圓筒( (底端密閉，筒口帶底端密閉，筒口帶蓋，兩側(cè)各有一進(jìn)光小孔，筒內(nèi)蓋，兩側(cè)各有一進(jìn)光小孔，筒內(nèi)附有壓紙夾附有壓紙夾) )、隔光板、緯度盤、隔光板、緯度盤和支架底座等構(gòu)成。和支架底座等構(gòu)成。測量原理：測量原理：暗筒式日照計(jì)是利用陽光透過儀暗筒式日照計(jì)是利用陽光透過儀器上的小孔射入筒內(nèi)，使涂有感器上的小孔射入筒內(nèi)，使涂有感光藥劑的日照紙上留下感觀痕跡光藥劑的日照紙上留下感觀痕跡線，來計(jì)算日照時(shí)數(shù)的。線，來計(jì)算日照時(shí)數(shù)的。9.39.3

29、日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測感光跡線的基本特征感光跡線的基本特征1 1、感光跡線為一條余弦曲線的一段（、感光跡線為一條余弦曲線的一段（0 06060）。）。2 2、上午和下午各為一條對(duì)稱曲線。、上午和下午各為一條對(duì)稱曲線。注：日照跡線已做處理！注：日照跡線已做處理！涂藥方法：涂藥方法： 藥品及藥液配制藥品及藥液配制藥品：赤血鹽；枸櫞酸鐵銨（又名檸檬酸鐵銨）。藥品：赤血鹽；枸櫞酸鐵銨（又名檸檬酸鐵銨）。藥液配制：赤血鹽、枸櫞酸鐵銨分別與水的比例藥液配制：赤血鹽、枸櫞酸鐵銨分別與水的比例一般為一般為1:101:10和和3:103:10。 涂藥的方法和要求涂藥的方法和要求混合涂藥法：混合涂藥法：涂刷

30、日照紙應(yīng)在暗處或夜間弱燈光涂刷日照紙應(yīng)在暗處或夜間弱燈光( (最好是紅燈光最好是紅燈光) )下進(jìn)行。涂藥前，先用脫脂棉把需涂藥的日照紙下進(jìn)行。涂藥前，先用脫脂棉把需涂藥的日照紙表面逐張擦凈表面逐張擦凈( (去油脂，使紙吸藥均勻去油脂，使紙吸藥均勻) )。涂藥應(yīng)薄而均勻。涂好藥的日照紙，應(yīng)在暗處陰涂藥應(yīng)薄而均勻。涂好藥的日照紙，應(yīng)在暗處陰干后暗藏，嚴(yán)防感光。干后暗藏，嚴(yán)防感光。9.39.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測記錄整理：記錄整理：在每天日落后換下的日照紙，應(yīng)依感光跡線的長短，在每天日落后換下的日照紙，應(yīng)依感光跡線的長短，在其下描畫鉛筆線。并按鉛筆線計(jì)算各時(shí)的日照時(shí)在其下描畫鉛筆線。并按鉛

31、筆線計(jì)算各時(shí)的日照時(shí)數(shù)，以十分法記錄，準(zhǔn)確到數(shù)，以十分法記錄，準(zhǔn)確到小數(shù)一位小數(shù)一位。將各時(shí)的日。將各時(shí)的日照時(shí)數(shù)照時(shí)數(shù)相加相加，則為全天的日照時(shí)數(shù)。，則為全天的日照時(shí)數(shù)。然后將日照紙放入足量的清水中浸漂然后將日照紙放入足量的清水中浸漂3 35 5分鐘拿出分鐘拿出（全天無日照的紙也應(yīng)浸漂）；待陰干后，再復(fù)驗(yàn)（全天無日照的紙也應(yīng)浸漂）；待陰干后，再復(fù)驗(yàn)感光跡線與鉛筆線是否一致。如感光跡線比鉛筆長，感光跡線與鉛筆線是否一致。如感光跡線比鉛筆長，則因補(bǔ)描上這段鉛筆線，并改正原計(jì)算的日照時(shí)數(shù)，則因補(bǔ)描上這段鉛筆線，并改正原計(jì)算的日照時(shí)數(shù)，填上日合計(jì)。如全天無日照，記填上日合計(jì)。如全天無日照，記0.00

32、.0。9.39.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測檢查與維護(hù)檢查與維護(hù) 每月應(yīng)檢查儀器安裝情況，儀器的水平、每月應(yīng)檢查儀器安裝情況，儀器的水平、方位、緯度等是否正確，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)方位、緯度等是否正確，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)糾正。糾正。日出前檢查日照計(jì)的小孔，有無小蟲、塵日出前檢查日照計(jì)的小孔，有無小蟲、塵沙等堵塞或被露、霜等遮住。沙等堵塞或被露、霜等遮住。9.39.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測聚焦式（康培司托克式）日照計(jì)聚焦式（康培司托克式）日照計(jì)儀器構(gòu)造：儀器構(gòu)造：由固定在弧型支架兩端的實(shí)心由固定在弧型支架兩端的實(shí)心玻璃球、金屬槽玻璃球、金屬槽( (安裝自記紙安裝自記紙用用) )、緯度刻度尺和底

33、座等構(gòu)成。、緯度刻度尺和底座等構(gòu)成。 測量原理：測量原理：它是利用太陽經(jīng)玻璃球聚焦后它是利用太陽經(jīng)玻璃球聚焦后燒灼日照紙燒灼日照紙( (卡片卡片) )留下的焦痕，留下的焦痕，來記錄日照時(shí)數(shù)的。我國高緯來記錄日照時(shí)數(shù)的。我國高緯度地區(qū)使用這種儀器。度地區(qū)使用這種儀器。 9.39.3 日照時(shí)數(shù)的觀測日照時(shí)數(shù)的觀測日照紙的類型：日照紙的類型： 由于一年中太陽位置的變動(dòng)，日照計(jì)焦痕的位置也將上下由于一年中太陽位置的變動(dòng)，日照計(jì)焦痕的位置也將上下變動(dòng)。因此自記紙分為三種型式分別安放在金屬槽上、中、變動(dòng)。因此自記紙分為三種型式分別安放在金屬槽上、中、下三槽內(nèi)：下三槽內(nèi)： 下槽安放夏季日照紙（長弧形），凸邊向上。從下槽安放夏季日照紙（長弧形），凸邊向上。從4 4月月1616日日8 8月月3131日適用。日適用。 中槽安放春秋季日照紙（直線形），從中槽安放春秋季日照紙（直線形），從3 3月月1 1日日4 4月月1515日；日；9 9月月1 1日日1010月月1515日適用。日適用。 上槽安放