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&&&分类产品
&&&需求分类
TBQ-2-B总辐射表
(&测量产品 →
&传感器&→&太阳辐射传感器
TBQ-2-B总辐射表
天空辐射表/短波辐射表
Huatron-HSC
北京华创维想科技开发有限责任公司
太阳总辐射测量的一级表
　　TBQ-2-B总辐射表是一款测量接收地球平面上辐照度的一级辐射表。主要用来测量波长范围为0.3～3微米的太阳总辐射。如水平向下放置可测量反射辐射，加散射遮光环可测量散射辐射。 TBQ-2-B总辐射表可广泛应用于气象探测、大气环境监测、气候观测、太阳能利用、农业、建筑物理研究等太阳辐射能量的测量。
符合WMO世界气象组织规范(CIMO Guide)
适用于各种恶劣环境
无源精确测量
　　TBQ-2-B总辐射表由双层石英玻璃罩、感应元件、遮光板、表体、干燥剂等部分组成。感应元件是该表的核心部分，它由快速响应的绕线电镀式热电堆组成。感应面涂3M无光黑漆，感应面为热结点，当有阳光照射时温度升高，它与另一面的冷结点形成温差电动势，该电动势与太阳辐射强度成正比。　　TBQ-2-B总辐射表双层玻璃罩是为了减少空气对流对辐射表的影响。内罩是为了截断外罩本身的红外辐射而设的。　　TBQ-2-B总辐射表输出辐射量(W/m2)＝测量输出电压信号值(μV)÷灵敏度系数(μV/W•m-2)，每个传感器分别给出标定过的灵敏度系数。
太阳能、风能发电
太阳能热水器与太阳能工程
天气与气候的研究
农林业生态研究
环境科学辐射能量平衡研究
太阳能建筑领域
极地、海洋、冰川气候研究
300～3000nm
0～2000W/m2
7～14μV/W•m-2
≤35秒(99%)
≤7%(太阳高度角10°时)
方位响应误差
≤5%(太阳高度角10°时)
2%(-10°～+40°)
工作环境温度
-50℃～+50℃
工作环境湿度
0%～100%RH
安装孔距离
遮光板直径
外层石英玻璃罩
TBQ-2-B总辐射表
TBQ-2-S总辐射表
TBQ-2-S总辐射表尺寸图
TBQ-2-S总辐射表功能示意图
加装散射遮光环测量散射辐射
TBQ-2-B短波辐射平衡表
TBQ-2-B-I与Kippzonen CM数据对比
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第十章 辐射与日照时数的观测
第十章 辐射和日照时数的观测1主要内容1.辐射的基本知识 1.辐射的基本知识 2.辐射的观测仪器及原理 3.日照时数的观测 3.日照时数的观测2一、辐射的基本知识1.概述 1.概述 2.短波辐射 2.短波辐射 3.长波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 4.太阳常数 5.直接辐射 5.直接辐射 6.散射辐射 6.散射辐射 7.总辐射 7.总辐射 8.反射辐射 8.反射辐射 9.净全辐射 9.净全辐射 10.辐射观 10.辐射观 测的基础辐射 是以电磁波形式传递能量的一种方式， 太阳辐射是地球表面获得热量的主要源泉， 也是地球表面与大气交换热量的一种形式。3一、辐射的基本知识1.概述 1.概述 2.短波辐射 2.短波辐射 3.长波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 4.太阳常数 5.直接辐射 5.直接辐射 6.散射辐射 6.散射辐射 7.总辐射 7.总辐射 8.反射辐射 8.反射辐射 9.净全辐射 9.净全辐射 10.辐射观测 10.辐射观测 的基础太阳表面温度约6000K， 其97％左右的波长范围在 0.29－3.0微米内地球表面和大气的温度一 般在200－300K左右，波长范 围在3.0－120微米之间。4辐射的基本知识概述短波辐射 长波辐射太阳常数 直接辐射 散射辐射 总辐射 反射辐射 净辐射 辐射的观 测基础5一、辐射的基本知识1.概述 1.概述 2.短波辐射 2.短波辐射 3.长波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 4.太阳常数 5.直接辐射 5.直接辐射 6.散射辐射 6.散射辐射 7.总辐射 7.总辐射 8.反射辐射 8.反射辐射 9.净全辐射 9.净全辐射 10.辐射观 10.辐射观 测的基础 太阳在单位时 间内投射到平均日 地距离处垂直射线方向单 位面积上的全部辐射能为 1367±7瓦/平方米，此数值 称为太阳常数。67一、辐射的基本知识1.概述 1.概述 2.短波辐射 2.短波辐射 3.长波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 4.太阳常数 5.直接辐射 5.直接辐射 . 射辐射 . 辐射 . 射辐射 . 辐射 .辐射 1 .辐射 的基太阳直接 射 的辐射直太阳 直接辐射辐 射 辐射 散 射 辐 射接辐射射辐射 的射辐射射的 短波的 辐射射 的射 短波8一、辐射的基本知识1.概述 1.概述 2.短波辐射 2.短波辐射 3.长波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 4.太阳常数 5.直接辐射 5.直接辐射 6.散射辐射 6.散射辐射 7.总辐射 7.总辐射 8.反射辐射 8.反射辐射 9.净全辐射 9.净全辐射 10.辐射观 10.辐射观 测的基础 太阳与大气向下发射 的全辐射和地面向上发射 的全辐射之差，其表示式 为： B＝(S+D+EA)-(RK+EK)9一、辐射的基本知识1.概述 1.概述 2.短波辐射 2.短波辐射 3.长波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 4.太阳常数 5.直接辐射 5.直接辐射 6.散射辐射 6.散射辐射 7.总辐射 7.总辐射 8.反射辐射 8.反射辐射 9.净全辐射 9.净全辐射 10.辐射观 10.辐射观 测的基础通常对辐射的观测 都是以测定吸收辐射能 所产生的热量为基础的10辐射传感器back11二、辐射的观测仪器及原理1.直接辐射的测定 直接辐射的测定 2.总辐射和散射辐射的测定 总辐射和散射辐射的测定 3.净全辐射的观测 净全辐射的观测 4.长波辐射的观测 长波辐射的观测 5.紫外辐射的观测 紫外辐射的观测 6.辐射自动观测仪 辐射自动观测仪121、直接辐射的测定1.环日辐射 1.环日辐射 2.定义的直接辐射和观测的 2.定义的直接辐射和观测的 直接辐射值之间的差异 3.测量仪器 3.测量仪器 （1）绝对日射强度表 a.测量原理 a.测量原理 b.观测时的注意事项 b.观测时的注意事项 （2）相对日射气度表 a.测量原理 a.测量原理 b.观测时的注意事项 b.观测时的注意事项131、直接辐射的测定来自太阳周围半径 2.5°天空范围内的散射， 称为环日辐射141、直接辐射的测定定义的太阳直接辐射为 定义的太阳直接辐射为太阳 直接投射到地面上的辐射； 直接投射到地面上的辐射；而观 测的太阳直接辐射为太阳日盘的 测的太阳直接辐射为太阳日盘的 直接辐射与太阳周围（ 直接辐射与太阳周围（半径不大 2.5° 的天空散射辐射（ 于2.5°）的天空散射辐射（即环 日辐射）之和。因为太阳的张角 日辐射）之和。因为太阳的张角 约为0.5 0.5° 约为0.5°，如果用一个圆筒将大 0.5°张角的散射辐射挡住， 于0.5°张角的散射辐射挡住，这 时仪器的露光孔就很难对准太阳， 时仪器的露光孔就很难对准太阳， 观测起来很不方便151、直接辐射的测定测 量 仪 器日 射 强 度 表 ―― ―― 绝 对Angstrom（ Angstrom（埃斯川 姆）补偿式绝对日射 表原理如图所示。 表原理如图所示。感 应器是两块并排放着 的相同的长20mm 20mm， 的相同的长20mm， 2mm， 0.01mm的 宽2mm，厚0.01mm的 锰铜片B 锰铜片B和C，薄片 固定在硬橡皮底座上。 固定在硬橡皮底座上。 锰铜片朝向太阳的一 面均匀覆盖着一层 0.01mm厚的铂黑或烟 0.01mm厚的铂黑或烟 黑，在锰铜片的背面 焊有接电偶的接点， 焊有接电偶的接点， 用来测定两块锰铜片 的温差。 的温差。161、直接辐射的测定测 量 仪 器日 射 强 度 表 ―― 绝 对当锰铜片接受太阳辐射时， 单位时间内它所吸收 的热量为 由于两块 ISσ Q＝ISσ 锰铜片的 散热条件 相同，在 ISσ＝0.24i2R ＝ 两者温度 相同的情 况下 Q＝Q’ 此时另一块锰铜片由于电 流加热单位时间内得到的热量为 Q’＝0.24i2R ＝ 其中I是感应器的 日射强度，S为 锰铜片面积，σ 是薄片黑色表面 的吸收系数I＝0.24i2R/S σ=Ki2 ＝171、直接辐射的测定测 量 仪 器日 射 强 度 表 ―― 绝 对使用埃斯川姆日射表应注意下列几点： 使用埃斯川姆日射表应注意下列几点： 日射表的防风作用不良，不能在大风时使用。 （1）日射表的防风作用不良，不能在大风时使用。 受太阳辐射的那块锰铜片热量由外向内传递， （2）受太阳辐射的那块锰铜片热量由外向内传递， 被电流加热的一片则是由内向外传递热量， 被电流加热的一片则是由内向外传递热量，两者 温度梯度的方向相反，引起的误差约为0.5 0.5％。 温度梯度的方向相反，引起的误差约为0.5％。 黑色表面由于潮湿会出现蚀孔， （3）黑色表面由于潮湿会出现蚀孔，将改变仪器常 应在保管时加以注意。 数，应在保管时加以注意。 仪器的露光孔为矩形，视角纵向为10 16° 10－ （4）仪器的露光孔为矩形，视角纵向为10－16°， 横向近似约4 光阑坡度角纵向为0.7 1.0° 0.7－ 横向近似约4°，光阑坡度角纵向为0.7－1.0°， 横向为1.2 1.6° 当太阳高度低于20 1.2－ 20° 横向为1.2－1.6°。当太阳高度低于20°时，地 面反射将部分地进入窄长的露光孔。 面反射将部分地进入窄长的露光孔。 温度较高时，硬橡皮底座会拉断锰铜片。 （5）温度较高时，硬橡皮底座会拉断锰铜片。 一般，绝对日射表只用来标定相对日射表， （6）一般，绝对日射表只用来标定相对日射表，因 此除非天气条件合适， 此除非天气条件合适，晴朗无风以及能见状况良 否则是不宜动用的。 好，否则是不宜动用的。 18太阳直接辐射的测量埃斯 川姆 补偿 式绝 对日 射表 观测 步骤1. 利用对光器对准太阳，打开盖子，使遮光屏居于中 间位置，将两块感应片进行预热； 2. 校准仪器的零点。读取两片同时接受太阳辐射和同 时遮蔽时检流计的读数，取两个读数的平均值为检 流计的零点； 3. 将遮光屏转向一边，屏上的电触点正好使被遮蔽的 锰铜片接通加热电流，另一块暴露的锰铜片将接受 太阳辐射。然后调整电阻使检流计处于零点，读取 加热电流的数值。 4. 为了避免两块锰铜片不对称的影响，必须将遮光屏 转向另一边，重复上述步骤。191、直接辐射的测定测 量 仪 器日 射 强 度 表进光筒长116mm， 直径20mm， 张角为10°， 内有六层光阑 底座 进光 筒 感应 部分―― 相 对沙维诺夫－扬 尼雪夫斯基 相对日射表一块熏黑的薄 银片，片的背 后贴有热电偶 堆，热电偶堆 排列成环形锯 齿状，由锰铜 康铜片串连而成20太阳直接辐射的测量遮光筒 薄银片相 对 日 射 表热电偶堆 瞄准孔相对日射表的感应部分是一块熏黑的薄银片，银片背 后贴有热电偶堆，热电偶堆的工作端贴在银片的背后， 参考端贴在厚金属圆筒的一个铜环上。相对日射表的 α 感应部分外遮有镀铬的防护罩，遮光筒的 角为10?， 内有数层光阑。遮光筒前沿有一个小孔，对准太阳时， 太阳的光点恰好落在后面屏幕的黑点上，热电偶堆的 引线与灵敏检流计连接。 2122TBS -2-B 直接 辐射 表主 要技 术性 能灵敏度：7-14?V?W-1?m-2 时间常数：25s(99%) 内阻：约100 跟踪精度：小于24h±1° 敞开角：4 ° 年稳定度：±1%（一年内灵敏度变化） 工作环境温度：±45 ℃ 电源电压：DC12V 重量：5Kg231、直接辐射的测定测 量 仪 器日 射 强 度 表 ―― 相 对 观测时的注意事项： 观测时的注意事项： 观测时先把导线与电流计接通， 观测时先把导线与电流计接通，对准 太阳光读出仪器遮蔽时的电流计度数N 太阳光读出仪器遮蔽时的电流计度数 0； 再打开遮光筒的盖子， 再打开遮光筒的盖子，使太阳辐射落到感 应面上，读出电流计度数N， 应面上，读出电流计度数 ，则太阳直接辐 射强度为 I=K[(N+?N)-(N0+?N0)] 其中?N和 分别为电流计在N和 其中 和?N0分别为电流计在 和N0刻 度上的订正值 相对日射表的仪器常数K是通过与绝对日射 表的平行对比得到的。back24直接辐射表安装? 直表的安置地方要保证在所有季节和时间内（从日 直表的安置地方要保证在所有季节和时间内（ 出至日落）太阳直射光不受任何影响。 出至日落）太阳直射光不受任何影响。如果有障碍 其高度不超过5° 同时要尽量避开烟、 物，其高度不超过 °，同时要尽量避开烟、雾大 气污染严重的地方； 气污染严重的地方； ? 直表要安装在专用的台架上； 直表要安装在专用的台架上； ? 直表的跟踪精度与仪器的安装是否正确关系极为密 直表安装必须调好纬度角、对正南北向、 切，直表安装必须调好纬度角、对正南北向、调水 对太阳倾角和时间。 平、对太阳倾角和时间。25直接辐射表的维护? 应检查进光石英玻璃窗口是否清洁； 应检查进光石英玻璃窗口是否清洁； ? 每天工作至少要检查一次跟踪情况并及时调 整仰角和时间； 整仰角和时间； ? 为保持光筒中空气干燥，应定期更换一次干 为保持光筒中空气干燥， 燥剂； 燥剂；26太阳直接辐射的测量太阳 直接 辐射 的分 波段 测量太阳直接辐射的分波段测量可用来确定大气浑 浊度和气溶胶的光学厚度，在农业、生物、医疗卫 生方面有着广泛的用途。 太阳直接辐射的分波 段测量往往是在日射表的 露光孔的开口处加上宽波 段的滤光片进行的。27太阳直接辐射的测量太阳 直接 辐射 的分 波段 测量滤光片的截止波长有一定的温度系数，而各块滤 光片的透过率又有所差别，因此对具体每一块滤光片 所测的数据都需要进行订正，这个订正因子称作滤光 片因子，定义为理想滤光片（在截止波长内滤光片的 透过率为1，在截止波长外透过率则为0）后太阳辐射 通量密度与实际滤光片测量的比值。 由于下述原因，不太可能精确地确滤光片因子： 1.难于精确确定太阳辐射在大气上界的光谱分布； 2.难于精确确定大气透过率与气象条件的关系； 3.各块滤光片透过率的谱分布相互不一致。282、总辐射和散射辐射的测定1.总辐射表的测量原理 1.总辐射表的测量原理 2.方位响应 2.方位响应 3.余弦响应 3.余弦响应 4.总辐射和散射辐射的测定 4.总辐射和散射辐射的测定29总辐射和散射辐射的测量总 辐 射 的 测 量 内 容总辐射的测量实际包括：水平面的太阳辐射 天空向下的散射辐射 地面对上述两项的反射辐射30总辐射的测定： 总辐射的测定：Q＝ S＋D＝KN 其中： 其中：N为电流表读数 K为仪器常数在测量散射辐射时用遮光板遮住太阳的直接 辐射，此时感应器感应的 就是天空散射辐射。 遮光板是一块直径与 玻璃罩相等的圆形板，两 面均涂成黑色，其板长为 板面直径的5.7倍，从而使 感应面中心与遮光板构成 的圆锥角为10°31总辐射和散射辐射的测量总辐 射表 测量 仪器 的 改进半球罩感应面 反射隔离罩输出插头 水准泡 水平调整 干燥剂322、总辐射和散射辐射的测定总辐射表的测量原理利用黑片和白片吸 收率有较大的差别， 收率有较大的差别， 然后测定黑片与白片 之间的温差， 之间的温差，再换算 成辐射强度。 成辐射强度。 热电偶的热接点处 于黑片的下方， 于黑片的下方，冷接 点处于白片的下方， 点处于白片的下方， 整个感应面密封在一 个半球形玻璃罩中， 个半球形玻璃罩中， 为了保持罩内空气的 干净， 干净，玻璃管内存放 有干燥剂总辐射表 扬尼雪夫斯基总辐射表 33总辐射和散射辐射的测量方位 响应 和 余弦 响应sin θ sin φ ? sin δ cos A = cos θ cos φ sin θ = sin ? sin δ + cos ? cos δ cos ω太阳高度角（ ） 太阳高度角（θ）: 太阳高度角是太阳光线与地表水平 面之间的夹角。水平面所得到的太阳辐射与太阳高度 角正弦成正比。一天中早晚θ最小，水平面上得到太阳 能少：正午θ大，得到的太阳能多。一年中冬至θ最小， 夏至最大，所以，太阳辐射能夏季大，冬季小。 太阳方位角(A)：太阳光线投影与南北的交角。正南为0。 太阳方位角 34总辐射和散射辐射的测量方位响应： 方位响应：理想的总辐射表如果太阳辐射强度 S 不变，太阳天 顶距（或高度角 θ ）不变，转动仪器一圈，仪器的 读数应该是不变的方位 响应 和 余弦 响应余弦响应： 余弦响应：如果太阳辐射强度 S 不变，太阳天顶距（或高度角 θ ）逐渐改变，仪器的读数应该与天顶距的余弦 S cos θ 成正比35总辐射和散射辐射的测量总 辐 射 的 测 量总辐射的测定：Q = S '+ D = KN水平面 的太阳 辐射 天空向下 的散射辐 射 电表的 读数仪器常 数36总辐射和散射辐射的测量散 射 辐 射 的 测 量在测量散射辐射时，用遮光板遮住太阳的直接辐射，此时感应器 感应的就是天空散射辐射。遮光板 是一块直径与玻璃罩相等的圆形板 ，两面均涂成黑色，其遮光板距离 距离测量仪器的距离为板面直径的 5.7倍，从而使感应面中心与遮光 板构成的圆锥角为10°37总辐射和散射辐射的测量散 射 辐 射 的 测 量利用时钟带动 遮光板随太阳 运动，即利用 日晷追踪。机械结构复杂， 需要经常检查 阴影在仪器上 的落点。38总辐射和散射辐射的测量太阳在地球上的视运动轨迹可近似为一个圆弧， 如果在日射表附近平行太阳的轨迹支撑一个圆弧形遮 光环，就可以保证在任何时刻遮住太阳的直接辐射。遮 光 环遮光环半径508mm， 环上有一宽50.8mm 的环形遮光带。39总辐射和散射辐射的测量遮 光 环遮光环在遮挡住太阳直接辐射的同时也遮挡住了一 个环形带的天空散射。因此记录的散射辐射量偏小， 所以应将记录数据乘散射辐射的订正因子。 散射辐射在整个天空的分布随太阳的位置、季节和 大气状况而变，最简单的模式假定为均匀分布。4041back42总辐射表安装与维护? 总辐射表安装场地应选择在感应元件平面以 内没有任何障碍物，保证日出、 内没有任何障碍物，保证日出、日落的方位 上无高度角超过5°的障碍物， 上无高度角超过 °的障碍物，并应避免出现 阴影落在感应面上的现象， 阴影落在感应面上的现象，同时应远离浅色 建筑物或易反射阳光的物体和人工辐射源； 建筑物或易反射阳光的物体和人工辐射源； ? 连续工作的总辐射表每天至少检查一次，主 连续工作的总辐射表每天至少检查一次， 要看玻璃罩是否清洁。 要看玻璃罩是否清洁。433、净全辐射的观测测量原理：净辐射表由上下两片涂黑感应 面与热电堆组成，净辐射 表的两片感应面，紧贴在 绕线型热电堆的上下接点 上。当感应部分（两面） 接收到不同的辐射量时， 使得热电堆上下端产生温 差，测量热电堆输出的电 讯号，经过换算就可以得 出净辐射在一定高度的 水平面上，测量 来自上下两方面 的全辐射差额， 所用的仪器称为 净辐射表4445净辐射的测量净 全 辐 射 的 测 量 原 理上感应面 绝热层下感应面聚乙烯薄膜罩仪器的感应面是上、下 两块黑片，中间夹着一层隔 热材料，利用热电偶堆测量 两块感应面的温差，其电动 势 e 正比于净辐射通量，即：E = Ke 式中 K 为仪器常数。*目前世界上最通用的 全波段净辐射表是聚乙烯 防风膜式辐射表。46净辐射的测量FNP-1型净辐射传感器用来 测量太阳辐射差，即净 （全）辐射。上表面测量 由天空（包括太阳和大气） 向下的投射，下表面测量 由地表（包括土壤、植物、 水面）向上投射的全波段 辐射量，且自动输出上下 表面测量值之差。47FNP-1型净辐射表工作原理该表的工作原理为热电效应，感应部分是由康铜镀铜组成 的热电堆，热电堆的外面紧贴着涂有无光黑漆的上下两个 感应面，由于上下感应面吸收辐照度不同，因此热电堆两 端产生温差，其输出电动势与感应面黑体所吸收的辐照度 差值成正比。为了防止风的影响及保护感应面，该表装有 既能透过长波辐射、又能透过短波辐射的聚乙烯薄膜罩。48FNP-1型净辐射表技术指标电器特性： 额定电阻 响应时间 额定灵敏度 信号范围 稳定度 非线性 光谱特性： 光谱范围 测量类型 方向性： 方向误差（0..60℃，1000W/ m2） 不对称性 重量 环境温度 &30 W/ m2 ±20% 200g -30…+70℃492.3欧姆 &20秒 10?V/W/m2 -25 +25mv &±2%每年 〈1%（200W/m2） 0.2 100?m 热电堆3、净全辐射的观测使用时的注意事项： 使用时的注意事项：由于一般玻璃罩只能透过短波辐射， 1、由于一般玻璃罩只能透过短波辐射，而净辐射表 要感应的全辐射，因此感应面上不能加盖玻璃罩。 要感应的全辐射，因此感应面上不能加盖玻璃罩。 薄膜罩使用时间过长，容易脏污和老化， 2、薄膜罩使用时间过长，容易脏污和老化，紫外线 强和污染严重将大大降低罩的透过率， 强和污染严重将大大降低罩的透过率，因测要经 常维护薄膜罩清洁并定期更换，才能保持其测量 常维护薄膜罩清洁并定期更换， 精度。 精度。 使用聚乙烯薄膜罩的净辐射表， 3、使用聚乙烯薄膜罩的净辐射表，应定期与标准仪 器进行对比，求出换算系数， 器进行对比，求出换算系数，就能较精确地计算 出净辐射。 出净辐射。 净辐射表还有充气装置， 4、净辐射表还有充气装置，通过两根细气管给薄膜 罩提供干燥气体，排除罩内湿气， 罩提供干燥气体，排除罩内湿气，并保持罩的半 球形。 球形。50back4.长波辐射的观测? 长波辐射用长波辐射表测量。 长波辐射用长波辐射表测量。 ? 长波辐射表的构造、外观与总辐射表基本 长波辐射表的构造、 相合，由感应件、玻璃罩和附件等组成。 相合，由感应件、玻璃罩和附件等组成。515.紫外辐射的观测? 紫外辐射分三个亚区： 紫外辐射分三个亚区： UV-A：0.315~0.400μm ： μ UV-B：0.280~0.315μm ： μ UV-C：0.100~0.280μm ： μ52紫外辐射的测量该类仪器的感应原理抛弃了利用辐射的热效应， 而采用电离效应、光电效应或摄影感光的方法来 测量。53紫外辐射的测量? 电离方法适用于 电离方法适用于0.10~0.16?m的远紫外辐射的测量； 的远紫外辐射的测量； 的远紫外辐射的测量 ? 中紫外辐射波段指0.2~0.3 ?m的波段，许多光电管 的波段， 中紫外辐射波段指 的波段 在这个波段敏感。 在这个波段敏感。 ? 荧光物质接受紫外辐射后的发光波长为 荧光物质接受紫外辐射后的发光波长为0.443 ?m， ， 许多光电管对这个波长有较强的感应能力； 许多光电管对这个波长有较强的感应能力； ? 近紫外辐射 近紫外辐射0.3~0.4 ?m，在这个波段有相当量的紫 ， 外辐射能到达地面； 外辐射能到达地面；54紫外辐射的测量?“紫外线辐射强度”是指一天中太阳在天空中的位置最高 时(一般是在中午前后),到达地面的太阳光线中的紫外线辐射 对人体的皮肤、眼睛等组织和器官可能的损伤程度。 ?紫外线指数是基于到达地面上的紫外线辐射量确定,取值范 围为0～ 15,并将紫外线指数预报分成五个级别,并给出了防 护措施55紫外辐射的测量? 太阳光线通过测量仪的石英玻璃保护窗口 到达扩散 太阳光线通过测量仪的石英玻璃保护窗口,到达扩散 紫外线滤光片,其中只有紫外光线可以穿透滤光 板、紫外线滤光片 其中只有紫外光线可以穿透滤光 其它波段的光线(包括 可见光、 片,其它波段的光线 包括 可见光、红外光和远红外 其它波段的光线 包括:可见光 光线) 都被有效地阻截。 光线 都被有效地阻截。利用半导体紫外光电探测 器对透过滤光片的紫外光线进行测量,将光信号转变 器对透过滤光片的紫外光线进行测量 将光信号转变 成电信号后输出。仪器经计量标定后,电压值就可以 成电信号后输出。仪器经计量标定后 电压值就可以 换算成相应的紫外线辐射强度值,而紫外线辐射量也 换算成相应的紫外线辐射强度值 而紫外线辐射量也 可以按照相应的转换公式换算为紫外线指数。 可以按照相应的转换公式换算为紫外线指数。566.辐射自动观测仪? 辐射自 动观测 仪，由 辐射表 （传感 器）与 采集器 组成。 组成。57遮光环 直接辐射表散射表总辐射表 净辐射表反射辐射表58三、日照时数的观测1.概述 概述 2.测量方法 测量方法 3.暗筒式 乔唐式 日照计 暗筒式(乔唐式 暗筒式 乔唐式)日照计 4.聚焦式 康培司克式 日照计 聚焦式(康培司克式 聚焦式 康培司克式)日照计 5.日照传感器 日照传感器59三、日照时数的观测? 日照是指太阳在一地实际照射的时数。 日照是指太阳在一地实际照射的时数。 ? 在一给定时间，日照时数定义为太阳直接辐照度 在一给定时间， 达到或超过120瓦每平方米的那段时间总和。 达到或超过 瓦每平方米的那段时间总和。 瓦每平方米的那段时间总和以小时（ ）为单位，取一位小数。 以小时（h）为单位，取一位小数。? 日照时数也称实照时数。 日照时数也称实照时数。60三、日照时数的观测?烧痕法 直接辐 射测量 法 总辐射测 量法 对比法 扫描法61三、日照时数的观测暗 筒 式 （ 乔 唐 式构造原理： 主体为一金属圆筒，筒的一端密闭，一端有盖，筒的上部 有一块隔光板，筒身上在隔光板的两侧边缘的同一垂直面上， 各有一个圆锥形进光孔，两孔前后位置错开，与圆心的夹角 为120°。 筒内有一弹性压纸夹，用以固定日照纸，圆筒下部有固定 螺丝，松开后，圆筒可绕支架旋转，支架下部有纬度刻度盘 与指示纬度的刻度线，仪器底座上有三个等距离的孔，用以 固定仪器。 日照计应安置在开阔的、终年从日出到日落都能受到太阳 光照射的地方。安置时底座要水平，底面上要精确测定南北 子午线，并划出标记，再把仪器安装在台座上，筒口对准正 北，牢固的将日照计底座加以固定。然后，转动筒身，使支 架上的纬度记号线对准纬度盘上当地纬度值，这样筒轴与地 轴平行。仪器底座上有一水准器，用以调整仪器的水平。6263暗 筒 式 （ 乔 唐 式 ） 日 照 计 测量原理：暗筒 式日照计是利用 阳光透过仪器上 的小孔射入筒内， 使涂有感光药剂 的日照纸上留下 感光痕迹线，来 计算日照时数的。64MT=2Rcosαtgθ αtgθ65三、日照时数的观测暗 筒 式 （ 乔 唐 式 ） 日 照 计 MT=2Rcosαtg MT=2Rcos tgθ tg 感光迹线的基本特征1、感光迹线为一条余弦曲线的一段（0－60°）。 感光迹线为一条余弦曲线的一段（ 60° 上午和下午各为一条对称曲线。 2、上午和下午各为一条对称曲线。 时和16 ＭＴ最长 cos0°=1）。 16时 最长（ 3、8时和16时ＭＴ最长（cos0°=1）。 当春、秋分阳光直射赤道时（θ=0，MT=0）， ），则感光 4、当春、秋分阳光直射赤道时（θ=0，MT=0），则感光 迹线为通过筒身横切面的一条直线。 迹线为通过筒身横切面的一条直线。 夏半年（春分至秋分），阳光直射北半球， ），阳光直射北半球 5、夏半年（春分至秋分），阳光直射北半球，感光迹线 位于洞孔的切平面以南，呈凹形， 位于洞孔的切平面以南，呈凹形，即偏于水平线之上且 较长。 较长。 冬半年（秋分至春分），阳光直射南半球， ），阳光直射南半球 6、冬半年（秋分至春分），阳光直射南半球，感光迹线 位于洞孔的切平面以北，呈凸形， 位于洞孔的切平面以北，呈凸形，即偏于水平线之上且 较短。 较短。66三、日照时数的观测暗 筒 式 （ 乔 唐 式 ） 日 照 计? 记录整理： 记录整理： ? 在每天日落后换下的日照纸，应依感光迹线 在每天日落后换下的日照纸， 的长短，在其下描画铅笔线。 的长短，在其下描画铅笔线。 ? 并按铅笔线计算各时的日照时数，以十分法 并按铅笔线计算各时的日照时数， 记录，准确到小数一位。 记录，准确到小数一位。 ? 将各时的日照时数相加，则为全天的日照时 将各时的日照时数相加， 数。 ? 然后将日照纸放入足量的清水中浸漂3－5分 然后将日照纸放入足量的清水中浸漂3 钟拿出（全天无日照的纸也应浸漂）； ）；待阴 钟拿出（全天无日照的纸也应浸漂）；待阴 干后，再复验感光迹线与铅笔线是否一致。 干后，再复验感光迹线与铅笔线是否一致。 如感光迹线比铅笔长， 如感光迹线比铅笔长，则因补描上这段铅笔 并改正原计算的日照时数，添上日合计。 线，并改正原计算的日照时数，添上日合计。 如全天无日照， 0.0。 如全天无日照，记0.0。67三、日照时数的观测 暗筒 式 时 （ 乔 唐 式 ） 日 照 计 题 置 问 安 方 正 现 纠 ， 发 和 、 一 次 度 水 平 检 查 况 纬 的 及 情 位 、 器 应 仪 月 每霜 等 蒙 塞 住 被 露 、 或 堵等 无 被 小 虫 、照 计 的 小 孔 沙 尘 有 日 ， 查 检 应 前 日 出68三、日照时数的观测聚 焦 式 （康 培 司 托 克 ） 日 照 计 构造原理： 构造原理：聚焦式日照计的实心玻璃球支持在弧架两端的支架上。整个弧架可以转动，以对准纬度。 端的支架上。整个弧架可以转动，以对准纬度。与玻 璃球同心的金属槽，则是用以安放日照纸的， 璃球同心的金属槽，则是用以安放日照纸的，其半径 恰好等于玻璃球的焦距。 恰好等于玻璃球的焦距。测量原理： 测量原理：聚焦式日照计是利用太阳光经玻璃球聚焦后烧灼日照纸留下的焦痕来记录日照时数的。 后烧灼日照纸留下的焦痕来记录日照时数的。 平时应注意保持玻璃球的清洁， ：平时应注意保持玻璃球的清洁，如有灰 尘可用鹿皮或软布擦去，不能用粗布或麻布擦拭， 尘可用鹿皮或软布擦去，不能用粗布或麻布擦拭，以 免磨损玻璃球。如果玻璃球上蒙有霜或雾淞等， 免磨损玻璃球。如果玻璃球上蒙有霜或雾淞等，应在 日出前用软布蘸酒精擦除。遇有降水时，应加罩， 日出前用软布蘸酒精擦除。遇有降水时，应加罩，降 水停止后即将罩取下。 水停止后即将罩取下。69back由于一年中太阳位置的变动，日照计焦痕的位置也将上下变动。因此自记纸分 为三种型式分别安放在金属槽中上、中、下三槽内： 下槽安放夏季日照纸（长弧形），凸边向上。从4月16日－8月31日适用 中槽安放春秋季日照纸（直线形）从3月1日－4月15日；9月1日－10月15日适用 上槽安放冬季日照纸（短弧形），凹边向上。从10月16日－次年2月底适用70日照传感器71日照传感器 1、直接辐射表观测日照时数? 世界气象组织把太阳直接辐照度 S≥120W?m-2定为日照阈值 算为有日照 。 定为日照阈值(算为有日照 算为有日照)。 直接辐射表每日自动跟踪太阳输出的信号， 直接辐射表每日自动跟踪太阳输出的信号， 自动测量系统把S≥120W?m-2的时间累加起 自动测量系统把 来，作为每小时的日照时数与每天日照时 数，这些数据从采集器中得到。 这些数据从采集器中得到。72?日照传感器2、用总辐射与散射辐射计算日照时数? 通过总辐射Eg和散射辐射 以及当时的太 通过总辐射 和散射辐射Ed 和散射辐射 阳高度角HA，计算出水平面直接辐射 、 阳高度角 ，计算出水平面直接辐射SL 垂直面直接辐射S；其计算公式为： 垂直面直接辐射 ；其计算公式为： SL=Eg-Ed S=SL/sinHA 再根据计算出的直接辐射S≥120W?m-2的时 再根据计算出的直接辐射 累加计算日照时数。 间，累加计算日照时数。73?日照传感器 3、双金属片日照传感器? ? 构成：双金属片日照传感器由置于聚丙烯圆罩下， 构成：双金属片日照传感器由置于聚丙烯圆罩下， 相互均匀隔开的6对双金属黑化元件构成 对双金属黑化元件构成。 相互均匀隔开的 对双金属黑化元件构成。 当照射在仪器上的直接辐射大于某预设阈值 (≥120W?m-2)时，被照射的那对双金属片外部黑色 时 元件受热高于内侧背光处元件， 元件受热高于内侧背光处元件，导致正向的接触 闭合形成电回路，外部和内部的不同弯折度又使 闭合形成电回路， 它们产生自动擦除动作，形成接触闭合。 它们产生自动擦除动作，形成接触闭合。接触闭 合的瞬间和持续时间被采集器有日照时间记录下 来。 当直接辐射小于预定阈值(或光线变暗 或光线变暗)， 当直接辐射小于预定阈值 或光线变暗 ，落在白 色基板上的散射光反射到内部元件下侧， 色基板上的散射光反射到内部元件下侧，从而对 内部温度进行补偿，这时触点断开，记录无日照。 内部温度进行补偿，这时触点断开，记录无日照。74?日照传感器 3、双金属片日照传感器（续）? 仪器安装的地方条件、安装要求与日照计相 仪器安装的地方条件、 的地方条件 同。 ? 使用时要注意保持聚丙烯圆罩的清洁。 使用时要注意保持聚丙烯圆罩的清洁。 要注意保持聚丙烯圆罩的清洁检查仪器底部网屏和间隙中是否有堵塞物以及聚 丙烯罩和通风道是否损坏。 丙烯罩和通风道是否损坏。 检查元件的黑色涂层是否褪色或剥落， 检查元件的黑色涂层是否褪色或剥落，线路是否 断开或者连接处腐蚀。 断开或者连接处腐蚀。75日照传感器 3、双金属片日照传感器（续）? 仪器的校准有两种方法： 仪器的校准有两种方法： 有两种方法一种纯技术调整，调整外部调节螺丝间隙， 一种纯技术调整，调整外部调节螺丝间隙，用隙 厂家出厂时配备的)可以轻轻地被元件对夹紧 片(厂家出厂时配备的 可以轻轻地被元件对夹紧， 厂家出厂时配备的 可以轻轻地被元件对夹紧， 形成间歇设定。对元件调节要在暗处进行， 形成间歇设定。对元件调节要在暗处进行，并保 持温度在15℃左右。 持温度在 ℃左右。 另一种对阈值精确调整， 另一种对阈值精确调整，利用太阳光源或室内参 考光源的标准进行调整。 考光源的标准进行调整。76气象应用? 有助于确定全球气候系统及其变化的能量吸 收和传输机制 ? 有助于更加有效地、合理地为了解太阳、地 有助于更加有效地、合理地为了解太阳、 球和大气间的辐射过程、 球和大气间的辐射过程、能量转换规律以及 各辐射量的时空分布 ? 研究大气成分如旋浮微粒、水汽、臭氧等的 研究大气成分如旋浮微粒、水汽、 分布和变化 ? 满足医学、农业、建筑、工业和家庭等对太 满足医学、农业、建筑、 阳能技术和辐射资料的要求77气象应用（续）? 辐射的分光谱的测量可用来取得气溶胶的光 学厚度和大气混浊度，在农业、生物、 学厚度和大气混浊度，在农业、生物、医疗 卫生方面有着广泛的用途 ? 日照时数资料的主要用途是表征当地的气候 和描述过去天气状况。 和描述过去天气状况。可以认为日照时数较长的地区有强烈的太阳光， 可以认为日照时数较长的地区有强烈的太阳光， 使人可以保持良好状态的心理效应 每日的日照时数的变化趋势， 每日的日照时数的变化趋势，对农业有很大的用 途78Thanks！ ！79
实验一 太阳辐射和日照时数的观测一、目的要求 1.了解 TBS-2-1 型直接辐射表、 DFY4-1 型总辐射表、 PC-1 型太阳辐射记 录仪及暗筒式日照计等仪器的...测报阶段考试题 1 一、填空题(40 分) 1、时制规定,人工器测日照采用 ,辐射和自动观测日照采用 , 其余观测项目均采用 。人工器测日照以 为日界,辐射和自动...气象学实验报告班级:植保检 11-1 姓名:李舒 学号: 实验一、太阳辐射、光照强度和日照时数测定一、 实验目的 1.掌握太阳天空辐射表的使用,正确观测太阳...2 最近连续 10 年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、日照时数的观测记录,且与站址现场观测站同期至少一个完整年的逐小时的观测记录。 3 ...宿迁市太阳能资源评估章锐(能源与动力工程学院,江苏大学,212013) 摘要:本文利用...年这五年淮安辐射站的太阳总辐射和宿 迁观测站的日照时数等观测资料对宿迁市的...全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量 太阳能年辐射量 地区类别 地区 MJ/m ?年 kWh/m ?年 2 2 标准光照下年 年日照时数 平均日照时间 (时) 3200-...年的日照 时数观测数据, 利用气候倾向率法对研究区的日照时数趋势变化进行 了...日照是表征区域接受太阳辐射的要素, 是气候变化的要素之一,是太阳辐射的直观展现...在 原有的两层楼顶增加两层 (增高 7 米) ,估计对一天的日照时数的最大...() 11. 新型站日照、 辐射的观测数据和状态信息文件是每日一个, 每分钟一条...年第 11 期 摘要 根据邯郸市气象观测站
年逐年、逐月的日照时数...日照时数指的是太阳在一地实际照射地面的时数(地面观测地点受到太阳直接 辐射...附件10: 国内地面、气象辐射、酸雨观测数据 BUFR 编码格式编制说明 1.格式使用...各要素台站级和省级质量控 制码 逐小时日照时数和日照时数日合计数据, 各要素...
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