永宁县日照迹线季节变化规律分析

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1、永宁县日照迹线季节变化规律分析　　摘要:介绍了暗筒式日照计的构造原理,通过分析永宁县气象局2008—2009年逐日日照迹线特征(形状和长短),找出日照迹线随时间变化的规律,从而为台站整体日照资料的统一、美观性提供指导依据。　　关键词:日照迹线;暗筒式日照计;构造原理;变化规律;宁夏永宁　　　　日照是地面气象观测业务中重要的观测项目之一,宁夏地区大部台站都使用暗筒式日照计来测量日照时数。每日在日落后,即使是全日阴雨,无日照记录,也要正常换纸[1],以备日后考查。换下的日照纸,应依照感光迹线的长短,在其下描划铅笔线。地面气象观测规范中虽没有对描划的铅笔线作规定,但在资料整理和台站调研交流过程中发现

2、日照迹线的画法参差不齐,没有体现台站的统一性和美观性。也影响了台站日照时数统计值的准确性。主要表现在:一是迹线画得不平滑,不连续,时而粗时而细;二是迹线走势无规律性,随心所欲,该凸时不凸,该凹时不凹,该平时不平。实际理论研究发现:日照迹线也有其迹线方程,根据迹线方程可确定感光迹线为余弦曲线的一段[2],并且上午和下午各为1条对称曲线,因此呈现凹凸的趋势。在日常观测中,观测员应根据这个特点来划日照迹线,以保证其统一、美观[3]。　　1暗筒式日照计的构造原理4　　暗筒式日照计主体为一金属圆筒,筒的一端密闭,一端有盖,筒的上部有1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1个圆锥形进光孔

3、,进光孔前后位置错开与圆心成120°夹角。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3个等距离的孔,用以固定仪器。日照计应安装在开阔、终年从日出到日没均能受到太阳光照射的地方。安装时底座要水平,底面上要精确测定南北子午线,并划出标记,筒口对准正北(在北半球),支架上的纬度记号线对准纬度盘上当地纬度值,筒轴与地轴平行。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[4]。晴朗无云的日子,任何时刻太阳光线都会通过进光小孔进入暗筒。由于隔光板的作用,使上午

4、、下午的感光迹线以真太阳时12∶00为分界。即上午感光迹线恰好在12∶00消失,下午感光迹线则从12∶00开始记录。因时角每小时变化15°,太阳倾角(赤纬)在一天中基本不变,太阳光点在暗筒上每1h移动的圆周角也为15°,故感光迹线应该是上午、下午2条迹线等长且对称,即上、下午时间线对应,如9∶00对15∶00、10∶00对14∶00等。　　2日照迹线随时间变化的规律　　通过分析永宁县气象局2008—2009年的日照自记纸迹线走向变化规律,结合上述理论分析情况,寻求出了日照迹线随时间变化的规律。根据太阳随季节运动的规律,以一年中的春分、夏至、秋分、冬至作为迹线变化的4个转折点,发现:一是感光日照

5、迹线上午和下午各为1条对称曲线。二是感光日照迹线为1条余弦曲线的一段(0~π/3)。三是春分日(24008-03-20、2009-03-20)、秋分日(2008-09-23)阳光直射赤道时,感光迹线为通过筒身横切面的一条直线。四是夏半年(春分至秋分,即2008-03-20—09-23),阳光直射北半球,感光迹线位于洞孔的切平面以南,呈凹形,即偏于水平线下方且较长。并且春分至夏至时迹线逐渐偏离水平线向下移动,从直线逐渐变为明显的凹形,在夏至时达到最下方且迹线最长;夏至至秋分时,迹线的移动方向与前一阶段相反,逐渐偏离水平线向上移动,且从明显的凹形逐渐变为直线。五是冬半年(秋分至春分,即2008-0

6、9-23—2009-03-20),阳光直射南半球,感光迹线位于洞孔的切平面以北,呈凸形,即偏于水平线上方且较短。并且秋分至冬至时迹线逐渐偏离水平线向上移动,从直线逐渐变为明显的凸形,在冬至时达到最上方且迹线最短;冬至至春分时,迹线的移动方向与前一阶段相反,逐渐偏离水平线向下移动,且从明显的凸形逐渐变为直线。六是太阳的运动具有周期性,因此日照迹线年变化规律也随之具有周期性。从春分日—夏至—秋分日—冬至,太阳从赤道—北回归线—赤道—南回归线,与此同时日照迹线由近似理想的直线—最长的凹线—近似理想的直线—最长的凸线呈周期性变化。　　3结语4　　以上规律是基于全天晴朗无云、有日照时的理想状态。各个地面

7、气象观测台站在实际业务工作中,时常会碰到诸如阴天、多云、雨天、视程障碍等上述影响日照的天气出现,从而造成迹线模糊不清,不利判断。此时,首先可以依据上述几点日照迹线变化规律准确把握迹线的发展趋势,再根据当日天气状况(能见度、云量、云状)判断各个时次日照迹线的长度,从而准确反映当天的日照情况,避免似是而非的情况发生。台站每位观测员只要把握好以上几点,就可以使日照资料具有准确性、统一性和美观性。　　4参