以BSRN标准为核心的太阳辐射观测平台设计

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1、第32卷第3期广东气象Vo1．32No．32010年6月GuangdongMeteorologyJune2010doi：10．3969／j．issn．1007—6190．2010．03．025以BSRN标准为核心的太阳辐射观测平台设计刘爱明，莫静华，庄红波(深圳市国家气候观象台，广东深圳518040)摘要：以太阳辐射测量最高标准BSRN为核心内容，系统地介绍深圳市天文综合观测基地(西涌)和石岩气象观测基地的高精度太阳辐射观测平台的设计方案，该方案采用高精度辐射观测设备分别建立满足BSRN要求的标准站和比对站，同时增加了短波辐射密集阵观测、长波辐射密集阵观测及梯度塔辐射

2、观测等具有特色的辐射观测项目。关键词：大气探测；地面辐射基准站网；太阳辐射；BSRN标准；深圳市中图分类号：P41文献标识码：B文章编号：1007—6190(2010)03—0073—03太阳辐射是地球大气系统最重要的能量来源，是地别，这与该区域和时段的大气成分(包括气体和颗粒球生命发生和发展的重要因素J，也是天气和气候形物)、云量、水汽含量等密切相关，因此通过建立高精度的成和变化的基础，是气候变迁的根本动力。通过设太阳辐射观测站点来研究辐射中长期变化的规律，不仅立地面太阳辐射观测站，可以获得长时间序列的太阳和具有直接的气候意义，而且通过对光学厚度等辐射产品地球辐射资

3、料，对于了解和研究地球气候系统、气候变的研究还有助于分析了解区域大气颗粒物污染状况，以化率以及气候变化对人类的影响，有着非常重要的意及灰霾天气形成的人为原因，并可对太阳能资源状况义]。进行有效的评估。因此通过在西涌气象观测基地和20世纪末由世界气象组织、国际科学协会理事会和石岩气象观测基地分别建立以BSRN标准为核心的2套联合国教科文组织的政府间海洋学委员会等联合发起世太阳辐射观测系统，既能满足城市气象灾害监测、城郊空界气候研究计划，创办并组织实施了地面辐射基准站网气洁净度比对分析以及长期气候观测的需求，亦能与卫(BSRN)15]。该站网的目标是，坚持以测量方法、校准

4、和星观测到并反演的太阳辐射数据进行比照和校准，得出准确度等方面均遵循可实现的最高标准，提供现代化的深圳区域地表辐射收支变化的趋势。对地表辐射通量的连续、长期和频繁采样的测量。20042系统原则与设计年BSRN成为全球气候观测系统(GCOS)的太阳辐射观2．1系统原则测站网。1)高精度探测设备。深圳即将建立2个太阳辐射站点，本文介绍的太阳太阳跟踪器的精度是影响太阳直接辐射数据质量最辐射观测平台设计以BSRN标准为核心16]，在满足大运重要的因子，目前精度最高的太阳跟踪器采用双轴主动会比赛气象观测任务的同时，也兼顾了城市气象灾害监方式运行，本系统平台设计即采用2AP双轴主

5、动太阳跟测及长期气候观测的需要。踪器；仪器设备的精度直接影响太阳辐射数据的质量，是1系统需求分析区域地表辐射收支变化趋势和城市气象灾害监测的建立高精度的太阳辐射观测站是以卫星资料验证、前提。依照BSRN标准的要求，所建立的2个太阳辐射气候变化分析研究及向公众和政府决策提供服务等3方站点均采用目前世界上最先进的仪器设备，并且在辐射面的需求为出发点的。测量标准上也计划基本按照BSRN推荐的相关方法实施。单纯通过卫星对太阳辐射的观测，如果没有设在对2)高度代表性的测量布设。照区域内不同站点的高准确度的地基测量进行校准和验完全平坦的地平视野：理想测量站点应有完全平坦证，是不可

6、能可靠推断出全球地表辐射收支评估，因此在的地平视野，根据世界气象组织推荐的做法，站点周围尽对照区域内设置高精度的太阳辐射观测站，显得非常可能不存在障碍物，尤其是全年中13出及日落方位范围必要。内应无障碍物。有障碍物时，应将仪器的位置提高，放在由于工业化和城市化进程的加快，大气颗粒物污染对障碍物的高度角<5。的地方，使影响降至最低；或者使亦趋于频繁和加剧，使得到达地球表面太阳辐射的变化障碍物处于仪器的北侧，且在一年的任何时候都不会干相对增大，区域性的差异更加突出。不同区域以及同一扰对太阳直接辐射的测量。区域不同时段的太阳总辐射、直接辐射和散射都存在差均一性的下垫面：方向

7、向上的各种辐射量的测量，对收稿日期：2010一O1—16作者简介：刘爱明(1975年生)，男，工程师，硕士，主要从事气象资料及大气污染分析等方面的研究。74广东气象第32卷下垫面的要求是场地的半径为传感器高度的10倍。一由主计算机实时地校准记录器。般来说，3m高的仪器支架须安装在40m×40m平坦场5)高精度仪器校准功能。地的中央；如果下垫面满足不了均一性的要求，就不能架通过软硬件结合的方式，传感器校准通过腔体绝对设测量方向向上的辐射传感器：如果下垫面的均一性足直接辐射表，由国家级辐射标准传递校准使用的传感器；够好，还可以考虑适当增加支架的高度，以增