大气探测学_D第十章 辐射和日照时数的观测（2）.ppt

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1、大气探测学课程教学参考书电子版（第四版）专业基础课三、日照时数的观测1.概述2.测量方法3.暗筒式(乔唐式)日照计4.聚焦式(康培司克式)日照计5.日照传感器三、日照时数的观测日照指能使地上物体投射出清晰阴影的直接辐射。日照时数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射辐照度达到或超过120瓦每平方米的各段时间的总和。以小时（h）为单位，取一位小数。日照时数也称实照时数。1.概述三、日照时数的观测可照时数(天文可照时数)，是指在无任何遮蔽条件下，太阳中心从某地东方地平线到进入西方地平线，其光线照射到地面所经历的时间。可照时数由公式计算，也可从

2、天文年历或气象常用表查出。日照百分率=(日照时数/可照时数)×100%，取整数。日照时数主要应用于表征当地气候、描述过去天气状况等。1.概述三、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感光法2.观测方法1.感光法：利用阳光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。2.观测方法2.烧痕法：由聚焦直接太阳辐射（吸收太阳能），产生烧焦记录之多阈值效应，由烧痕读出日照时数值。2.观测方法3.直接辐射测量法：检测直接太阳辐照度通过120W/m2阈值的转换。由相应的向上和向下的转换触发时间记数器，可读出日照时数值。2.观测方法4.总辐射测量法：

3、由总的太阳辐射度和散射太阳辐照度的总辐射测量，得出WMO推荐的直接太阳辐照度阈值，然后通过阈值的转换。由相应的时间记数器，可读出日照时数值。2.观测方法5.对比法：在某些传感器之间进行辐射对比鉴别，这些传感器以不同的位置对着太阳，利用与WMO建议的阈值相当的传感器输出信号的特定差值进行测量比较来确定。2.观测方法6.扫描法：用连续扫描小范围天空的传感器接受的辐照度，与WMO建议的辐照度阈值相等的方法进行鉴别。2.观测方法3.暗筒式（乔唐式）日照计1、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

4、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。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。3.暗筒式日照计测量原理：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

5、有感光药剂的日照纸上留下感观痕迹线，来计算日照时数的。3.暗筒式（乔唐式）日照计MT=2Rcosαtgθ3.暗筒式（乔唐式）日照计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°）。2、上午和下午各为一条对称曲线。3、8时和16时ＭＴ最长。4、当春、秋分阳光直射赤道时，则感观迹线为通过筒身横切面的一条直线。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，即偏于水平线之下且较长。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，即偏于水平线之上且较短。MT=2Rcosαtgθ3.暗筒式日照计

6、记录整理：在每天日落后换下的日照纸，应依感光迹线的长短，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，则为全天的日照时数。然后将日照纸放入足量的清水中浸漂3－5分钟拿出（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。如感光迹线比铅笔长，则因补描上这段铅笔线，并改正原计算的日照时数，添上日合计。如全天无日照，记0.0。3.暗筒式（乔唐式）日照计检查和维护每月应检查一次仪器的水平、方位、纬度和安置情况，发现问题及时纠正。日出前应检查日照计的小孔，有无被小虫、沙尘等堵塞或被露、霜等蒙住。3.暗筒

7、式（乔唐式）日照计4.聚焦式（康培司托克式）日照计1、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。与玻璃球同心的金属槽，则是用以安放日照纸的，其半径恰好等于玻璃球的焦距。2、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。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

8、安放冬季日