Актинометрические измерения

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ

ПО МЕТОДАМ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

ЧАСТЬ 2

АКТИНОМЕТРИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОБАЛАНСОВЫЕ

НАБЛЮДЕНИЯ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.................................................................................... 3

1. Производство актинометрических наблюдений........................ 3

1.1.          Организация срочных наблюдений............................. 3

1.2.          Перевод среднего солнечного времени в декретное.. 4

1.3.          Вычисление высот и синусов высот солнца............... 5

1.4.          Установка приборов на площадке............................... 7

1.5.          Производство  основных наблюдений........................ 8

1.6.          Производство вспомогательных наблюдений............ 9

1.7.          Запись наблюдений...................................................... 10

1.8.          Обработка материалов наблюдений............................ 11

1.9.          Контроль материалов наблюдений.............................. 12

Приложения.................................................................................... 14

Список литературы......................................................................... 21

2.     Теплобалансовые (градиентные) наблюдения........................... 22

2.1.          Общие положения........................................................ 22

2.2.          Организация наблюдений............................................ 23

2.3.          Производство наблюдений и их запись...................... 24

2.4.          Обработка материалов наблюдений............................ 25

2.5.          Контроль полученного материала............................... 26

Приложения.................................................................................... 27

Список литературы......................................................................... 30

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие методические указания являются руководством  к учебной практике по курсам: общая метеорология и методы метеорологических измерений. Поскольку главная цель практики – выработка навыков производства и обработки измерений, перед практикантами ставятся следующие задачи:

–    усвоение правил установки приборов и ухода за ними;

– усвоение методических основ актинометрических измерений, градиентных наблюдений и обработки полученной информации;

–   приобретение навыков расчета и анализа характеристик солнечной радиации, теплового баланса;

–    обобщение материалов измерений и оформление отчетов.

1.     ПРОИЗВОДСТВО АКТИНОМЕТРИЧЕСКИХ

НАБЛЮДЕНИЙ

1.1.         Организация срочных наблюдений

 Актинометрические наблюдения производятся для определения различных радиационных характеристик. К измеряемым видам радиации относятся:

– прямая солнечная радиация S, поступающая от Солнца и околосолнечной зоны радиусом 5о в виде прямых параллельных лучей;

– рассеянная радиация D, поступающая на земную поверхность со всего небесного свода, исключая Солнце и околосолнечную зону;

– суммарная радиация Q, представляющая собой поток прямой и рассеянной радиаций (Q=S+D);

– коротковолновая радиация, отраженная от деятельной поверхности Rk;

-  радиационный баланс B, определяемый как разность между всей приходящей и уходящей радиацией;

– радиационный баланс длинноволновой радиации BD.

Кроме этого вычисляются: прямая солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность (S' = S∙sin h¤); альбедо коротковолновой радиации (Ak = Rk/Qk); различные характеристики прозрачности атмосферы (фактор мутности, коэффициент прозрачности).

Основными измерительными приборами являются термоэлектрические: актинометр, пиранометр, балансомер. Определяемые виды радиации при попадании на приемную поверхность этих приборов преобразуются в электрический ток, который измеряется гальванометром. Поэтому при нахождении радиационных потоков каждого прибора в паре с гальванометром вычисляется переводной множитель:

,

где K – чувствительность приемной поверхности измерительного прибора;

α – цена деления гальванометра в микроамперах, 10-6 А;

Rб и Rr – сопротивление термоэлектрической батареи и рамки гальванометра, Ом.

Перечисленные характеристики указываются в проверочных свидетельствах приборов.

1.2. Перевод среднего солнечного времени в декретное

Прежде чем, начинать производство наблюдений, необходимо вычислить  местное время проведения измерений. Для актинометрических наблюдений установлены следующие сроки: 0 ч 30 мин, 6 ч 30 мин, 9 ч 30 мин, 12 ч 30 мин, 15 ч 30 мин и 18 ч 30 мин по среднему солнечному времени. Также во время учебной летней практики наблюдения производятся в промежуточные сроки: 8 ч, 11 ч, 14 ч, 17 ч по среднему солнечному времени.

Для перевода среднего солнечного времени в декретное (местное) необходимо выполнить следующий алгоритм:

1.           Определить в каком часовом поясе (по долготе) находится пункт, для которого нужно определить декретное время.

В мире принята система поясного времени. Продолжительность каждого пояса 1 ч, всего поясов 24. В градусах продолжительность пояса равна 158.

Таблица 1

Часовые пояса