Практична робота №1

Дослідження складових радіаційного режиму території

Зміст роботи

1. Вивчення пристрою та принципу роботи приладів, вимірюючи пряму, розсіяну, сумарну, відображену радіацію, ефективне випромінювання Землі, радіаційний баланс земної поверхні.

2. Вимірювання прямої, сумарної та розсіяної радіації в лабораторних умовах, користуючись актинометром і піранометром.

3. Побудова графіка річного ходу середніх місячних величин деяких складових радіаційного балансу.

4. Аналіз радіаційного режиму заданого пункту за рік.

Вивчення пристрою та принципу роботи приладів

Прилади,що вивчають характеристики сонячної, земної та атмосферної радіації називаються актинометричними. Сучасні актинометричні прилади бувають:

• Абсолютними (піргеліометр, геліограф), які дозволяють отримувати відомості про пряму сонячну радіацію в калоріях та тривалість сонячного сяяння в годинниках;

• Відносними (всі інші прилади), за допомогою яких можна отримувати лише відносні значення радіації,котрі потім необхідно переводити в абсолютні величини.

У зв’язку з цим необхідно знати, чому майже всі прилади працюють з гальванометром, і як переводити його показання в кількість вимірюваної радіації.

При вивченні пристрою актинометричних приладів не слід вдаватися в технічні подробиці, а приділяти основну увагу найбільш важливим частинам приладів, їх пристрою, призначенню, принципу дії приладу, порядку зчитування показів. При виконанні цієї роботи студент повинен схематично зобразити весь прилад чи намалювати найбільш важливі його деталі. Весь зовнішній вигляд приладу перемальовувати не обов’язково. Для полегшення роботи студента в методичних вказівках наведені малюнки приладів із зазначенням їх основних частин. При вивченні кожного приладу студент повинен самостійно давати назви головних деталей та пояснювати їх призначення.

Піргеліометр компенсаційний Онгстрема

Призначення: для вимірювання прямої сонячної радіації, що приходить на перпендикулярну поверхню Землі ( у поверхні Землі це максимально можлива кількість енергії,що приходить).

Є абсолютним актинометричним приладом. Слугує еталоном при вимірюванні прямої радіації.

Пристрій приладу:

Рис.1 Піргеліометр Онгстрема

В і С – тонкі манганінові пластинки

Д – термоелемент (термопара)

Г – гальванометр

Е – електрична батарея

Р – реостат

М - міліамперметр

А – зовнішній вигляд приладу; Б – принципова схема приладу.

1 – трубка приймача

2 – вхідна діафрагма

3 і 4 – цілики

5 – перемикач електротока

6 - ебонітова втулка головки

7 – ввідні клеми

8 і 9 – гвинти

10 – чавунна підставка

Правила установки приладу для спостережень. Необхідно установлювати в закритому від світла місці. Міліамперметр та батарея повинні знаходитися в теплі. Гальванометр слід установити на стійкій основі. При здійсненні спостережень зимою пергеліометр виноситься на місце спостережень в футлярі, щоб уникнути обриву чи розтягування пластинок через швидке охолодження. Парні спостереження повторюються 4-5 разів, після чого здійснюється обробка даних і розрахунок величини прямої сонячної радіації, що поступає на перпендикулярну поверхню.

Гальванометр стрілочний актинометричний

Призначення: для вимірювання термоелектричного току, що виникає в актинометричних приладах ( актинометрі, піранометрі, альбедометрі, балансометрі) при спостереженні за потоками радіації. Гальванометр завжди використовується в парі з актинометричними приладами.

Пристрій приладу:

Рис.2 Схема пристрою гальванометра

1 – штампований кожух футляра

2 – основа приладу

3 – штифт і пружина

4 - литий алюмінієвий корпус

5 – відкидна кришка

6 – гвинт

7 – вимірювальний механізм

а – рамка

б - стрічкові бронзові розтяжки

в – постійні магніти

г – сердечник

д – стрілка

е – кронштейн

8 – шкала

9 – термометр

10 – дзеркало

11 – клеми «+», «Р», «С»

12 – гвинт коректора

13 – гвинт аретира

14 – обмежувачі.

Правила установки приладу для спостережень. Необхідно гальванометр установлювати до півночі від актинометричних приладів, не на сталеву основу, поруч не повинен стояти кожух футляра. При використанні гальванометра в польових умовах він може прикріплятися до столика без основи футляра, безпосередньо гвинтом чи прикріплятися до триноги. При необхідності установки другого гальванометра, він може знаходитися не ближче 10 см від першого.

Підготовка до роботи. Після установки приладу стрілка гальванометра звільнюється від стопора, гвинт аретиву вивертається на 2-3 оберти. Гвинтом коректора стрілка гальванометра встановлюється на нульову відмітку шкали. Гальванометр включається в ланцюг і відліки по шкалі здійснюються при такому положенні ока, коли зображення стрілки в дзеркалі шкали сховано під самою стрілкою. Відліки знімаються і записуються з точністю до десятих часток ділень. Відліки по шкалі виправляються двома поправками: поправкою на нелінійність шкали і на місце нуля. Виправлений відлік отримують звичайним додаванням першої і відніманням другої поправки.

Усі актинометричні прилади ( окрім піргеліометра ) звичайно підключаються до гальванометру на клеми «+» і «Р», при цьому для перекладу показань гальванометра в калорії використовується прикладний множник 0,02. В ясний сонячний день в полуденний час (при великій інтенсивності сонячної радіації) прилади підключаються до гальванометру на клеми «+» і «С» (додатковий опір), в цьому випадку перевідний множник береться 0,04.

Міжнародними домовленостями условлено вимірювання притоку сонячної радіації в Ватах на 1м², тобто 1кал.см²хв. дорівнює 679,9 Вт/м². Сонячна постійна (1,98 кал.см²/хв.) дорівнює 1382 Вт/м². У відповідності з сучасними космічними вимірюваннями сонячна стала дорівнює 1358 Вт/м² чи 1,94 кал.см²/хв. Таблицю для перекладу див. у додатку 2.