Приборы для измерения суммарной, рассеянной и отраженной радиации
Пиранометр термоэлектрический М – 80М - прибор служит для измерения суммарной, рассеянной и отраженной радиации.
Выпускается пиранометр с приемником М -115(рисунок 1.2), у которого квадратная гермобатарея, окрашенная в черно-белый цвет в виде шахматной доски. Радиация, поступающая на приемник, поглощается черными спаями сильнее, чем белыми. Вследствие этого между спаями устанавливается разность температур и возникает термоток. Величина тока определяется по гальванометру, показание которого в делениях шкалы будет пропорционально интенсивности радиации.
Приемник устанавливается горизонтально с помощью уровня, который выводится на серединку винтами. Затенитель крепится к прибору шарниром и представляет собой диск d = 85 мм, одетый на стержень длинной 485 мм под углом = 10º к центру термобатареи. Ля затенения опускают винт, и стоика поворачивается стержнем к Солнцу.
Рисунок 1.2 – Пиранометр термоэлектрический универсальный М – 80М
1 – головка; 2 – стоперная пружина; 3 – шарнир затенителя; 4 – установочный винт; 5 – основание; 6 – шарнир откидного штатива; 7 – уровень; 8 – винт; 9 – стойка; 10 – стержень затенителя.
Рассеянную радиацию измеряют на затемненном приемнике, без затемнения суммарную. Отраженную радиацию определяют при положении приемника вниз (прибор находится в перевернутом состояний).
Для определения места нуля служит специальная крышка, которая надевается на приемник.
Установка пиранометра производится в юго-западном углу метеорологической площадки на открытом месте. Пиранометр крепится на специальной стойке для измерения суммарной, рассеянной и отраженной радиации. Высота стойки 1,5 м от поверхности земли. Поверхность участка под стойкой должна быть горизонтальной и в радиусе 2 м покрыта естественной растительностью.
Пиранометром на метеостанции при открытом диске Солнца измеряется только рассеянная и отраженная радиация, прямая часть суммарной радиации измеряется актинометром, установленным на этой же стойке.
Измерения проводят с трехкратной повторностью, определяя место нуля до и после измерения. В среднее значение из трех измерений вводят поправку на шкалу и вычисляют место нуля.
При определении рассеянной радиации D (Вт/м2) показания гальванометра умножают на переводной множитель:
D = a·N
При определении суммарной радиации учитывают еще и поправочный коэффициент на высоту Солнца Fh, который выписывается из проверочного свидетельства прибора.
Походный альбедометр (рисунок 1.3) – предназначен для измерения суммарной и отраженной радиации, а так же для определения альбедо поверхности.
Прибор устанавливается на самоуравновешивающемся карданном подвесе. При повороте рукоятки приемник обращается вниз. При этом положении измеряют отраженную радиацию, при положении приемника вверху – суммарную радиацию.
Альбедо поверхности определяется по формуле:
А = (R/Q)·100%.
Установка прибора. Прибор устанавливается на высоту 1 – 1,5 м, а в полевых условиях на расстояний 0,5 м от растительного покрова.
Измерение начинают с определенного места нуля, затем в трехкратной повторности отсчитывают показания по гальванометру отдельно для суммарной радиации и отраженной. Через 1 минуту снова делают три отсчета суммарной радиации и снова определяют место нуля. Обработку полученных измерений производят также, как было описано ранее.
Рисунок 1.3 – Походный альбедометр
1 – приемник; 2 – самоуравновешивающийся карданный подвес; 3 – рукоятка.
Гелиограф – предназначен для определения продолжительности солнечного сияния (рисунок 1.4).
Гелиограф состоит из стеклянного шара диаметром 98 мм закрепленном в дугообразном держателе. Стеклянный шар фокусирует изображение солнечного диска на синей картонной ленте, разграфленной на часовые и получасовые деления.
Гелиограф поворачивается так, чтобы дуга была обращена на север, и в этом положении закрепляется штифтом.
При продолжительности дня t < 10 часов ленту меняют один раз в сутки после захода солнца, при t > 10 часов 2 раза: первый раз после захода солнца, второй в 12 часов по среднему солнечному времени.
Рисунок 1.4 – Гелиограф
Установка прибора производится на столбе высотой 2 м на прочном деревянном основании. Горизонтальность основания прибора проверяют по уровню. Устанавливают прибор на широту местности по сектору широт.
Контрольные вопросы:
Какие виды солнечной радиации в атмосфере вы знаете?
Что такое прямая солнечная радиация?
Как возникает рассеянная радиация?
Из чего слагается суммарная радиация?
Перечислите приборы для изучения солнечной радиации.
Лабораторная работа №2