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 F_h, 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:

1. Какие виды солнечной радиации в атмосфере вы знаете?

2. Что такое прямая солнечная радиация?

3. Как возникает рассеянная радиация?

4. Из чего слагается суммарная радиация?

5. Перечислите приборы для изучения солнечной радиации.

Лабораторная работа №2

«ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЧВЫ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить устройство приборов для измерения температуры почвы, их установку на метеоплощадке, правила наблюдений и измерений.

ОБОРУОВАНИЕ: срочный, максимальный, минимальный термометры, коленчатые термометры Савинова, термометр АМ-6, вытяжные термометры, мерзлотомер АМ-21.