氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)(輻射與日照)

1、氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 太陽(yáng)輻射和日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)太陽(yáng)輻射和日照時(shí)數(shù)的觀測(cè) 一、內(nèi)容一、內(nèi)容 1.太陽(yáng)直接輻射（太陽(yáng)直接輻射（s）通量。）通量。 2.總輻射（總輻射（st）通量。）通量。 3.漫射輻射（漫射輻射（sd）通量。）通量。 4.地面反射（地面反射（sr）通量。）通量。 5.計(jì)算：計(jì)算： （1）水平面上太陽(yáng)直接輻射（）水平面上太陽(yáng)直接輻射（sb）通量。）通量。 （2）地面反射率）地面反射率r。 （3）大氣透明系數(shù)）大氣透明系數(shù)p。 6.一天中日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)并計(jì)算日照百分率。一天中日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)并計(jì)算日照百分率。二、太陽(yáng)輻射與地面反射的觀測(cè)二、太陽(yáng)輻射與地面反射的觀測(cè)和記錄整理和

2、記錄整理 （一）儀器（一）儀器 1輻射電流表：與其它儀器配合使用。有輻射電流表：與其它儀器配合使用。有“+”、“1”、“2”三個(gè)接線柱。三個(gè)接線柱?！?”為負(fù)極，輻射較弱為負(fù)極，輻射較弱時(shí)使用；時(shí)使用；“2”為負(fù)極，輻射較強(qiáng)時(shí)使用。為負(fù)極，輻射較強(qiáng)時(shí)使用。 2太陽(yáng)直接輻射表：只能測(cè)太陽(yáng)直接輻射，與太陽(yáng)直接輻射表：只能測(cè)太陽(yáng)直接輻射，與輻射電流表配合使用，正極與正極相接，負(fù)極與輻射電流表配合使用，正極與正極相接，負(fù)極與負(fù)極相接。測(cè)定前要對(duì)準(zhǔn)光線。負(fù)極相接。測(cè)定前要對(duì)準(zhǔn)光線。 3天空輻射表：可測(cè)太陽(yáng)總輻射、漫射輻射、天空輻射表：可測(cè)太陽(yáng)總輻射、漫射輻射、地面反射。與輻射電流表配合使用，正極與正極地

3、面反射。與輻射電流表配合使用，正極與正極相接，負(fù)極與負(fù)極相接。相接，負(fù)極與負(fù)極相接。輻射電流表輻射電流表直接輻射表直接輻射表天空輻射表天空輻射表（二）測(cè)定步驟 1太陽(yáng)直接輻射太陽(yáng)直接輻射s的觀測(cè)的觀測(cè) （1）正確安裝儀器；）正確安裝儀器； （2）觀測(cè)前記錄天氣狀況；）觀測(cè)前記錄天氣狀況； （3）測(cè)定前對(duì)準(zhǔn)光線；）測(cè)定前對(duì)準(zhǔn)光線； （4）讀數(shù)：）讀數(shù)： 不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀數(shù)不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀數(shù)n01； 打開(kāi)帽蓋，等候打開(kāi)帽蓋，等候15-40s，記錄電流表讀數(shù)，記錄電流表讀數(shù)n1、n2、n3間隔時(shí)間為間隔時(shí)間為5-10s； 蓋上帽蓋，等候蓋上帽蓋，等候10-20s，記錄電流表讀數(shù)，記錄

4、電流表讀數(shù)n02。 2太陽(yáng)總輻射太陽(yáng)總輻射st的觀測(cè)的觀測(cè) （1）正確安裝儀器，確保天空輻射表水平；）正確安裝儀器，確保天空輻射表水平； （2）觀測(cè)前記錄天氣狀況；）觀測(cè)前記錄天氣狀況； （3）讀數(shù)：不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀）讀數(shù)：不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀數(shù)數(shù)n01； 打開(kāi)帽蓋，等候打開(kāi)帽蓋，等候15-40s，記錄電流表讀，記錄電流表讀數(shù)數(shù)n1、n2、n3間隔時(shí)間為間隔時(shí)間為5-10s； 蓋上帽蓋，等候蓋上帽蓋，等候10-20s，記錄電流表讀，記錄電流表讀數(shù)數(shù)n02。 3太陽(yáng)漫射輻射太陽(yáng)漫射輻射sd的觀測(cè)的觀測(cè) （1）正確安裝儀器，確保天空輻射表水平；）正確安裝儀器，確保天空輻射表水平； （2

5、）觀測(cè)前記錄天氣狀況；）觀測(cè)前記錄天氣狀況； （3）測(cè)定前使用遮光板；）測(cè)定前使用遮光板； （4）讀數(shù)：）讀數(shù)： 不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀數(shù)不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀數(shù)n01； 打開(kāi)帽蓋，等候打開(kāi)帽蓋，等候15-40s，記錄電流表讀數(shù)，記錄電流表讀數(shù)n1、n2、n3間隔時(shí)間為間隔時(shí)間為5-10s； 蓋上帽蓋，等候蓋上帽蓋，等候10-20s，記錄電流表讀數(shù)，記錄電流表讀數(shù)n02。 4地面反射輻射地面反射輻射sr的觀測(cè)的觀測(cè) （1）正確安裝儀器；）正確安裝儀器； （2）觀測(cè)前記錄天氣狀況；）觀測(cè)前記錄天氣狀況； （3）測(cè)定前反轉(zhuǎn)天空輻射表正對(duì)準(zhǔn)地面，一般）測(cè)定前反轉(zhuǎn)天空輻射表正對(duì)準(zhǔn)地面，一般離地面離

6、地面1.2m； （4）讀數(shù)：）讀數(shù)： 不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀數(shù)不打開(kāi)帽蓋，記錄電流表讀數(shù)n01； 打開(kāi)帽蓋，等候打開(kāi)帽蓋，等候15-40s，記錄電流表讀數(shù)，記錄電流表讀數(shù)n1、n2、n3間隔時(shí)間為間隔時(shí)間為5-10s； 蓋上帽蓋，等候蓋上帽蓋，等候10-20s，記錄電流表讀數(shù)，記錄電流表讀數(shù)n02。 （三）結(jié)果計(jì)算（三）結(jié)果計(jì)算 1太陽(yáng)直接輻射數(shù)據(jù)整理計(jì)算太陽(yáng)直接輻射數(shù)據(jù)整理計(jì)算 （1）太陽(yáng)直接輻射通量的計(jì)算）太陽(yáng)直接輻射通量的計(jì)算 計(jì)算零點(diǎn)平均值計(jì)算零點(diǎn)平均值n0(n01+n02)/2，并計(jì)算訂正，并計(jì)算訂正后的值；后的值； 計(jì)算計(jì)算3次觀測(cè)平均值，并查出訂正值次觀測(cè)平均值，并查出訂正值n

7、； 計(jì)算訂正后的觀測(cè)值計(jì)算訂正后的觀測(cè)值n； 計(jì)算太陽(yáng)直接輻射通量計(jì)算太陽(yáng)直接輻射通量s=n。 注注：為換算因子，分為為換算因子，分為2種情形：種情形：1(直直)； 2(直直)。 （2）水平面上太陽(yáng)直接輻射（）水平面上太陽(yáng)直接輻射（sb）通量的計(jì)算）通量的計(jì)算 查出當(dāng)?shù)氐木暥炔槌霎?dāng)?shù)氐木暥?、太?yáng)傾角、太陽(yáng)傾角、當(dāng)?shù)亟?jīng)度；、當(dāng)?shù)亟?jīng)度； 查算時(shí)角查算時(shí)角：1）地方時(shí)）地方時(shí)=北京時(shí)北京時(shí)+（當(dāng)?shù)亟?jīng)度（當(dāng)?shù)亟?jīng)度-120）4分分/1。2）真太陽(yáng)時(shí)）真太陽(yáng)時(shí)=地方時(shí)地方時(shí)+時(shí)差。時(shí)差。3）由真太陽(yáng)時(shí)查出時(shí)角）由真太陽(yáng)時(shí)查出時(shí)角； 計(jì)算計(jì)算sinh=sinsin+coscoscos； 計(jì)算各時(shí)點(diǎn)水平面上太

8、陽(yáng)直接輻射通量計(jì)算各時(shí)點(diǎn)水平面上太陽(yáng)直接輻射通量sb=s*sinh。 （3）大氣透明系數(shù)）大氣透明系數(shù)p的計(jì)算的計(jì)算 計(jì)算大氣質(zhì)量計(jì)算大氣質(zhì)量m=1/sinh； 大氣透明系數(shù)大氣透明系數(shù)p=(s/s0)(1/m)。 2太陽(yáng)總輻射通量太陽(yáng)總輻射通量st數(shù)據(jù)整理計(jì)算數(shù)據(jù)整理計(jì)算 （1）太陽(yáng)總輻射通量）太陽(yáng)總輻射通量st的計(jì)算的計(jì)算 計(jì)算零點(diǎn)平均值計(jì)算零點(diǎn)平均值n0(n01+n02)/2 ，并計(jì)，并計(jì)算訂正后的值；算訂正后的值； 計(jì)算計(jì)算3次觀測(cè)平均值，并查出訂正值次觀測(cè)平均值，并查出訂正值n； 計(jì)算訂正后的觀測(cè)值計(jì)算訂正后的觀測(cè)值n； 計(jì)算太陽(yáng)總輻射通量計(jì)算太陽(yáng)總輻射通量st=n。 注：注：為換算

9、因子，分為為換算因子，分為2種情形：種情形：1(天天)；2(天天)。 （2）輻射日總量的計(jì)算）輻射日總量的計(jì)算(只針對(duì)觀測(cè)間隔期為只針對(duì)觀測(cè)間隔期為1小時(shí)的情小時(shí)的情形形) 查當(dāng)?shù)氐木暥炔楫?dāng)?shù)氐木暥?、?dāng)天的太陽(yáng)傾角、當(dāng)天的太陽(yáng)傾角； 計(jì)算當(dāng)天日出日落的余弦值：計(jì)算當(dāng)天日出日落的余弦值：cos0=-tantan。 查出，若為鈍角時(shí)，取其補(bǔ)角，并在日照常用表中查出查出，若為鈍角時(shí)，取其補(bǔ)角，并在日照常用表中查出日出日落的真太陽(yáng)時(shí)，并換算成北京時(shí)；日出日落的真太陽(yáng)時(shí)，并換算成北京時(shí)； 計(jì)算輻射日總量計(jì)算輻射日總量 st=(st1/2)(t1-t0)+30(st1+stn)+60(st2+st3+ +

10、s t(n-1) )+(stn/2)(t00-tn) st為輻射日總量通量，單位：為輻射日總量通量，單位：w/m2；t0為日出北京時(shí)，為日出北京時(shí)，t00為日落北京時(shí)，單位：分；為日落北京時(shí)，單位：分；t1,t2, ，tn是測(cè)定時(shí)間，是測(cè)定時(shí)間，單位：分；單位：分；st1,st2, ，stn為每小時(shí)觀測(cè)所得的總輻射為每小時(shí)觀測(cè)所得的總輻射通量密度，單位：通量密度，單位：w/m2。 3太陽(yáng)漫射輻射通量太陽(yáng)漫射輻射通量sd的計(jì)算的計(jì)算 計(jì)算零點(diǎn)平均值計(jì)算零點(diǎn)平均值n0(n01+n02)/2 ，并計(jì)，并計(jì)算訂正后的值；算訂正后的值； 計(jì)算計(jì)算3次觀測(cè)平均值，并查出訂正值次觀測(cè)平均值，并查出訂正值n；

11、 計(jì)算訂正后的觀測(cè)值計(jì)算訂正后的觀測(cè)值n； 計(jì)算太陽(yáng)漫射輻射通量計(jì)算太陽(yáng)漫射輻射通量sd=n。 注：注：為換算因子，分為為換算因子，分為2種情形：種情形：1(天天)；2(天天)。 4地面反射輻射地面反射輻射sr的計(jì)算的計(jì)算 （1）地面反射輻射）地面反射輻射sr的計(jì)算的計(jì)算 計(jì)算零點(diǎn)平均值計(jì)算零點(diǎn)平均值n0(n01+n02)/2 ，并計(jì)算訂正，并計(jì)算訂正后的值；后的值； 計(jì)算計(jì)算3次觀測(cè)平均值，并查出訂正值次觀測(cè)平均值，并查出訂正值n； 計(jì)算訂正后的觀測(cè)值計(jì)算訂正后的觀測(cè)值n； 計(jì)算地面反射輻射通量計(jì)算地面反射輻射通量sr=n。 注：注：為換算因子，分為為換算因子，分為2種情形：種情形：1(天天

12、)；2(天天)。 （2）地面反射率）地面反射率r的計(jì)算的計(jì)算r=(sr/st)100%。三、日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)與日照率的計(jì)算三、日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)與日照率的計(jì)算 1配制藥液與日照紙的涂抹配制藥液與日照紙的涂抹 （1）赤血鹽）赤血鹽g：水：水ml=1:10； （2）檸檬酸鐵銨）檸檬酸鐵銨g：水：水ml=3:10； （3）二者等量混勻后，均勻涂抹于日照紙上，）二者等量混勻后，均勻涂抹于日照紙上，陰暗處晾干；陰暗處晾干； 2把日照紙正確安裝于暗筒式日照計(jì)中，把日照紙正確安裝于暗筒式日照計(jì)中，10時(shí)時(shí)箭頭對(duì)準(zhǔn)筒口白線，箭頭對(duì)準(zhǔn)筒口白線， 14時(shí)線對(duì)準(zhǔn)筒底白線時(shí)線對(duì)準(zhǔn)筒底白線 ； 3調(diào)好當(dāng)?shù)鼐暥?，并置于野外，高頭對(duì)準(zhǔn)正北調(diào)好當(dāng)?shù)鼐暥?，并置于野外，高頭對(duì)準(zhǔn)正北方向；方向； 4觀測(cè)結(jié)束后，取出日照紙。觀測(cè)結(jié)束后，取出日照紙。 5統(tǒng)計(jì)日照時(shí)數(shù)。統(tǒng)計(jì)日照時(shí)數(shù)。 6計(jì)算日照率計(jì)算日照率 日照率日照率=(實(shí)際日照時(shí)數(shù)實(shí)際日照時(shí)數(shù)/晝長(zhǎng)晝長(zhǎng))100%日照紙日照紙暗筒式日照計(jì)本實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求本實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求 （1）寫清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康募案髦笜?biāo)的測(cè)定步驟。）寫清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康募案髦笜?biāo)的測(cè)定步驟。 （2）分組實(shí)際測(cè)定當(dāng)?shù)啬橙漳硞€(gè)時(shí)間點(diǎn)的太陽(yáng)）分組實(shí)際測(cè)定當(dāng)?shù)啬橙漳硞€(gè)時(shí)間點(diǎn)的太陽(yáng)直接輻射直接輻射s、總輻射、總輻射s