气象学实验(辐射与日照)专用课件.ppt

气象学实验 实验一 太阳辐射和日照时数的观测  一、内容 1.太阳直接辐射（S）通量。 2.总辐射（St）通量。 3.漫射辐射（Sd）通量。 4.地面反射（Sr）通量。 5.计算： （1）水平面上太阳直接辐射（Sb）通量。 （2）地面反射率r。 （3）大气透明系数P。 6.一天中日照时数的观测并计算日照百分率。 二、太阳辐射与地面反射的观测和记录整理 （一）仪器 1．辐射电流表：与其它仪器配合使用。有“+”、“1”、“2”三个接线柱。“1”为负极，辐射较弱时使用；“2”为负极，辐射较强时使用。 2．太阳直接辐射表：只能测太阳直接辐射，与辐射电流表配合使用，正极与正极相接，负极与负极相接。测定前要对准光线。 3．天空辐射表：可测太阳总辐射、漫射辐射、地面反射。与辐射电流表配合使用，正极与正极相接，负极与负极相接。 辐射电流表 直接辐射表 天空辐射表 （二）测定步骤 1．太阳直接辐射S的观测 （1）正确安装仪器； （2）观测前记录天气状况； （3）测定前对准光线； （4）读数： ①不打开帽盖，记录电流表读数N01； ②打开帽盖，等候15-40s，记录电流表读数N1、N2、N3间隔时间为5-10s； ③盖上帽盖，等候10-20s，记录电流表读数N02。 2．太阳总辐射St的观测 （1）正确安装仪器，确保天空辐射表水平； （2）观测前记录天气状况； （3）读数：①不打开帽盖，记录电流表读数N01； ②打开帽盖，等候15-40s，记录电流表读数N1、N2、N3间隔时间为5-10s； ③盖上帽盖，等候10-20s，记录电流表读数N02。 3．太阳漫射辐射Sd的观测 （1）正确安装仪器，确保天空辐射表水平； （2）观测前记录天气状况； （3）测定前使用遮光板； （4）读数： ①不打开帽盖，记录电流表读数N01； ②打开帽盖，等候15-40s，记录电流表读数N1、N2、N3间隔时间为5-10s； ③盖上帽盖，等候10-20s，记录电流表读数N02。 4．地面反射辐射Sr的观测 （1）正确安装仪器； （2）观测前记录天气状况； （3）测定前反转天空辐射表正对准地面，一般离地面1.2m； （4）读数： ①不打开帽盖，记录电流表读数N01； ②打开帽盖，等候15-40s，记录电流表读数N1、N2、N3间隔时间为5-10s； ③盖上帽盖，等候10-20s，记录电流表读数N02。 （三）结果计算 1．太阳直接辐射数据整理计算 （1）太阳直接辐射通量的计算 ①计算零点平均值N0＝(N01+N02)/2，并计算订正后的值； ②计算3次观测平均值，并查出订正值ΔN； ③计算订正后的观测值N； ④计算太阳直接辐射通量S=N×α。 注：α为换算因子，分为2种情形：α1(直)； α2(直)。 （2）水平面上太阳直接辐射（Sb）通量的计算 ①查出当地的纬度φ、太阳倾角δ、当地经度； ②查算时角ω：1）地方时=北京时+（当地经度-120°）×4分/1°。2）真太阳时=地方时+时差。3）由真太阳时查出时角ω； ③计算sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω； ④计算各时点水平面上太阳直接辐射通量Sb=S*sinh。 （3）大气透明系数P的计算 ①计算大气质量m=1/sinh； ②大气透明系数P=(S/S0)^(1/m)。 2．太阳总辐射通量St数据整理计算 （1）太阳总辐射通量St的计算 ①计算零点平均值N0＝(N01+N02)/2 ，并计算订正后的值； ②计算3次观测平均值，并查出订正值ΔN； ③计算订正后的观测值N； ④计算太阳总辐射通量St=N×α。 注：α为换算因子，分为2种情形：α1(天)；α2(天)。 （2）辐射日总量的计算(只针对观测间隔期为1小时的情形) ①查当地的纬度φ、当天的太阳倾角δ； ②计算当天日出日落的余弦值：cosω0=-tanφtanδ。 ③查出，若为钝角时，取其补角，并在日照常用表中查出日出日落的真太阳时，并换算成北京时； ④计算辐射日总量 ∑St=(St1/2)(t1-t0)+30(St1+Stn)+60(St2+St3+…… +S t(n-1) )+(Stn/2)(t00-tn) ∑St为辐射日总量通量，单位：w/m2；t0为日出北京时，t00为日落北京时，单位：分；t1,t2, ……，tn是测定时间，单位：分；St1,St2, ……，Stn为每小时观测所得的总辐射通量密度，单位：w/m2。 3．太阳漫射辐射通量Sd的计算 ①计算零点平均值N0＝(N01+N02)/2 ，并计算订正后的值； ②计算3次观测平均值，并查出订正值ΔN； ③计算订正后的观测值N； ④计算太阳漫射辐射通量Sd=N×α。 注：α为换算因子，分为2种情形：α1(天)；α2(天)。 4．地面反射辐射Sr的计算 （1）地面反射辐射S