气象学实验辐射与日照ppt课件.ppt

气候学实验气候学实验实验一实验一 太阳辐射和日照时数的观测太阳辐射和日照时数的观测 一、内容一、内容1.太阳直接辐射〔太阳直接辐射〔S〕通量2.总辐射〔总辐射〔St〕通量3.漫射辐射〔漫射辐射〔Sd〕通量4.地面反射〔地面反射〔Sr〕通量5.计算：计算：〔〔1〕程度面上太阳直接辐射〔〕程度面上太阳直接辐射〔Sb〕通量〔〔2〕地面反射率〕地面反射率r〔〔3〕大气透明系数〕大气透明系数P6.一天中日照时数的观测并计算日照百分率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二、太阳辐射与地面反射的观测和记录整理和记录整理 •〔一〕〔一〕仪器器•1．．辐射射电流表：与其它流表：与其它仪器配合运用有器配合运用有“+〞、〞、“1〞、〞、“2〞三个接〞三个接线柱1〞〞为负极，极，辐射射较弱弱时运用；运用；“2〞〞为负极，极，辐射射较强时运用•2．太阳直接．太阳直接辐射表：只能射表：只能测太阳直接太阳直接辐射，与射，与辐射射电流表配合运用，正极与正极相接，流表配合运用，正极与正极相接，负极与极与负极相接测定前要定前要对准光准光线•3．天空．天空辐射表：可射表：可测太阳太阳总辐射、漫射射、漫射辐射、地射、地面反射。

与面反射与辐射射电流表配合运用，正极与正极相流表配合运用，正极与正极相接，接，负极与极与负极相接辐射射电流流表表直直接接辐射射表表天天空空辐射射表表〔二〕测定步骤•1．太阳直接．太阳直接辐辐射射S的的观测观测•〔 〔1〕 〕正确安装正确安装仪仪器；器；•〔 〔2〕 〕观测观测前前记录记录天气情况；天气情况；•〔 〔3〕 〕测测定前定前对对准光准光线线；；•〔 〔4〕 〕读读数：数：•①①不翻开帽盖，不翻开帽盖，记录电记录电流表流表读读数数N01；；•②②翻开帽盖，等候翻开帽盖，等候15-40s，，记录电记录电流表流表读读数数N1、、N2、、N3间间隔隔时间为时间为5-10s；；•③③盖上帽盖，等候盖上帽盖，等候10-20s，，记录电记录电流表流表读读数数N02•2．太阳．太阳总辐总辐射射St的的观测观测•〔 〔1〕 〕正确安装正确安装仪仪器，确保天空器，确保天空辐辐射表程度；射表程度；•〔 〔2〕 〕观测观测前前记录记录天气情况；天气情况；•〔 〔3〕 〕读读数：数：①①不翻开帽盖，不翻开帽盖，记录电记录电流表流表读读数数N01；；•②②翻开帽盖，等候翻开帽盖，等候15-40s，，记录电记录电流表流表读读数数N1、、N2、、N3间间隔隔时间为时间为5-10s；；•③③盖上帽盖，等候盖上帽盖，等候10-20s，，记录电记录电流表流表读读数数N02。

•3．太阳漫射．太阳漫射辐辐射射Sd的的观测观测•〔 〔1〕 〕正确安装正确安装仪仪器，确保天空器，确保天空辐辐射表程度；射表程度；•〔 〔2〕 〕观测观测前前记录记录天气情况；天气情况；•〔 〔3〕 〕测测定前运用遮光板；定前运用遮光板；•〔 〔4〕 〕读读数：数：•①①不翻开帽盖，不翻开帽盖，记录电记录电流表流表读读数数N01；；•②②翻开帽盖，等候翻开帽盖，等候15-40s，，记录电记录电流表流表读读数数N1、、N2、、N3间间隔隔时间为时间为5-10s；；•③③盖上帽盖，等候盖上帽盖，等候10-20s，，记录电记录电流表流表读读数数N02 •4．地面反射．地面反射辐辐射射Sr的的观测观测•〔 〔1〕 〕正确安装正确安装仪仪器；器；•〔 〔2〕 〕观测观测前前记录记录天气情况；天气情况；•〔 〔3〕 〕测测定前反定前反转转天空天空辐辐射表正射表正对对准地面，普通离地准地面，普通离地面面1.2m；；•〔 〔4〕 〕读读数：数：•①①不翻开帽盖，不翻开帽盖，记录电记录电流表流表读读数数N01；；•②②翻开帽盖，等候翻开帽盖，等候15-40s，，记录电记录电流表流表读读数数N1、、N2、、N3间间隔隔时间为时间为5-10s；；•③③盖上帽盖，等候盖上帽盖，等候10-20s，，记录电记录电流表流表读读数数N02。

〔三〕结果计算〔三〕结果计算•1．太阳直接．太阳直接辐辐射数据整理射数据整理计计算算•〔 〔1〕 〕太阳直接太阳直接辐辐射通量的射通量的计计算算•①①计计算零点平均算零点平均值值N0＝＝(N01+N02)/2，并，并计计算算订订正后的正后的值值；； •②②计计算算3次次观测观测平均平均值值，并，并查查出出订订正正值值ΔN；；•③③计计算算订订正后的正后的观测值观测值N；；•④④计计算太阳直接算太阳直接辐辐射通量射通量S=N×α•注：注：α为换为换算因子，分算因子，分为为2种情形：种情形：α1(直直)；；•α2(直直)•〔〔2〕程度面上太阳直接〕程度面上太阳直接辐射〔射〔Sb〕通量的〕通量的计算算•①①查出当地的出当地的纬度度φ、太阳、太阳倾角角δ、当地、当地经度；度；•②②查算算时角角ω：：1〕地方〕地方时=北京北京时+〔当地〔当地经度度-120°〕〕×4分分/1°2〕真太阳〕真太阳时=地方地方时+时差3〕由真太阳〕由真太阳时查出出时角角ω；；•③③计算算sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω；；•④④计算各算各时点程度面上太阳直接点程度面上太阳直接辐射通量射通量Sb=S*sinh。

•〔〔3〕大气透明系数〕大气透明系数P的的计算算•①①计算大气算大气质量量m=1/sinh；；•②②大气透明系数大气透明系数P=(S/S0)^(1/m) •2．太阳．太阳总辐总辐射通量射通量St数据整理数据整理计计算算•〔 〔1〕 〕太阳太阳总辐总辐射通量射通量St的的计计算算•①①计计算零点平均算零点平均值值N0＝＝(N01+N02)/2 ，并，并计计算算订订正后的正后的值值；；•②②计计算算3次次观测观测平均平均值值，并，并查查出出订订正正值值ΔN；；•③③计计算算订订正后的正后的观测值观测值N；；•④④计计算太阳算太阳总辐总辐射通量射通量St=N×α•注：注：α为换为换算因子，分算因子，分为为2种情形：种情形：α1(天天)；；α2(天天)•〔〔2〕〕辐射日射日总量的量的计算算(只只针对观测间隔期隔期为1小小时的情的情形形)•①①查当地的当地的纬度度φ、当天的太阳、当天的太阳倾角角δ；；•②②计算当天日出日落的余弦算当天日出日落的余弦值：：cosω0=-tanφtanδ•③③查出，假出，假设为钝角角时，取其，取其补角，并在日照常用表中角，并在日照常用表中查出日出日落的真太阳出日出日落的真太阳时，并，并换算成北京算成北京时；；•④④计算算辐射日射日总量量•∑St=(St1/2)(t1-t0)+30(St1+Stn)+60(St2+St3+……•+S t(n-1) )+(Stn/2)(t00-tn)•∑St为辐射日射日总量通量，量通量，单位：位：w/m2；；t0为日出北京日出北京时，，t00为日落北京日落北京时，，单位：分；位：分；t1,t2, ……，，tn是是测定定时间，，单位：分；位：分；St1,St2, ……，，Stn为每小每小时观测所得的所得的总辐射通量密度，射通量密度，单位：位：w/m2。

•3．太阳漫射．太阳漫射辐辐射通量射通量Sd的的计计算算•①①计计算零点平均算零点平均值值N0＝＝(N01+N02)/2 ，并，并计计算算订订正后的正后的值值；；•②②计计算算3次次观测观测平均平均值值，并，并查查出出订订正正值值ΔN；；•③③计计算算订订正后的正后的观测值观测值N；；•④④计计算太阳漫射算太阳漫射辐辐射通量射通量Sd=N×α•注：注：α为换为换算因子，分算因子，分为为2种情形：种情形：α1(天天)；；α2(天天)•4．地面反射．地面反射辐辐射射Sr的的计计算算•〔 〔1〕 〕地面反射地面反射辐辐射射Sr的的计计算算•①①计计算零点平均算零点平均值值N0＝＝(N01+N02)/2 ，并，并计计算算订订正后的正后的值值；； •②②计计算算3次次观测观测平均平均值值，并，并查查出出订订正正值值ΔN；；•③③计计算算订订正后的正后的观测值观测值N；；•④④计计算地面反射算地面反射辐辐射通量射通量Sr=N×α•注：注：α为换为换算因子，分算因子，分为为2种情形：种情形：α1(天天)；；α2(天天)•〔 〔2〕 〕地面反射率地面反射率r的的计计算算•r=(Sr/St)×100%。

三、日照时数的观测与日照率的计算三、日照时数的观测与日照率的计算•1．配制．配制药药液与日照液与日照纸纸的涂抹的涂抹•〔 〔1〕 〕赤血赤血盐盐g：水：水ml=1:10；；•〔 〔2〕 〕柠柠檬酸檬酸铁铵铁铵g：水：水ml=3:10；；•〔 〔3〕 〕二者等量混匀后，均匀涂抹于日照二者等量混匀后，均匀涂抹于日照纸纸上，阴暗上，阴暗处处晾干；晾干；•2．把日照．把日照纸纸正确安装于暗筒式日照正确安装于暗筒式日照计计中，中，10时时箭箭头对头对准筒口白准筒口白线线，， 14时线对时线对准筒底白准筒底白线线 ；；•3．．调调好当地好当地纬纬度，并置于野外，高度，并置于野外，高头对头对准正北方准正北方向；向；•4．．观测终观测终了后，取出日照了后，取出日照纸纸•5．．统计统计日照日照时时数•6．．计计算日照率算日照率•日照率日照率=(实实践日照践日照时时数数/昼昼长长)×100%日照纸日照纸暗筒式日照计本实验报告写作要求本实验报告写作要求•〔〔1〕写清楚〕写清楚实验目的及各目的的目的及各目的的测定步定步骤•〔〔2〕分〕分组实践践测定当地某日某个定当地某日某个时间点的太阳直点的太阳直接接辐射射S、、总辐射射St、漫射、漫射辐射射Sd、地面反射、地面反射辐射射Sr；；计算各目的算各目的值〔〔S、、St、、Sd、、Sr、、Sb、、P、、r〕。

〕•〔〔3〕〕计算算给定定资料各料各项数数值〔表中空格〕〔表中空格〕•〔〔4〕〕计算算给定定资料料辐射日射日总量量∑St•〔〔5〕作折〕作折线图〔〔时间为横坐横坐标、、St为纵标〕，并〕，并分析分析St随随时间的的变化特征。