張曉娟
(鄭州市氣象局,河南 鄭州 450000)
氣象輻射觀測工作是氣象業(yè)務工作重要組成部分之一,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們對環(huán)保關注越來越高,對太陽能資源利用、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣候?qū)W研究等項目開發(fā)和利用,追求的是最貼近實際的最準確太陽輻射數(shù)據(jù)。鄭州站作為輻射一級站,有總輻射表、散射輻射表、直接輻射表、凈全輻射表、反射輻射表。為了保障輻射數(shù)據(jù)的準確性,以下從五個輻射表的構(gòu)造、性能、及在日常工作中出現(xiàn)的問題及如何處理進行總結(jié)。
總輻射是輻射觀測最基本項目??傒椛浔碛筛袘⒉Aд趾透郊M成。感應件由感應面與熱電堆組成,熱電堆由康銅、康銅鍍銅構(gòu)成,當輻射源(如太陽),感應面黑體吸收輻射能而增熱時,使下部熱電堆兩端形成溫度差,熱電堆產(chǎn)生電動勢,輻射度越強,熱電堆兩端溫差就越大,輸出的電動勢也就越大,它們成線性關系。安裝應水平地牢固在專用臺柱上。
直接輻射表測量垂直太陽表面(視角約0.5°)的輻射和太陽周圍很窄的環(huán)形天空的輻射。直接輻射表是問題最多的一個表,它的安裝必須對準南北向,由于直接輻射表是隨太陽位置不停在轉(zhuǎn)動,常常會出現(xiàn)光點對不上情況,要求值班員,每個小時數(shù)據(jù)卸載前都要巡視,發(fā)現(xiàn)光點跑掉時,需快速人工調(diào)試到位,保證正點瞬時值正常。
散射輻射表由總輻射表和遮光環(huán)兩部分組成,遮光環(huán)的作用是保證從日出到日落能連續(xù)遮住太陽直接輻射。隨著季節(jié)、太陽高度角變化,要求值班員每天都要巡視及手動調(diào)試遮光環(huán)位置(有時幾天一次)來保證遮光環(huán)陰影完全遮住儀器感應面與玻璃罩。
反射輻射是指總輻射到達地面后被下墊面(作用層)向上反射的那部分短波輻射。反射輻射表與總輻射表構(gòu)造相同,只是感應面朝下,安裝條件與凈全輻射表相同,一般安裝在淺草平鋪觀測場內(nèi)。使用、維護和一般性檢查與總輻射表相同。
鄭州站現(xiàn)使用國際荷蘭產(chǎn)的NRLITE2型凈輻射傳感器,基于熱電堆原理設計,具有0.2~100微米光譜響應范圍,符合歐盟CE標準,以電壓信號(mV)輸出數(shù)據(jù)。是專為常規(guī)測量所設計制造的凈輻射傳感器,適合戶外輻射凈值測量.表面為特氟隆涂層、黑色圓錐形吸收器。24小時連續(xù)觀測,記錄一般白天顯示正值,夜間為負值。最突出特點是能抵御惡劣天氣影響。
①當定時記錄缺測時,如果定時瞬時值正常,時累計值可用前后兩定時瞬時值人工計算求得;當定時瞬時值也不正常時,可用正點前10 min接近正點瞬時值代替,前10 min沒有可用值時,再考慮正點后10 min瞬時值,時累計值用瞬時值人工計算求得;如果都缺測,可用精度高毫伏表測量采集箱,測出電壓值,通過公式計算求得時累計值;如果硬件故障考慮用備份站記錄代替。當輻射日極值有誤時,日極值及出現(xiàn)時間可以從RRD分鐘數(shù)據(jù)文件中挑取,也可從各定時數(shù)據(jù)中挑取,最后考慮用備份站記錄代替。所有疑誤記錄處理情況均應在當日備注欄中備注。
②在日常工作中,每分鐘屏顯值都是散射值+直射值≥總輻射值,當出現(xiàn)錯誤時,就要考慮直表是否跟蹤正常,各個表儀器是否清潔,通過數(shù)據(jù)判斷是硬件問題還是維護問題,記錄處理辦法按第1條處理。
③當出現(xiàn)數(shù)據(jù)反常時,但也不能確定有明顯錯誤,可保留原記錄。
①在業(yè)務采集處理軟件中所有輻射表參數(shù)(型號、廠家、靈敏度)應設置正確。
②總輻射表、散射輻射表、直接輻射表、反射輻射表采集時段為日出到日落,數(shù)據(jù)的大小與天空有沒有云、能見度的大小、天氣狀況有密切關系。
③每天日出前和日落后對儀器檢查和維護,巡視時清除傳感器玻璃罩灰塵等附著物。遇有大風沙、強降水、強冰雹等惡劣天氣,為保護儀器觀測員應據(jù)具體情況及時加蓋開蓋并加強巡視,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。