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气象学实验(辐与日照)ppt

作者:扑克之星6up下载 发布时间:2020-08-08 05:15 点击数:

  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”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.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)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Sr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计算地面反射辐射通量Sr=N×α。 注:α为换算因子,分为2种情形:α1(天);α2(天)。 (2)地面反射率r的计算 r=(Sr/St)×100%。 三、日照时数的观测与日照率的计算 1.配制药液与日照纸的涂抹 (1)赤血盐g:水ml=1:10; (2)柠檬酸铁铵g:水ml=3:10; (3)二者等量混匀后,均匀涂抹于日照纸上,阴暗处晾干; 2.把日照纸正确安装于暗筒式日照计中,10时箭头对准筒口白线时线.调好当地纬度,并置于野外,高头对准正北方向; 4.观测结束后,取出日照纸。 5.统计日照时数。 6.计算日照率 日照率=(实际日照时数/昼长)×100% 日照纸 暗筒式日照计 本实验报告写作要求 (1)写清楚实验目的及各指标的测定步骤。 (2)分组实际测定当地某日某个时间点的太阳直接辐射S、总辐射St、漫射辐射Sd、地面反射辐射Sr;计算各指标值(S、St、Sd、Sr、Sb、P、r)。 (3)计算给定材料各项数值(表中空格)。 (4)计算给定材料辐射日总量∑St。 (5)作折线图(时间为横坐标、St为纵标),并分析St随时间的变化特征。


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