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光电式数字日照计安装不规范引起的测量误差分析

2021-04-06赵振东

气象水文海洋仪器 2021年1期

赵振东

(河北省信息工程学校,保定 071000)

0 引言

日照是表征当地气象状况和气候特点的重要气象要素,是中国气象局统一布局的观测项目之一。用来描述日照的概念有两个,一是可照时数(天文可照时数),是指在无任何遮蔽条件下,太阳中心从某地东方地平线到进入西方地平线,其光线照射到地面所经历的时间。可照时数可由公式计算得出,也可从天文年历或气象常用表查出。二是日照时数,日照是指太阳在一地实际照射的时数。在给定时间,日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120 W/m2的时间总和[1],以小时(h)为单位,取1位小数。日照时数也称实照时数。

2018年全国各气象台站开始安装使用光电式数字日照计,光电式数字日照计能够实现日照的自动连续观测,提高日照测量准确度。光电式数字日照计的安装有特殊的要求,安装不规范将引起测量误差。文章针对光电式数字日照计安装不规范引起的测量误差进行探讨。

1 测量原理

1.1 安装要求

光电式数字日照计的安装过程严格按照相关规范要求执行,同时日照传感器的固定底座要水平,按照当地纬度调节日照计仰角(误差范围±0.5°)。光学镜筒筒口对准正北(误差范围±5°),北半球,光筒顶端朝向正北;南半球,光筒顶端朝向正南[2]。

若日照传感器安装正确,则其光学镜筒的轴线与地球轴线平行,如图1所示。在春分、秋分日,太阳直射赤道(图1中3线),太阳直接辐射入射光与光学镜筒垂直;在北半球的夏季,太阳直射北半球(图1中1线),太阳直接辐射入射光与图1中3线有夹角δ,为太阳倾角,δ在1 d中基本不变;……

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