1、第11章 雪深和雪壓11.1 概述雪深是從積雪表面到地面的垂直深度，以厘米（cm）為單位，取整數(shù)；雪壓是單位面積上的積雪重量，以克/平方厘米（g/cm2）為單位，取1位小數(shù)。當(dāng)氣象站四周視野地面被雪(包括米雪、霰、冰粒)覆蓋超過一半時要觀測雪深；在規(guī)定的日子當(dāng)雪深達(dá)到或超過5cm時要觀測雪壓。測定雪深用量雪尺或普通米尺；測定雪壓用體積量雪器或稱雪器。11.2 觀測地段雪深、雪壓的觀測地段，應(yīng)選擇在觀測場附近平坦、開闊的地方。入冬前，應(yīng)將選定的地段平整好，清除雜草，并作上標(biāo)志。11.3 雪深觀測氣象站一般用量雪尺（或普通米尺）來測量雪深。量雪尺是一木制的有厘米刻度的直尺(見圖11.1)。 符合觀

2、測雪深的日子，每天8時在觀測地點(diǎn)將量雪尺垂直地插入雪中到地表為止(勿插入土中)，依據(jù)雪面所遮掩尺上的刻度線，讀取雪深的厘米整數(shù)，小數(shù)四舍五入。使用普通米尺時，若尺的零線不在尺端，雪深值應(yīng)注意加上零厘米線至尺端距離的相當(dāng)cm厘米數(shù)值。 每次觀測須作做三次測量，記入觀測簿相應(yīng)欄中，并求其平均值。三次測量的地點(diǎn)，彼此相距應(yīng)在10m以上(丘陵、山地氣象站因地形所限，距離可適當(dāng)縮短)，并作出標(biāo)記，以免下次在原地重復(fù)測量。 平均雪深不足0.5cm記0；若8時未達(dá)到測定雪深的標(biāo)準(zhǔn)，之后因降雪而達(dá)到測定標(biāo)準(zhǔn)時，則應(yīng)在14時或20時補(bǔ)測一次；記錄記在當(dāng)日雪深欄，并在觀測簿備注欄注明。圖11.1 量雪尺 若氣象站

3、四周積雪面積過半，但觀測地段因某種原因而無積雪，則應(yīng)在就近有積雪的地方、，選擇較有代表性的地點(diǎn)測量雪深(雪壓同)。如因吹雪或其它其他原因使觀測地段的積雪高低不平時，應(yīng)盡量選擇比較平坦的雪面來測定。丘陵、山地的氣象站四周積雪達(dá)到記錄積雪標(biāo)準(zhǔn)，但由于地形影響，測站附近已無積雪存在時，雪深不測量(雪壓同)，但應(yīng)在觀測簿備注欄注明。11.4 雪壓觀測11.4.1 體積量雪器 體積量雪器是測量雪壓用的一種儀器(見圖11.2)。由一內(nèi)截面積為100cm2的金屬筒、小鏟、帶蓋的金屬容器和量杯組成。圖11.2 體積量雪器 觀測和記錄 每月5、10、15、20、25日和月末最后一天，若雪深已達(dá)到5cm或以上時，

4、在雪深觀測(或補(bǔ)測)后，應(yīng)在觀測雪深的地點(diǎn)附近進(jìn)行雪壓觀測。如在規(guī)定的觀測日期，雪深不足5cm(或無積雪)，而在隨后的其它日子里，雪深達(dá)5cm或以上，以及前一天雪深觀測后，因降雪使得雪深一日間又增加5cm或以上時，須在該日雪深觀測后，補(bǔ)測雪壓。 觀測雪壓取三個樣本，并取其平均值，作為該次雪壓值。為避免下次在原地重復(fù)取樣，應(yīng)在取過樣本的地點(diǎn)作出標(biāo)記。 雪壓的測定和計算：觀測前半小時，把量雪器拿到室外。取樣前，應(yīng)把量雪器清理干凈。取樣時，拿住把手，將量雪器垂直插入雪中，直到地面。然后撥開量雪器一方的雪，把小鏟沿量雪器口插入，連同量雪器一起拿到容器上，再抽出小鏟，使雪樣落入容器內(nèi)，加蓋拿回室內(nèi)。等雪

5、融化后，用量杯測定其容量。取樣時，要注意清除樣本中夾入的泥土、雜草。所取樣本不應(yīng)包括雪下地面上的水層和冰層，但應(yīng)包括積雪上或積雪層中的冰層，此情況時應(yīng)在觀測簿備注欄中注明。當(dāng)雪深超過取樣的量雪器金屬筒高度時，應(yīng)分幾次取樣。在取上層雪樣時，注意不要破壞下層雪樣。雪壓計算公式為： （11.1）式中P為雪壓（g/cm2）；M為樣本重量(g)，分母100為量雪器內(nèi)截面積(cm2)。 維護(hù)每次觀測后，必須將儀器擦凈，并防止金屬筒的刀刃口變形、變鈍。11.4.2 稱雪器稱雪器是由帶蓋的圓筒、秤和小鏟等組成的一種測量雪壓的儀器 (見圖11.3) 。 觀測和記錄同體積量雪器。 雪壓的測定和計算觀測前半小時，把

6、稱雪器拿到室外。每次取樣前應(yīng)先清潔稱雪器，檢查秤的零點(diǎn)，把帶蓋的空圓筒掛在秤鉤上，使秤錘上的刻線與秤桿上的零線吻合。這時秤桿應(yīng)當(dāng)水平，平衡標(biāo)志是秤桿上的指針，應(yīng)與提手正中缺口相合。如果秤的零點(diǎn)不準(zhǔn)時，須移動秤錘位置，使它平衡，并把秤錘的新位置作為零點(diǎn)。圖11.3稱雪器取樣時，將圓筒(鋸齒形的一端)向下垂直插入雪中，直到地面。然后撥開圓筒一邊的雪，把小鏟插到圓筒底沿下面，連同圓筒一起拿起，再將筒翻轉(zhuǎn)，擦凈粘在筒外的雪，把筒掛在秤鉤上，移動秤錘，直到秤桿水平為止，讀出秤錘準(zhǔn)線對應(yīng)于秤桿上的刻度數(shù)，取1位小數(shù)。取樣操作過程中的注意事項(xiàng)與體積量雪器同。雪壓計算公式： （11.2）式中P為雪壓（g/cm

7、2）；S為稱雪器圓筒內(nèi)截面積(50 cm2)；m為秤桿刻度數(shù)；M為樣本重量(g)。因秤桿上每一刻度單位(即十個小格)等于50g，故M值用秤桿刻度度數(shù)m乘50而得。記錄時，可將m值(秤桿刻度數(shù))直接填入觀測簿雪壓欄，并求其3次平均值填入平均欄，樣本重量欄空白不填。 維護(hù)觀測后必須將儀器擦凈，秤桿上的兩個三棱刀要經(jīng)常保持清潔，涂油防銹。注意維護(hù)鋸齒圈，防止變形。第12章 蒸發(fā)12.1 概述氣象站測定的蒸發(fā)量是水面蒸發(fā)量，它是指一定口徑的蒸發(fā)器中，在一定時間間隔內(nèi)因蒸發(fā)而失去的水層深度，以毫米（mm）為單位，取1位小數(shù)。測量蒸發(fā)量的儀器有E-601B型蒸發(fā)器和小型蒸發(fā)器。12.2 E-601B型蒸發(fā)

8、器12.2.1 儀器的構(gòu)造E-601B型蒸發(fā)器由蒸發(fā)桶、水圈、溢流桶和測針等組成（見圖12.1）。圖12.1 E-601B型蒸發(fā)器 蒸發(fā)桶：由白色玻璃鋼制作，是一個器口面積為3000cm2，有圓錐底的圓柱形桶，器口正圓，口緣為內(nèi)直外斜的刀刃形。器口向下6.5cm器壁上設(shè)置測針座，座上裝有水面指示針，用以指示蒸發(fā)桶中水面高度。在桶壁上開有溢流孔，孔的外側(cè)裝有溢流嘴，用膠管與溢流桶相連通，以承接因降水較大時從蒸發(fā)桶內(nèi)溢出的水量。 水圈：是安裝在蒸發(fā)桶外圍的環(huán)套，材料也是玻璃鋼。用以減少太陽輻射及濺水對蒸發(fā)的影響。它由四個相同的弧形水槽組成。內(nèi)外壁高度分別為13.7cm和15.0cm水圈安裝時，口緣

9、高度低于桶口56 cm。每個水槽的壁上開有排水孔。為防止水槽變形，在內(nèi)外壁之間的上緣設(shè)有撐檔。水圈內(nèi)的水面應(yīng)與蒸發(fā)桶內(nèi)的水面接近。 溢流桶：是承接因降水較大時而由蒸發(fā)桶溢出的水量的圓柱形盛水器，可用鍍鋅鐵皮或其它不吸水的材料組成。桶的橫截面以300cm2為宜，溢流桶應(yīng)放置在帶蓋的套箱內(nèi)。 測針：是專用于測量蒸發(fā)器內(nèi)水面高度的部件，應(yīng)用螺旋測微器的原理制成（見圖12.2）。讀數(shù)精確到0.1mm。測針插桿的桿徑與蒸發(fā)器上測針座插孔孔徑相吻合。測量時使針尖上下移動，對準(zhǔn)水面。測針針尖外圍還設(shè)有靜水器，上下調(diào)節(jié)靜水器位置，使底部沒入水中。圖12.2 測針示意圖12.2.2 安裝E-601B型蒸發(fā)器安裝

10、在觀測場內(nèi)，具體埋設(shè)按圖12.1尺寸進(jìn)行。安裝時，力求少挖動原土。蒸發(fā)桶放入坑內(nèi)，必須使器口離地30cm，并保持水平。桶外壁與坑壁間的空隙，應(yīng)用原土填回?fù)v實(shí)。水圈與蒸發(fā)桶必須密合。水圈與地面之間，應(yīng)取與坑中土壤相接近的土料填筑土圈，其高度應(yīng)低于蒸發(fā)桶口緣約7.5cm。在土圈外圍，還應(yīng)有防塌設(shè)施，可用預(yù)制弧形混凝土塊拼成，或水泥砌成外圍。12.2.3 觀測和記錄每日20時進(jìn)行觀測。觀測時先調(diào)整測針針尖與水面恰好相接，然后從游標(biāo)尺上讀出水面高度。讀數(shù)方法：通過游尺零線所對標(biāo)尺的刻度，即可讀出整數(shù)；再從游尺刻度線上找出一根與標(biāo)尺上某一刻度線相吻合的刻度線，游尺上這根刻度線的數(shù)字，就是小數(shù)讀數(shù)。如果由

11、于調(diào)整過度，使針尖伸入到水面之下，此時必須將針尖退出水面，重新調(diào)好后始能讀數(shù)。蒸發(fā)量=前一日水面高度+降水量(以雨量器觀測值為準(zhǔn))-測量時水面高度。觀測后檢查蒸發(fā)桶內(nèi)的水面高度，如水面過低或過高，應(yīng)加水或汲水，使水面高度合適。每次水面調(diào)整后，應(yīng)測量水面高度值，記入觀測簿次日蒸發(fā)量的“原量”欄，作為次日觀測器內(nèi)水面高度的起算點(diǎn)。如因降水，蒸發(fā)器內(nèi)有水流入溢流桶時，應(yīng)測出其量(使用量尺或3000cm2口面積的專用量杯；如使用其它量杯或臺秤，則須換算成相當(dāng)于3000 cm2口面積的量值)，并從蒸發(fā)量中減去此值。為使計算蒸發(fā)量準(zhǔn)確和方便起見，在多雨地區(qū)的氣象站或多雨季節(jié)應(yīng)增設(shè)一個蒸發(fā)專用的雨量器。該雨

12、量器只在蒸發(fā)量觀測的同時進(jìn)行觀測。干燥天氣和降水較大時按10.2.3(4) 規(guī)定處理。有強(qiáng)降水時，通常采取如下措施對E-601B型蒸發(fā)器進(jìn)行觀測： 降大到暴雨前，先從蒸發(fā)器中取出一定水量，以免降水時溢流桶溢出，計算日蒸發(fā)量時將這部分水量扣除掉。 預(yù)計可能降大到暴雨時，將蒸發(fā)桶和專用雨量筒同時蓋住（這時蒸發(fā)量按“0.0”計算），待雨停或轉(zhuǎn)小后，把蒸發(fā)桶和專用雨量筒蓋同時打開，繼續(xù)進(jìn)行觀測。冬季結(jié)冰期很短或偶爾結(jié)冰的地區(qū)，結(jié)冰時可停止觀測，各該日蒸發(fā)量欄記“B”；待某日結(jié)冰融化后，測出停測以來的蒸發(fā)總量，記在該日蒸發(fā)量欄內(nèi)。但不得跨月、跨年。當(dāng)月末或年末蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)有冰蓋時，應(yīng)沿著器壁將冰蓋敲離，使

13、之呈自由漂浮狀后，仍按非結(jié)冰期的要求，測定自由水面高度。冬季結(jié)冰期較長的地區(qū)停止觀測，整個結(jié)冰期改用小型蒸發(fā)器觀測冰面蒸發(fā)，但應(yīng)將E-601B型蒸發(fā)器內(nèi)的水汲凈，以免凍壞。12.2.4 維護(hù)蒸發(fā)器用水的要求：應(yīng)盡可能用代表當(dāng)?shù)刈匀凰w(江、河、湖)的水。在取自然水有困難的地區(qū)，也可使用飲用水(井水、自來水)。器內(nèi)水要保持清潔，水面無漂浮物，水中無小蟲及懸浮污物，無青笞苔，水色無顯著改變。一般每月?lián)Q一次水。蒸發(fā)器換水時應(yīng)清洗蒸發(fā)桶，換入水的溫度應(yīng)與原有水的溫度相接近。每年在汛期前后(長期穩(wěn)定封凍的地區(qū)，在開始使用前和停止使用后)，應(yīng)各檢查一次蒸發(fā)器的滲漏情況等；如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)進(jìn)行處理。定期檢查

14、蒸發(fā)器的安裝情況，如發(fā)現(xiàn)高度不準(zhǔn)、不水平等，要及時予以糾正。12.2.5 蒸發(fā)自動測量傳感器 原理該傳感器由超聲波傳感器和不銹鋼圓筒組成。根據(jù)超聲波測距原理，選用高精度超聲波探頭，對E-601B型蒸發(fā)器內(nèi)水面高度變化進(jìn)行檢測，轉(zhuǎn)換成電信號輸出。并配置溫度校正部分，以保證在使用溫度范圍內(nèi)的測量精度。它的測量范圍為0100mm，分辨率0.1mm ，測量準(zhǔn)確度±1.5%(0+50)。 安裝該傳感器安裝在E-601B型蒸發(fā)桶內(nèi)的專用三角支架上。用三個水平調(diào)整螺釘將不銹鋼筒的底座調(diào)整水平，擰緊固定螺釘。應(yīng)保持不銹鋼圓筒最高水位刻度線稍高于蒸發(fā)桶溢孔。桶內(nèi)注水，使水面接近不銹鋼筒的最高水位刻度線

15、處。保持水面位于最高和最低刻度線之間。傳感器用電纜與采集器相連。維護(hù)：定期檢查清潔傳感器，發(fā)現(xiàn)故障時及時修復(fù)。冬季結(jié)冰時該儀器不觀測，應(yīng)將傳感器取下，妥善保管；解凍后再重新安裝使用。若冬季結(jié)薄冰的臺站，停用傳感器，只在20時用測針進(jìn)行補(bǔ)測。 數(shù)據(jù)采集與處理采集器能夠采集蒸發(fā)桶內(nèi)水面高度的連續(xù)變化，自動計算出每小時和一日(2020時)的蒸發(fā)量（采集器自動把同一時間內(nèi)降至蒸發(fā)器內(nèi)的降水量減去）。因降水使日蒸發(fā)量出現(xiàn)負(fù)值時，該日蒸發(fā)量按0.0處理。12.3 小型蒸發(fā)器小型蒸發(fā)器為口徑20cm，高約10cm的金屬圓盆，口緣鑲有內(nèi)直外斜的刀刃形銅圈，器旁有一倒水小咀(見圖12.3)。為防止鳥獸飲水，器口

16、附有一個上端向外張開成喇叭狀的金屬絲網(wǎng)圈。圖12.3 小型蒸發(fā)器及蒸發(fā)罩12.3.1 安裝在觀測場內(nèi)的安裝地點(diǎn)豎一圓柱，柱頂安一圈架，將蒸發(fā)器安放其中。蒸發(fā)器口緣保持水平，距地面高度為70cm。冬季積雪較深地區(qū)的安裝同雨量器。12.3.2 觀測和記錄每天20時進(jìn)行觀測，測量前一天20時注入的20mm清水(即今日原量)經(jīng)24小時蒸發(fā)剩余的水量，記入觀測簿余量欄。然后倒掉余量，重新量取20mm(干燥地區(qū)和干燥季節(jié)須量取30mm)清水注入蒸發(fā)器內(nèi)，并記入次日原量欄。蒸發(fā)量計算式如下： 蒸發(fā)量=原量+降水量-余量有降水時，應(yīng)取下金屬絲網(wǎng)圈；有強(qiáng)降水時，應(yīng)注意從器內(nèi)取出一定的水量，以防水溢出。取出的水量

17、及時記入觀測簿備注欄，并加在該日的“余量”中。因降水或其它原因，致使蒸發(fā)量為負(fù)值時，記0.0。蒸發(fā)器中的水量全部蒸發(fā)完時，按加入的原量值記錄，并加“”,如20.0。如在觀測當(dāng)時正遇降水，在取走蒸發(fā)器時，應(yīng)同時取走專用雨量筒中儲水瓶；放回蒸發(fā)器時，也同時放回儲水瓶。量取的降水量，記入觀測簿蒸發(fā)量欄中的“降水量”欄內(nèi)。沒有E-601B型蒸發(fā)器的氣象站，全年使用小型蒸發(fā)器進(jìn)行觀測；有E-601B型蒸發(fā)器的，且冬季結(jié)冰期較長的氣象站，停止E-601B型觀測，用小型蒸發(fā)器進(jìn)行冰面蒸發(fā)量觀測，用秤稱量法測量。二種儀器替換時間應(yīng)選在結(jié)冰開始和化冰季節(jié)的月末20時觀測后進(jìn)行。E-601B型和小型蒸發(fā)器測得的蒸

18、發(fā)量分別記在“大型”與“小型”欄內(nèi)。如結(jié)冰期有風(fēng)沙，在觀測時，應(yīng)先將冰面上積存的塵沙清掃出去，然后秤稱重。秤稱重后須用水再將凍著在冰面上的塵沙洗去，再補(bǔ)足20mm水量。12.3.3 維護(hù)每天觀測后均應(yīng)清洗蒸發(fā)器，并換用干凈水。冬季結(jié)冰期間，可10天換一次水。應(yīng)定期檢查蒸發(fā)器是否水平，有無漏水現(xiàn)象，并及時糾正。第13章 輻射13.1 概述13.1.1 太陽與地球輻射氣象站的輻射測量，包括太陽輻射與地球輻射兩部分。地球上的輻射能來源于太陽，太陽輻射能量的99.9%集中在0.210微米（m）的波段，其中的波長短于0.4m的稱為紫外輻射，0.40.73m的稱為可見光輻射，而長于0.73m的稱為紅外輻射

19、。此外，太陽光譜在0.293.0m范圍，稱為短波輻射，目前氣象站主要觀測這部分太陽輻射。地球輻射是地球表面、大氣、氣溶膠和云層所發(fā)射的長波輻射，波長范圍為3100m。地球平均溫度約為300K。地球輻射能量的99%波長大于5m。13.1.2 輻射測量單位 輻照度E：在單位時間內(nèi)，投射到單位面積上的輻射能，即觀測到的瞬時值。單位為瓦·米-2 （W·m-2），取整數(shù)。 曝輻量H：指一段時間（如一天）輻照度的總量或稱累計量。單位為兆焦耳·米-2（MJ·m-2），取兩位小數(shù)，1MJ=106J=106W·s。13.1.3 氣象輻射量 太陽短波輻射 垂直于太

20、陽入射光的直射輻射S：包括來自太陽面的直接輻射和太陽周圍一個非常狹窄的環(huán)形天空輻射(環(huán)日輻射)，可用直接輻射表測量。 水平面太陽直接輻射SL ：SL 與S的關(guān)系為 SL=S·sinHA=S·cosZ (13.1)式中，HA為太陽高度角，Z為天頂距(Z=90-HA)。 散射輻射Ed：散射輻射是指太陽輻射經(jīng)過大氣散射或云的反射，從天空2立體角以短波形式向下，到達(dá)地面的那部分輻射。可用總輻射表，遮住太陽直接輻射的方法測量。 總輻射Eg：總輻射是指水平面上,天空2立體角內(nèi)所接收到的太陽直接輻射和散射輻射之和。可用總輻射表測量 Eg=SL+Ed (13.2)白天太陽被云遮蔽時，Eg=

21、Ed，夜間Eg=0。 短波反射輻射Er：總輻射到達(dá)地面后被下墊面(作用層)向上反射的那部分短波輻射。可用總輻射表感應(yīng)面朝下測量。下墊面的反射本領(lǐng)以它的反射比Ek表示 （13.3） 太陽常數(shù)SO在日地平均距離處，地球大氣外界垂直于太陽光束方向上接收到的太陽輻照度，稱為太陽常數(shù)，用SO表示。1981年世界氣象組織（WMO）推薦了太陽常數(shù)的最佳值是So=1367±7W·m-2。 地球長波輻射 大氣長波輻射EL：大氣以長波形式向下發(fā)射的那部分輻射或稱大氣逆輻射。 地面長波輻射EL：地球表面以長波形式向上發(fā)射的輻射(包括地面長波反射輻射)。它與地面溫度有密切聯(lián)系。 全輻射短波輻射與長

22、波輻射之和，稱為全輻射。波長范圍為0.29100m。 凈全輻射E*(輻射平衡)太陽與大氣向下發(fā)射的全輻射和地面向上發(fā)射的全輻射之差值，也稱為凈輻射或輻射差額。其表示式為：凈全波輻射 E*=EgEL-Er-EL (13.4) 凈短波輻射 =Eg-Er (13.5)凈長波輻射 =EL-EL (13.6)以上各種輻射，如圖13.1所示。 圖13.1 各種輻射示意圖注：本規(guī)范中除向上、向下長波輻射用、符號外，其余各有關(guān)輻射量均省去、符號。13.1.4 輻射傳感器氣象站使用的輻射傳感器都為熱電型，傳感器由感應(yīng)面與熱電堆組成，如圖13.2、13.3所示。感應(yīng)面是薄金屬片、涂上吸收率高、光譜響應(yīng)好的無光黑漆

23、。緊貼在感應(yīng)面下部是熱電堆，它與感應(yīng)面應(yīng)保持絕緣。熱電堆工作端位于感應(yīng)面下端。參考端(冷端)位于隱蔽處。為了增大儀器的靈敏度，熱電堆由康銅絲繞在骨架上，其中一半鍍銅，形成幾十對串聯(lián)的熱電偶。圖13.2 繞線型熱電堆 圖13.3 熱電型輻射表原理圖當(dāng)輻射表對準(zhǔn)輻射源(如太陽)，感應(yīng)面黑體吸收輻射能而增熱時，使下部的熱電堆點(diǎn)兩端形成溫度差，熱電堆產(chǎn)生電動勢。當(dāng)輻照度E越強(qiáng)，熱電堆兩端的溫差就越大，輸出的電動勢V也就越大，它們的關(guān)系基本是線性的：其中 V(V)=K·E(W·m-2) (13.7) K (V·W-1·m2W m-2)=V/E (13.8)K稱儀器

24、的靈敏度，單位為V·W-1·m2，取2位小數(shù)。輻射儀器靈敏度定義為儀器達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，輸出量與輸入量之比，也就是單位輻照度產(chǎn)生的電壓微伏數(shù)。K值是否穩(wěn)定是衡量一個輻射表等級標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)。此外，靈敏度還隨輻照度和環(huán)境條件(如溫度、濕度、風(fēng))等的改變而產(chǎn)生變化。若已知K，測量輻射表輸出電壓大小，就可確定輻照度的強(qiáng)弱，這就是熱電型輻射傳感器的基本原理。通常熱電型輻射表是相對儀器，它與標(biāo)準(zhǔn)儀器對比觀測（檢定）后，才能求出儀器的靈敏度K。13.2 總輻射的觀測總輻射是輻射觀測最基本的項(xiàng)目。總輻射用總輻射表(亦稱天空輻射表)測量。13.2.1 總輻射表總輻射表由感應(yīng)件、玻璃罩和附件組成(

25、見圖13.4)。圖13.4 總輻射表感應(yīng)件由感應(yīng)面與熱電堆組成，涂黑感應(yīng)面通常為園形圓形，也有方形。熱電堆由康銅、康銅鍍銅構(gòu)成。另一種感應(yīng)面由黑白相間的金屬片構(gòu)成，利用黑白片的吸收率的不同，測定其下端熱電堆溫差電動勢，然后轉(zhuǎn)換成輻照度。儀器的靈敏度為714V·W-1·m2。響應(yīng)時間60s(響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值99%時)。余弦響應(yīng)指標(biāo)規(guī)定如下：太陽高度角為10°、30°時，余弦響應(yīng)誤差分別10%、5%。玻璃罩為半球形雙層石英玻璃構(gòu)成。它既能防風(fēng)，又能透過波長0.33.0m范圍的短波輻射，其透過率為常數(shù)且接近0.9。雙層罩的作用是為了防止外層罩的紅外輻射影響，減少測量

26、誤差。附件：包括機(jī)體、干燥器、白色檔擋板、底座、水準(zhǔn)器和接線柱等。此外還有保護(hù)玻璃罩的金屬蓋(又稱保護(hù)罩)。干燥器內(nèi)裝干燥劑(硅膠)與玻璃罩相通，保持罩內(nèi)空氣干燥。白色擋板擋住太陽輻射對機(jī)體下部的加熱，又防止儀器水平面以下的輻射對感應(yīng)面的影響。底座上設(shè)有安裝儀器用的固定螺孔及調(diào)整感應(yīng)面水平的三個調(diào)節(jié)螺旋。13.2.2 儀器的安裝、使用和維護(hù) 安裝總輻射表應(yīng)牢固安裝在專用的臺柱上。臺柱是用一根金屬管或木柱，上部固定一塊比總輻射表底座稍大的金屬板或木板構(gòu)成。臺柱離地面約1.50m，下部埋入地中要很牢固，長時間內(nèi)不會出現(xiàn)下陷或變形現(xiàn)象，既使臺柱受到嚴(yán)重沖擊振動(如大風(fēng)等)，也不改變儀器的水平狀態(tài)。安

27、裝時，先把總輻射表的白色擋板卸下，再將總輻射表安裝在臺上，使儀器接線柱方向朝北。用三個螺釘(最好用不生銹的材料)將儀器固定在臺柱上，若臺架為金屬板則事先打好三個孔，用螺栓固定儀器。然后利用儀器上所附的水準(zhǔn)器，調(diào)整底座上三個螺旋，使總輻射表的感應(yīng)面處于水平狀態(tài)，最后將白色擋板裝上。儀器安裝后，用導(dǎo)線與接線柱、記錄儀表連接(接線時，要注意正負(fù)極)，有的接線柱有三根引出線，其中一根連接機(jī)體，用于連接電纜的屏蔽層，起到防干擾和防感應(yīng)雷擊的作用。(2) 使用和維護(hù)總輻射的觀測，應(yīng)在日出前把金屬蓋打開，輻射表就開始感應(yīng)，記錄儀自動顯示總輻射的瞬時值和累計總量。日落后停止觀測，并加蓋。若夜間無降水或無其它其

28、他可能損壞儀器的現(xiàn)象發(fā)生，總輻射表也可不加蓋。開啟與蓋上金屬蓋應(yīng)特別小心，要旋轉(zhuǎn)到上下標(biāo)記點(diǎn)對齊，才能開啟或蓋上。由于石英玻璃罩貴重且易碎，啟蓋時動作要輕，不要碰玻璃罩。冬季玻璃罩及其周圍如附有水滴或其它其他凝結(jié)物，應(yīng)擦干后再蓋上，以防結(jié)凍。金屬蓋一旦凍住，很難取下時，可用吹風(fēng)機(jī)使凍結(jié)物溶化融化或采用其它其他方法將蓋取下，但都要仔細(xì)，以免損壞玻璃罩。每日上下午至少各一次對總輻射表進(jìn)行如下檢查和維護(hù)： 儀器是否水平，感應(yīng)面與玻璃罩是否完好等。 儀器是否清潔，玻璃罩如有塵土、霜、霧、雪和雨滴時，應(yīng)用鏡頭刷或麂皮及時清除干凈，注意不要劃傷或磨損玻璃。 玻璃罩不能進(jìn)水，罩內(nèi)也不應(yīng)有水汽凝結(jié)物。檢查干燥

29、器內(nèi)硅膠是否變潮(由藍(lán)色變成紅色或白色)，否則要及時更換。受潮的硅膠，可在烘箱內(nèi)烤干變回藍(lán)色后再使用。 總輻射表防水性能較好，一般短時間或降水較小時可以不加蓋。但降大雨(雪、冰雹等)或較長時間的雨雪，為保護(hù)儀器，觀測員應(yīng)根據(jù)具體情況及時加蓋，雨停后即把蓋打開。如遇強(qiáng)雷暴等惡劣天氣時，也要加蓋并加強(qiáng)巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。13.3 凈全輻射的觀測凈全輻射是研究地球熱量收支狀況的主要資料。凈全輻射為正表示地表增熱，即地表接收到的輻射大于發(fā)射的輻射，凈全輻射為負(fù)表示地表損失熱量。凈全輻射用凈全輻射表測量。13.3.1 凈全輻射表凈全輻射表由感應(yīng)件、薄膜罩和附件等組成（見圖13.5）。圖13.5 凈全

30、輻射表凈全輻射表感應(yīng)件也是由涂黑感應(yīng)面與熱電堆組成。但與總輻射表不同，它有上下兩個感應(yīng)面，兩面均能吸收波長為0.3100m全波段輻射。熱電堆兩端與上下兩個感應(yīng)面相貼。由于上下感應(yīng)面吸收的輻照度不同，使得熱電堆兩端產(chǎn)生溫度差異，其輸出的電動勢與涂黑感應(yīng)面接收的輻照度差值成正比。凈全輻射表有長波與全波段兩個靈敏度，其要求范圍均在714V·W-1·m2。長波與全波段靈敏度允許誤差15%。響應(yīng)時間60S60s(99%響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值99%)。白天(凈全輻射為正值)采用全波段靈敏度，夜間(凈全輻射為負(fù)值)采用長波靈敏度。為防止風(fēng)的影響和保護(hù)感應(yīng)面，凈全輻射表上下感應(yīng)面裝有既能透過短波(0.

31、33µm )，又能透過長波輻射(3100µm )的半球形專用聚乙烯薄膜罩。薄膜罩上放置橡皮密封圈，然后用壓圈旋緊，使得薄膜罩牢牢固定住。附件：有表?xiàng)U、干燥器、底板、上下水準(zhǔn)器與調(diào)節(jié)螺旋、接線柱和橡皮球等。干燥器(內(nèi)裝硅膠)裝在表?xiàng)U內(nèi)與感應(yīng)件相通，用橡皮球打氣，通過干燥器即使上下薄膜罩充成半球形，并提供干燥氣體，排除罩內(nèi)潮氣。此外還有上下兩個金屬蓋和固定壓圈用的金屬環(huán)等。13.3.2 儀器的安裝、使用和維護(hù) 安裝安裝凈全輻射表的架子是由臺柱和伸出的長臂所組成(見圖13.12)，長臂的末端固定一塊比凈全輻射表底座稍大的金屬板或木板。安裝架子時，要求臺柱離地面約1.5m，長臂基本

32、水平，方向朝南。臺柱埋入地下部分要很牢固，不要因長臂末端安裝儀器長期承受重量而下垂。安裝時，把表的底板用不銹螺旋固定在金屬板上，使感應(yīng)件伸出長臂，接線柱方向朝北。用調(diào)整螺旋將感應(yīng)面調(diào)平。最后用電纜線連接記錄儀，接線時要注意正負(fù)極。 使用與維護(hù)凈全輻射表觀測的是全輻射差額，不僅白天觀測夜間也要觀測。記錄儀顯示的是瞬時值、時累計量和024小時日總量，一般白天顯示正值，夜間為負(fù)值。凈全輻射表和總輻射表一樣，除每日上下午至少各檢查一次儀器狀態(tài)外，夜間還應(yīng)增加一次檢查。每次檢查和維護(hù)的內(nèi)容如下： 感應(yīng)面是否水平。 薄膜罩是否清潔和呈半球凸起。罩外部如有水滴，應(yīng)用脫脂棉輕輕抹去，若有塵埃、積雪等，可用橡皮

33、球打氣，使罩凸起并排除濕氣。薄膜罩通常每月更換一次，風(fēng)沙多、大氣污染嚴(yán)重或紫外光強(qiáng)易使聚乙烯老化的地區(qū)，要增加更換次數(shù)。更換薄膜罩時要用專用工具(金屬環(huán))把壓圈旋下，取下橡皮密封圈與舊罩，然后換上新罩，放上密封圈，再用專用工具把壓圈旋緊。換罩時如發(fā)現(xiàn)密封圈老化或損壞應(yīng)同時更換，更換時注意不要弄臟或碰壞黑體。如果感應(yīng)面有臟物，要用橡皮球清除，不要用刷子等硬物去清除。 遇有雨、雪、冰雹等天氣時，應(yīng)將上下金屬蓋蓋上，加蓋條件同總輻射表，稍大的金屬蓋在上，以防雨水流入下蓋內(nèi)。降大雨時應(yīng)另加防雨裝置。降水停止后，要及時開啟。由于薄膜罩密封性能不好或金屬蓋蓋得不緊，大雨時，常把感應(yīng)面弄濕，使得儀器短路或出

34、現(xiàn)負(fù)值，應(yīng)及時把儀器烘干或換上備份表。 要注意觀測結(jié)果的正負(fù)值。正常天氣凈全輻射夜間為負(fù)值，日出后12小時升為正值至中午為最大，日落日沒前12小時又轉(zhuǎn)為負(fù)值。如果出現(xiàn)相反情況，可能儀器的正負(fù)極接錯。 干燥劑失效要及時更換。 注意保持下墊面的自然和完好狀態(tài)。平時不要亂踩草面，降雪時要盡量保持積雪的自然狀態(tài)。凈全輻射表出現(xiàn)的故障和處理方法與總輻射表基本相同。但最常見的故障是薄膜罩漏水使得感應(yīng)面潮濕，造成記錄出錯。因此，氣象站要備足薄膜罩與橡皮墊圈及時更換，保持好密封性。13.3.3 輻射作用層狀態(tài)的觀測有凈全輻射或反射輻射觀測項(xiàng)目的氣象站，應(yīng)觀測作用層狀態(tài)。作用層狀態(tài)的觀測地點(diǎn)為凈全輻射表支架下的

35、觀測場地面。每天地方平均太陽時9時點(diǎn)左右觀測輻射作用層狀態(tài)。作用層狀態(tài)由作用層情況的十位數(shù)碼和作用層狀況的個位數(shù)碼組成的兩位編碼表示（見表13.1），記錄在備注欄靠日期一邊欄內(nèi)。例如：枯草上降新雪記“14”。表13.1 作用層狀態(tài)編碼表十位數(shù)碼作用層情況個位數(shù)碼作用層狀況0青草0干燥1枯（黃）草1潮濕2裸露粘土2積水3裸露沙土3泛堿（鹽堿）4裸露硬（石子）土4新雪5裸露黃（紅）土45陳雪6溶化雪7結(jié)冰13.4 太陽直接輻射的觀測測量垂直太陽表面(視角約0.5°)的輻射和太陽周圍很窄的環(huán)形天空的散射輻射稱為太陽直接輻射。太陽直接輻射是用太陽直接輻射表(簡稱直接輻射表或直射表)測量。13

36、.4.1 直接輻射表直接輻射表由進(jìn)光筒、感應(yīng)件、跟蹤架(赤道架)及附件組成（見圖13.6）。圖13.6 直接輻射表 進(jìn)光筒的孔徑角直接輻射表孔徑大小由半開敞角和斜角來定義 (見圖13.7)。 =tg-1 (R/d) (13.9) =tg-1(R-r)/d (13.10)式中，R：進(jìn)光前孔半徑；r:接收器半徑；d：前孔到接收器的距離。圖13.7 進(jìn)光筒、角的幾何尺寸 圖13.8 露光孔張角與接收輻射的關(guān)系圖13.8中，角內(nèi)的天空區(qū)域1的輻射能照射到全部感應(yīng)面上，來自區(qū)域2和3的輻射只能照射到部分感應(yīng)面上，它們的交界處圓周上的輻射正好只能照射感應(yīng)面積的一半；區(qū)域3外的輻射則完全不能進(jìn)入儀器。 進(jìn)光

37、筒是一個金屬圓筒，為使感光面不受風(fēng)的影響，同時又減少管壁的反射，筒內(nèi)有幾層煮涂黑的光欄，光欄的坡度使得進(jìn)入光筒的半開敞角為2.5°5.5°，為保證筒內(nèi)清潔，筒口裝有石英玻璃片。進(jìn)光筒前有一金屬箍用來安放各種濾光片，筒內(nèi)裝有干燥氣體以防止產(chǎn)生水汽凝結(jié)物。為了對準(zhǔn)太陽，進(jìn)光筒兩端分別固定兩個固定圓環(huán)，筒口圓環(huán)上有一小孔，筒末端白色圓盤有一黑點(diǎn)，小孔和黑點(diǎn)的連線與筒中軸線相平行。如果光線透過小孔落在黑點(diǎn)上，說明進(jìn)光筒已對準(zhǔn)太陽。 感應(yīng)件是儀器的核心部分，由感應(yīng)面與熱電堆組成。安裝在光筒的后部。當(dāng)光筒對準(zhǔn)太陽，黑體感應(yīng)面吸收太陽直射增熱，使得熱電堆產(chǎn)生溫差電動勢，由導(dǎo)線輸出。儀器靈

38、敏度約為714V·W-1·m2，響應(yīng)時間為35s左右(99%響應(yīng)穩(wěn)態(tài)度99%時)。 跟蹤架是支撐進(jìn)光筒使之自動準(zhǔn)確跟蹤太陽的一種裝置，常用的跟蹤架有時鐘控制、直流電機(jī)控制和全自動三種形式： 時鐘控制跟蹤架：實(shí)際為一石英鐘。信號發(fā)生器及電源部分一般安在室內(nèi)，用導(dǎo)線與跟蹤架上的鐘機(jī)聯(lián)接，鐘機(jī)操縱輸出軸帶動進(jìn)光筒跟蹤太陽，跟蹤精度為±1°/日(相當(dāng)4分鐘/日)。這種跟蹤架由于每天不停地轉(zhuǎn)動，使得進(jìn)光筒上兩根輸出線容易纏繞，發(fā)現(xiàn)纏線后，應(yīng)在不觀測時(日落后)，松開進(jìn)光筒的固定螺旋，向相反方向轉(zhuǎn)動，直至導(dǎo)線完全放松為止，再擰緊固定螺旋。 直流電機(jī)控制跟蹤架：單片計

39、算機(jī)和電源部分用導(dǎo)線與跟蹤架上的直流電機(jī)相聯(lián)接，單片機(jī)控制電機(jī)從而推動進(jìn)光筒跟蹤太陽，每日準(zhǔn)確轉(zhuǎn)動一圈。以上二種跟蹤架也稱赤道架。 全自動跟蹤架：它由機(jī)械主體、控制箱與電纜線等構(gòu)成。機(jī)械主體安在室外，由準(zhǔn)光筒、固定直射表用的架子、電機(jī)、轉(zhuǎn)動軸、底座等組成（見圖13.9）。該儀器以單片計算機(jī)為控制核心，采用傳感器定位和太陽運(yùn)行軌跡定位兩種自行切換的跟蹤方式，彌補(bǔ)了赤道架跟蹤的缺點(diǎn)，具有全自動、全天候、跟蹤精度高(±0.2°)、不繞線等特點(diǎn)，是輻射儀器的主要跟蹤裝置。圖13.9 全自動太陽跟蹤器外觀圖跟蹤的原理是利用單片計算機(jī)的軟件(每天日出至日落每一時刻的太陽高度角與方位角參

40、數(shù))控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動準(zhǔn)光筒跟蹤太陽。此外，準(zhǔn)光筒內(nèi)均勻安裝有四個光敏傳感器，當(dāng)準(zhǔn)光筒跟蹤太陽稍有偏差時，筒內(nèi)的四個傳感器接收到陽光信號就不相同，從而驅(qū)動準(zhǔn)光筒自動瞄準(zhǔn)太陽。使得裝在架子上的直接輻射表進(jìn)光筒準(zhǔn)確對準(zhǔn)太陽。這種裝置可帶動多臺直接輻射表，以及散射輻射表上的遮光板跟蹤太陽。機(jī)械主體安在牢固的臺架上，調(diào)好水平、方位后將底座固定。用時角、赤緯、傳感器三根電纜將機(jī)械主體與室內(nèi)的控制箱聯(lián)接。調(diào)整控制箱內(nèi)參數(shù)：時間(年、月、日、時、分、秒)和經(jīng)緯度與本站的實(shí)際時間、經(jīng)緯度相一致。調(diào)整后，一般不再需要人工干預(yù)。接通電源后，由計算機(jī)控制可以自動搜尋太陽位置，并自動選擇合理跟蹤方式，對太陽進(jìn)行全自動

41、跟蹤。日落6分鐘后裝置自動返回初始位置。下一日出前6分鐘儀器將自動運(yùn)行到適當(dāng)位置，開始新的跟蹤過程。 附件：包括儀器底座(刻有南北方位線)、水準(zhǔn)器與調(diào)整螺旋、進(jìn)光筒帽蓋與外罩等。13.4.2 儀器的安裝、使用和維護(hù) 安裝直接輻射表安裝在專用的臺柱上，專用臺柱的要求和安裝方法與總輻射表基本相同。直接輻射表跟蹤太陽的準(zhǔn)確度與儀表安裝是否正確關(guān)系極為密切，安裝時必須對準(zhǔn)南北向、緯度、調(diào)整水平以及觀測時的赤緯和時間。 調(diào)整、對準(zhǔn)南北向。表底座方位線對準(zhǔn)南北向是非常重要的。對準(zhǔn)南北向，首先必須測定南北線。測定南北線的主要方法如下：經(jīng)緯儀法：真太陽時正午，用經(jīng)緯儀(通過深色玻璃)觀測太陽，然后降低物鏡到水

42、平面一點(diǎn)，這一點(diǎn)與觀測點(diǎn)相連，即南北線并在儀器臺柱上畫出南北線。在晴朗夜晚用經(jīng)緯儀測北極星的方法也可確定南北線。鉛垂線法：這是較常用的一種方法。在真太陽時正午，用鉛垂線觀測其投影(當(dāng)?shù)刈游缇€)，使儀器底座上的南北方位線與其重合，盡可能達(dá)到±0.25°以內(nèi)。應(yīng)用鉛垂線對方位時，應(yīng)先算出當(dāng)?shù)禺?dāng)日真太陽時正午對應(yīng)的北京時間(鐘表時間)。例如某站(106°2958E) 6月28日測南北線，當(dāng)日真太陽時正午相當(dāng)于北京時間的計算方法是：真太陽時(TT) =地平時(TM)+時差(EQ) =北京時(Cr)±經(jīng)度時差(LC)+時差(EQ)經(jīng)度差=120°-106

43、.5°=13.5°經(jīng)度時差(LC)=13.5°×4分/度=54分=054106°在120°以西，因此，LC=-054，6月28日查附錄7（表7.1），時差(EQ)=-00312(TT)=北京時(Cr)-054-003北京時=12+003+054=1257因此，必須使北京時1257這一時刻的鉛垂線投影與儀器底座的南北線重合，說明南北線對準(zhǔn)。對方位往往不是一次能對好的，反復(fù)幾次對準(zhǔn)后，初步將底座固定。 調(diào)整對準(zhǔn)緯度（全自動跟蹤架例外)。松開緯度刻度盤上的螺旋，轉(zhuǎn)動刻度盤對準(zhǔn)當(dāng)?shù)鼐暥?準(zhǔn)確至0.1°)然后再固定。 調(diào)整水平。用三個

44、水平調(diào)整螺旋調(diào)整，使水準(zhǔn)器氣泡位于中央。方位、緯度、水平調(diào)整好后，再將儀器牢固地固定在臺架上。儀器安裝完成后，轉(zhuǎn)動進(jìn)光筒對準(zhǔn)太陽(光點(diǎn)恰好落在瓷盤黑點(diǎn)中央)。這時儀器的赤緯與時間指針應(yīng)指在當(dāng)時的太陽赤緯和時間(真太陽時)上，但往往有一定差別，這是由于制造儀器時刻度誤差等原因造成的。直射表安裝好后，應(yīng)試跟蹤太陽一段時間，檢查其是否準(zhǔn)確，否則，應(yīng)反復(fù)調(diào)整，直到準(zhǔn)確為止(一天跟蹤誤差1光點(diǎn)約4分鐘)。 使用和維護(hù)直接輻射表與其它輻射表相比，不僅感應(yīng)件要靈敏，而且還要跟蹤準(zhǔn)確，才能獲得準(zhǔn)確的直接輻射。要保持在任何天氣條件下常年不斷地、準(zhǔn)確可靠地跟蹤太陽是不容易的，因此要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。每天工作開始時

45、，應(yīng)檢查進(jìn)光筒石英玻璃窗是否清潔，如有灰塵、水汽凝結(jié)物應(yīng)及時用軟布擦凈。跟蹤架要精心使用，切勿碰動進(jìn)光筒位置，每天上下午至少各檢查一次儀器跟蹤狀況(對光點(diǎn))，遇特殊天氣要經(jīng)常檢查。如有較大的降水、雷暴等惡劣天氣不能觀測時，要及時加罩，并關(guān)上電源。轉(zhuǎn)動進(jìn)光筒對準(zhǔn)太陽，一定按操作規(guī)程進(jìn)行，絕不能用力太大，否則容易損壞電機(jī)。直接輻射表每月檢查的內(nèi)容和總輻射表基本相同，除檢查感應(yīng)面、進(jìn)光筒內(nèi)是否進(jìn)水、接線柱和導(dǎo)線的連接狀況外，重點(diǎn)應(yīng)檢查儀器安裝與跟蹤太陽是否正確。13.4.3 大氣渾濁度指標(biāo)TG觀測與計算 TG的定義與計算公式全波段渾濁度指標(biāo)TG是指總的渾濁度系數(shù)(總的光學(xué)厚度)與理想渾濁度系數(shù)(干凈

46、大氣光學(xué)厚度)mol之比。 (13.11) 根據(jù)全波段太陽輻射在大氣中的衰減定律： S=Soe-m Ph/Ps (13.12)式中S：地面上觀測到垂直于太陽的直接輻射；So=1367 W·m-2，太陽常數(shù)；Ph：本站氣壓；Ps=1013hPa，標(biāo)準(zhǔn)氣壓；m：相對大氣質(zhì)量(考慮地球形狀與折射情況) (13.13) 式中HA為太陽高度角(附錄7的表7.3就是根據(jù)13.13式計算的)。因此： (13.14) 式中mol為本站氣壓Ph與相對大氣質(zhì)量m的函數(shù)。當(dāng)m·Ph / Ps3.3時， (13.15)當(dāng)m·Ph / Ps3.3時， (13.16)渾濁度指標(biāo)TG的大小，取

47、決于地面上觀測到的太陽直射輻射S、本站氣壓P與太陽高度角HA。其中S是最主要的。因此觀測到無云時的太陽直接輻射愈大，則TG愈小，表示大氣越透明；反之，觀測到S愈小，TG則愈大，表示大氣愈渾濁。(2) TG的觀測條件進(jìn)行太陽直接輻射觀測的氣象站(一級站)，在每日地方平均太陽時9、12、15時(±30分鐘內(nèi))，若太陽面無云時，要進(jìn)行大氣渾濁度TG的觀測。觀測時對計算機(jī)進(jìn)行人工干預(yù)，輸入有關(guān)數(shù)據(jù)，計算機(jī)則會計算并打印出觀測時的TG值。13.5 散射輻射與反射輻射的觀測總輻射中把來自太陽直射部分遮蔽后測得為散射輻射或天空輻射。總輻射表感應(yīng)面朝下所接收的為反射輻射。散射輻射和反射輻射都是短波輻

48、射。這兩種輻射均用總輻射表配上有關(guān)部件來進(jìn)行測量。13.5.1 散射輻射表散射輻射表是由總輻射表和遮光環(huán)兩部分組成(見圖13.10)。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。它由遮光環(huán)圈、標(biāo)尺、絲桿調(diào)整螺旋、支架、底盤等組成。圖13.10 帶遮光環(huán)的散射輻射表我國采用遮光環(huán)圈的寬度為65mm，直徑為400mm。固定在標(biāo)尺的絲桿調(diào)整螺旋上，標(biāo)尺上刻有緯度與赤緯刻度。標(biāo)尺與支架固定在底盤上，底盤上有三個水平調(diào)整螺旋。總輻射表安裝在支架平臺上。此外，還有用電機(jī)帶動的自動跟蹤太陽的遮光球(板)和手動的遮光板兩種裝置，以阻擋太陽直接輻射。13.5.2 儀器的安裝、使用和維護(hù) 安裝散射輻射表

49、安裝的地方條件與臺架安裝的要求與總輻射表相同。由于遮光環(huán)很重并且底盤較大，因此，儀器臺架的安裝更應(yīng)牢固。 先將遮光環(huán)架安裝在觀測臺架上。安裝必須使底盤邊緣對準(zhǔn)南北向，使儀器標(biāo)尺指向正南北(遮光環(huán)絲桿調(diào)整螺旋柄朝北)。用水平尺和底板三個調(diào)節(jié)螺旋把底板調(diào)水平，然后，用螺栓將遮光環(huán)底板固定在觀測臺架上。 根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥龋潭?biāo)尺位置。 把總輻射表水平地安裝在遮光環(huán)中的平臺上，使接線柱朝北，其位置應(yīng)正好使輻射表涂黑感應(yīng)面位于遮光環(huán)中心。調(diào)好總輻射表水平并固定。 將遮光環(huán)按當(dāng)日的太陽赤緯調(diào)到相當(dāng)?shù)奈恢蒙希拐诠猸h(huán)恰好全部遮住總輻射表的感應(yīng)面和玻璃罩。 將接線柱導(dǎo)線與記錄儀連接。 使用和維護(hù)散射輻射表

50、的使用與維護(hù)基本同總輻射表。觀測散射輻射時，日出前，轉(zhuǎn)動絲桿調(diào)整螺旋，將遮光環(huán)按當(dāng)日赤緯調(diào)在標(biāo)尺相應(yīng)的位置上(有時也可幾天調(diào)整一次)，使遮光環(huán)全天遮住太陽直射輻射。每日上下午巡視一次，檢查遮光環(huán)陰影是否完全遮住儀器的感應(yīng)面與玻璃罩，否則應(yīng)及時調(diào)整。平時要經(jīng)常保持遮光環(huán)部件的清潔和絲桿的轉(zhuǎn)動靈活。發(fā)現(xiàn)絲桿有灰塵或轉(zhuǎn)動不靈活時，尤其是風(fēng)沙過后，要用汽油或酒精將絲桿擦凈。較長時間不使用，應(yīng)將遮光環(huán)取下或用罩蓋好，以免絲桿和有關(guān)部件銹蝕。長時間使用遮光環(huán)，當(dāng)圈環(huán)顏色(外白內(nèi)黑)退色或脫落時，應(yīng)重新上漆。13.5.3 散射輻射的遮光環(huán)訂正系數(shù) 訂正系數(shù)的理論值CQ觀測天空散射輻射，由于采用遮光環(huán)不僅遮住

51、太陽直接輻射，同時還把遮光環(huán)帶上的天空散射遮掉，這樣使用遮光環(huán)測得的散射輻射比實(shí)際偏小。因此，必須乘以一個大于1的遮光環(huán)訂正系數(shù)，才能得到準(zhǔn)確的散射輻射。假定天空散射是均勻的，天空被遮光環(huán)遮住的部分X/T(成數(shù))，從理論上可用下式計算： (13.17)式中b為遮光環(huán)的寬度；R為遮光環(huán)的半徑；DE為太陽赤緯；為當(dāng)?shù)鼐暥龋籺o 為時角， (13.18) 式中Ts為日落時間；TR 為日出時間。均為真太陽時。因此遮光環(huán)訂正系數(shù)CQ為： CQ= (13.19) 業(yè)務(wù)上使用的遮光環(huán)訂正系數(shù)CQ2我國使用的遮光環(huán)訂正系數(shù)CQ2是參考理論值，以及遮光環(huán)與遮光板大量對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，它隨季節(jié)、緯度和各地云量而異

52、，最大訂正值可達(dá)1.30左右。CQ2=0.0538+0.1715/90+0.0111Y-0.0117N+CQ (13.20)式中，Y=|月份-6|，N為總云量月平均值(0.1成)。由于CQ2考慮到各地的氣候狀況(云量)，因此更接近于實(shí)際情況。輻射一級站的遮光環(huán)訂正系數(shù)見附錄7（表7.7）。13.5.4 反射輻射表的安裝、使用和維護(hù)使總輻射表感應(yīng)面朝下，即可測定短波反射輻射，此時該稱為反射輻射表。反射輻射表安裝的條件與凈全輻射表相同，一般安裝在淺草平鋪的觀測場內(nèi)。安裝反射輻射表的架子也是由臺柱和伸出的長臂組成。長臂下端(靠近凈全輻射表)固定一個比儀器底座稍大的金屬板，把感應(yīng)面朝下的反射輻射表底座用不銹螺栓固定在金屬板上。儀器接線柱方向朝北。然后用調(diào)整螺旋把感應(yīng)面調(diào)平，通常有上下兩個水準(zhǔn)器。安裝反射輻射表時一定要把儀器上的白色擋板翻過來安裝，否則降雨時，雨水將聚在白色擋板上，流入感應(yīng)元件，損壞儀器。反射輻射表使用、維護(hù)和一般性檢查與總輻射表相同。13.6 長波輻射的觀測長波輻射用長波輻射表測量。13.6.1 長波輻射表 結(jié)構(gòu)原理長波輻射表的構(gòu)造、外觀與總輻射表基本相合，由感應(yīng)件(黑體感應(yīng)面與熱電堆)、玻璃罩和附