Приборы для измерения солнечной радиации.

Измерение прямой солнечной радиации. Для измерения этого потока лучистой энергии применяют как абсолютные, так и относительные приборы. К абсолютным приборам относят различные виды пиргелиометров конструкции К. Онгстрема, А. Н. Бойко, Н. В. Кучерова, В. А. Михельсона—Аббота и др.; к относительным — биметаллические актинометры Михельсона, Михельсона— Мартена, Калитина, Протасова. Наиболее часто пользуются термоэлектрическим актинометром конструкции Ю. Д. Янишевского (относительный).

Актинометр термоэлектрический М-3 (АТ-50) (Практикум Виткевич, стр. 37.) Прибор предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации. Актинометр соединяют или с гальванометром стрелочным актинометрическим (ГСА-1), или с самопишущим потенциометром.

Устройство. В нижней широкой части трубы находится приемник радиации в виде тонкого серебряного диска, зачерненного со стороны, обращенной к Солнцу. С другой стороны к диску приклеены внутренние нечетные спаи термобатареи, составленной из манганиновых и константановых полосок, расположенных в виде звездочки. Четные же внешние спаи находятся за краем диска и подклеены к медному кольцу. Прямая солнечная радиация, проникающая через отверстие трубы к диску, нагревает его, а с ним и приклеенные к нему нечетные внутренние спаи звездочки. Четные же спаи остаются при этом в тени и сохраняют температуру воздуха. Разность температур внутренних и внешних спаев вызывает термоток, пропорциональный интенсивности радиации. Этот ток измеряется при помощи гальванометра, присоединенного к актинометру.

Установка, измерение, обработка наблюдений. На горизонтальной площадке. Нацеливают на солнце, закрепляют, открывают крышку, провода присоединяют к клеммам гальванометра. Если стрелка уходит за «0», провода меняют местами. На концах трубки есть кольца для нацеливания на солнце. На одном отверстие, на другом – точка. Пучок света проходит через отверстие и точно попадает на точку. Крышку закрывают и берут отсчет (n⁰ ₁ ). Затем снимают крышку и с интервалом 10-15 сек снимают показания (n¹ , n² , n³ ). Записывают время наблюдения. После отсчетов берут отсчет места нуля (n⁰ ₂ ) и t⁰по гальванометру.

Вычисляют среднее значениеn и среднее нулевое показание. В среднее показание вводят поправку из поверочного свидетельства гальванометра и получают исправленное показание. Затем находят фактическое отклонение разности исправленного и нулевого. Чтобы получить в калориях/см². в минуту умножают на переводной множитель (из поверочного свидетельства).

Для измерения интенсивности суммарной радиации, приходящей к горизонтальной поверхности, служит пиранометр Янишевского (Практикум Виткевич, стр. 42.). При помощи пиранометра можно определить также интенсивность одной только рассеянной радиации. Для этого нужно затенить его от действия прямой солнечной радиации небольшим экраном. Приемником радиации служит термобатарея, составленная из чередующихся манганиновых и константановых полосок. С внешней стороны четные спаи окрашены окисью магния в белый цвет, нечетные – сажей в черный цвет. Спаи чередуются по окраске в шахматном порядке. Для защиты от ветра и осадков над приемником установлен полусферический стеклянный колпак.

Установка, измерение, обработка наблюдений. Прибор устанавливают на площадке так, чтобы номер на головке был повернут к солнцу. Горизонтальность проверяют по уровню. Нулевое положение отсчета берут при закрытой крышке (n⁰). Крышку открывают и снимают три показания с интервалом в 10-15 сек. Сначала берут отсчеты при затененном для определения рассеянной радиации(n¹ n²), затем суммарной (n³ n⁴ n⁵). Затем снова ставят щиток и берут отсчеты для рассеянной радиации (n⁶ и n⁷). Закрывают головку и берут вторичный отсчет нуля (n⁰ ₂ ) и t⁰.

Сначала находят среднее значение рассеянной радиации и суммарной. Затем вводят поправки и получают исправленное значение Q. Находят фактическое отклонение и с учетом переводного множителя из поверочного свидетельства получают окончательное значение.

Пиранометр, приспособленный для измерения отраженной радиации называется альбедометром (Практикум Виткевич, стр. 46.). Приемник прибора – головка пиранометра., устанавливается на высоте 1м. Имеется рукоятка с помощью которой приемник может быть повернут вверх и вниз. Подсоединяют к гальванометру.

Измерения и обработка данных аналогична пиранометру.

Для непосредственного измерения и регистрации радиационного баланса служит балансомер. Приемником прибора являются две зачерненные с наружной стороны пластинки, расположенные параллельно. К внутренней стороне пластинок приклеены спаи термоэлектических батарей. Подсоединяется к гальванометру. Устанавливают на деревянной рейке на высоте 1,5 м от земли. Отсчеты аналогичны.

Для регистрации продолжительности солнечного сияния служит – гелиограф (Практику Виткевич, стр. 14.). Принцип действиягелиографа основан на прожигании бумажных синих лент солнечными лучами, собранными в фокусе стеклянного шара.. На обороте каждой ленты отмечают год, месяц, дату и время установки и снятия ленты. Прожог ленты гелиографа происходит, когда интенсивность прямой солнечной радиации составляет 0,2...0,4 кал/см² • мин (140...280Вт/м²).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Тема: Измерение температуры почвы и воздуха. Виды и устройство термометров для измерения температуры почвы и воздуха.

Цель: Изучение термометров, их различия. Измерение температуры поверхности почвы.

Приборы и оборудование: Срочный термометр ТМ –3, максимальный термометр ТМ-1, минимальный термометр ТМ-2.

Цель: Изучение термометра. Измерение температуры почвы.

Цель: Изучение термометра. Измерение температуры почвы.

Приборы и оборудование. Коленчатый термометр (Савинова) ТМ –5

Устройство термометров. Срочный термометр ТМ-3 (рисунок 3) применяется для измерения температуры поверхности почвы в данный момент (срок). Это ртутный термометр с цилиндрическим резервуаром. Деления на его шкале нанесены через 0,5⁰С.

                                                   сохранения максимальных показаний 

Рисунок 3 – Жидкостный                      термометра

термометр

1-резевуар, 2- штифт, 3- капилляр