数字日照计和直接辐射表数据对比研究

选取了两个同时配备一级直接辐射表和光电式数字日照计的气象观测站点,利用选定时间段的数据对比分析,以直接辐射表的数据作为日照时数参考值,所选时间段内两台站的光电式数字日照计日照时数相对误差均未超过±5%,小于规范要求的±10%的误差范围,初步验证了数字式日照计业务应用观测数据质量,为更大范围和更长时间的日照时数观测数据分析提供了思路。

直接辐射表与日照计观测日照时数的差异评估

随着自动化气象资料业务的发展,直接辐射表自动跟踪太阳位置观测日照时数逐渐在业务中使用,那么直接辐射表与传统日照计观测资料的差异如何,需要对两种资料定量评估。文章选取我国15个气象辐射一级站的直接辐射表与日照计平行观测日照时数资料,探讨了两种观测日照时数在不同区域、不同季节、不同时间尺度和不同天气条件下的差异分布特征,结果表明:(1)直接辐射表比日照计观测记录平均偏低0.51 h·d^(-1)(8.30%),两种资料差异具有明显的季节变化规律和区域变异,在夏季和春季较大,冬季最小,在西北及海南地区较大,东北、黄淮地区及四川盆地最小;(2)日出时段直接辐射表较日照计观测记录低0~0.3 h·h^(-1),日落时段直接辐射表较日照计观测记录高0~0.3 h·h^(-1),其他时段直接辐射表与日照计观测差值在±0.2 h·h^(-1);(3)受观测仪器和天气条件影响,在晴空、多云和阴天条件下,直接辐射表较日照计观测记录分别平均偏低0.17 h·d^(-1)(1.88%)、0.64 h·d^(-1)(9.08%)和0.62 h·d^(-1)(26.73%);(4)两种观测日照时数的相关系数在0.88以上。

直接辐射表性能测试研究

根据WMO关于直接辐射表性能指标的要求,提出了针对响应时间、零点偏置、温度响应、倾斜响应和非线性误差的测试方法。首先介绍了测试条件,然后利用测试设备,结合上述性能指标定义,详细分析了对应的测试方法过程,最后,对四种不同型号的直接辐射表的性能测试数据进行分析研究,结果显示,上述测试方法科学可行,被测直接辐射表均达到了ISO一级表的要求,研究成果对直接辐射表性能测试,了解仪器特性,改进产品质量和提高太阳辐射测量具有重要意义。

标准直接辐射表研制与应用

本文主要描述了工作级标准直接辐射表的设计原理及结构,在热电堆和感应面组成的平面感应件上,利用加半球反射罩的人工黑体和多层光栏消除杂散光技术,通过对仪器结构的优化设计,确定最佳尺寸,研制出了TBS-2-B型工作级标准直接辐射表,其不确定度为1%,达到世界气象组织(WMO)仪器和观测方法委员会(CIMO)有关工作标准直接辐射表的要求。经过多年与我国标准直接辐射表(腔体绝对辐射表)进行比对,仪器性能非常稳定,并作为工作级标准直接辐射表在气象辐射仪器计量检定业务中应用。

温江站日照计与直接辐射表观测日照时数差异分析

利用四川温江站日照计观测日照时数与其一级辐射站的直接辐射表观测日照时数资料,对二者观测结果的差异特性进行了分析。结果表明:日照时数各项目的日照计观测比直接辐射表观测值偏高。日合计值平均偏高0.22小时,月合计值平均偏高6.3小时,年合计值平均偏高78.8小时。两者观测日照时数月平均差值夏半年相对较大,冬半年相对较小,夏半年各月差值的离散情况大于冬半年。两者观测日照时数值线性相关显著。两种观测方式测得的日照时数有差异主要是由于观测原理、技术方式的不同引起,但操作不规范、设备安装不当、天气影响等因素也会导致观测结果的差异。

直接辐射表校准结果的不确定度分析

对直接辐射表校准结果的不确定度进行分析,为直接辐射表测量数据的质量控制提供可靠的依据。通过大量试验以及数学模型的建立,分析并列出对测量结果有明显影响的不确定度来源,对各标准不确定度分量进行定量评定,得到直接辐射表校准结果的扩展不确定度为1.6%(置信概率P=95%;包含因子k=1.96)。结果表明直接辐射表测量结果的不确定度由多种因素引起,它取决于校准方法、校准设备、校准环境条件等。

石河子地区日照计与直接辐射表日照时数差异分析

利用石河子地区乌兰乌苏国家基准气候站2011年1月-2013年12月的暗筒式日照计和直接辐射表日照资料,对二者之间的差异进行了分析。结果表明:日照计观测日照时数比直接辐射表观测值偏高,日合计值平均偏高1.9小时,月合计值平均偏高50.9小时,年合计值平均偏高610.4小时。两者观测结果月平均差值夏季差异最大,春季次之,冬季最小,夏半年离散程度大于冬半年。晴天时两种观测资料差异最小,平均差值为0.9小时/天;阴天条件下差异最明显,平均差值达2.7小时/天。两种仪器日照时数相关性显著,相关系数为0.92,晴天时相关性最好,相关系数达0.95,阴天时相关性较差,相关系数仅0.84。仪器原理、安装不规范、天气影响、观测员的操作习惯等因素,导致了两种观测结果的差异。

武汉站直接辐射表与日照计观测日照时数差异分析

利用湖北省武汉国家基本气象观测站直接辐射表与暗筒式日照计观测的日照时数资料,分析了两者的差异特性。结果表明:直接辐射表观测日照时数比日照计观测日照时数偏低,日合计值平均偏低0.87h,月合计值平均偏低16.3h,年合计值平均偏低195.6h。两种观测值的月平均差值夏季差异最大,春、秋季次之,冬季最小。春夏季的相对偏差程度和离散程度均大于秋冬季。在晴天、温度<0℃、相对湿度<50%的条件下,直接辐射表观测值高于日照计,在多云、阴天、温度>0℃、相对湿度>50%的条件下,直接辐射表观测值低于日照计。两种观测数据线性相关较显著。仪器观测原理、天气条件影响、观测习惯等因素,造成了观测数据有差异。

自动日照传感器的设计和应用对比分析

文章介绍了自动日照传感器的设计背景、硬件结构、工作原理、安装与调试等技术内容,通过对自动日照传感器试验样机与直接辐射表的对比分析,得到了自动日照传感器的阶段性试验结果,为自动日照传感器的进一步改进提供了技术参考。