Измерение солнечной радиации

При проектировании многих систем природообустройства и водопользования важно знать количество доступного солнечного света в данном месте и в данное время.

Солнечное излучение характеризуется двумя величинами: поверхностной плотностью потока излучения и плотностью энергии излучения.

Поверхностная плотность потока излучения – это мгновенная плотность энергии солнечного излучения.

Единица измерения: киловатт на квадратный метр (кВт/м2).

Рекомендуемое буквенное обозначение: EС/ПОТ.

Плотность энергии излучения – это общее количество солнечной энергии, получаемой определенной поверхностью в течение определенного периода времени.

Единица измерения: киловатт-часов на квадратный метр в сутки (кВт·ч/(м2·сут).

Рекомендуемое буквенное обозначение давления: EС/ЭН.

Альбедо – характеристика светоотражательной (радиационно-отражательной) и (или) рассеивающей способности поверхностей тел (почвогрунтов, объектов), выражаемая отношением величины отражённого(ой) поверхностью (земли, воды, растений и др.)
светового (солнечного, радиационного) потока (радиации) к падающему(ей) на эту поверхность лучевому потоку (радиации).

Единица измерения: киловатт на квадратный метр (кВт/м2).

Рекомендуемое буквенное обозначение: ΔEС/ПОТ.

Фотосинтетическая активная радиация (ФАР) – часть доходящей до биоценозов солнечной радиации в диапазоне от 400 до 700 нм, используемая растениями для фотосинтеза.

Единица измерения: микромолей на квадратный метр за секунду (мкмоль/(м2·с)).

Рекомендуемое буквенное обозначение: EФАР.

Гелиограф

Используется наблюдателями для регистрации интенсивности и продолжительности солнечного сияния в течение дня.

Стеклянный шар-линза собирает солнечные лучи, фокусирует их и направляет на вогнутую ленту. Ось гелиографа наклонена на угол широты места, где он установлен. На ленте нанесены часовые деления. Если солнце не закрыто облаками, то в результате суточного движения солнца на ленте прожигается прямая полоса. При покрытии солнца облаками — прожог становится слабым или вообще прекращается. По суммарной длине прожога на ленте определяется продолжительность солнечного сияния в часах за сутки.

Актинометрическая стрела

Это комплекс приборов, размешенных на горизонтальной трубе (стреле), предназначенный для измерения солнечной радиации, которая является основным источником энергии всех природных процессов, протекающих на земле. В метеорологии под термином солнечная радиация понимают энергетическую освещенность, создаваемую излучением, приходящим от Солнца, включая излучение, рассеянное земной атмосферой и облаками и отраженное земной поверхностью.

Для измерения прямой солнечной радиации используется актинометр АТ-50 Савинова-Янишевского. Основой прибора является термоэлектрическая батарея, которая направляется на солнце и питает гальванометр. Генерируемый термобатареей электрический ток — пропорционален энергетической освещенности прямой солнечной радиации, величину которой и показывает стрелка гальванометра.

Для измерения рассеянной солнечной радиации на метеостанции используют альбедометр, принцип действия которого идентичен актинометру. Приборы имеют некоторые конструктивные отличия, не влияющие на принцип действия.

На конце актинометрической стрелы располагается третий прибор — термоэлектрический балансомер Янишевского. С его помощью на метеостанции определяют разности излучения, приходящего на поверхность в виде суммарной радиации, и собственного излучения этой поверхности.

В отличие от актинометра и альбедометра, у этого прибора два датчика (две приемные поверхности). Один из них измеряет суммарную радиацию, включая излучение атмосферы. Второй датчик, направленный в сторону поверхности земли — служит для измерения отраженного от земли излучения. В балансомере тоже используются термоэлектрические батареи, которые питают цепи гальванометра.

Показания прибора сильно зависят от скорости ветра, поэтому при измерении обязательно учитываются соответствующие поправки.