Правила проведения актинометрических и теплобалансовых наблюдений и работ ахова навакольнага асяроддзя I прыродакарыстанне Гiдраметэаралогiя правiлы правядзення актынаметрычных

(информационное)

∑ (∑_ci J)

∑_м J = —————— N, (К.1)

∑_ci J – значение суточной суммы в i-й день, МДж/м²;

Месячную сумму округляют до 1 МДж/м².

Аналогичным образом определяют месячную сумму по результатам интегрирования.

К.2 По результатам срочных наблюдений суточные суммы не вычисляют ввиду их неточности. Месячную сумму суммарной, рассеянной радиации и радиационного баланса на станции вычисляют так называемым методом трапеций¹ по осредненным за месяц значениям элемента радиации для каждого срока наблюдений.

К.2.1 Месячную сумму суммарной радиации вычисляют по формуле:
Q₁ Q₁ Q₅ Q₅

∑_м Q = [— t₁ + (— + Q₂ + Q₃ + Q₄ + —)  180 + — t₂]  0,06N, (К.2)

2 2 2 2
где Q₁ – Q₅ – среднемесячное значение суммарной радиации, полученное для первого – пятого сроков, вычисленное до 0,001 кВт/м²;

t₁ – время в минутах от момента восхода Солнца 15-го числа месяца до первого срока;

t₂ – время между пятым сроком и моментом захода Солнца 15-го числа месяца, мин;

N – число дней в месяце;

180 – интервал времени между соседними сроками (3 ч), выраженный в минутах;

0,06 – коэффициент для перевода в МДж/м².
Пример – Вычислить месячную сумму суммарной радиации

за июль в пункте А. Все срочные наблюдения проведены после восхода и перед

заходом Солнца.

Среднемесячные значения Q по срокам следующие:

Номер срока 1 2 3 4 5

Время срока, ч мин 6-30 9-30 12-30 15-30 18-30

Q кВт/м² 0,207 0,444 0,526 0,348 0,163

В данном пункте 15 июля восход Солнца в 2 ч 06 мин, а заход в 22 ч 06 мин. Определяем: t₁ = 264 мин, t₂ = 216 мин. Вычисляем значение месячной суммы:

0,207 0,207 0,163 0,163

∑_м Q = [——  264 + (——— + 0,444 + 0,526 + 0,348 +———)  180 + ———  216]  0,06  31 = 587 МДж/м².

∑_м B = (———— t₁ + ———— t₂ + … + ———— t₇ + ———— t₈)  0,06N, (К.3)

2 2 2 2
где B₁ – B₈ – среднемесячные значения баланса, кВт/м²;

t₁ – t₇ – интервалы времени между моментами получения двух соседних значений В, мин;

t₈ – интервал времени между последним значением (B₈) и первым (B₁), мин;

N – число дней в месяце.

При расчетах в порядок следования сроков включаются установленные моменты перехода значения В через нуль, поэтому в формуле (К.3) указаны восемь значений В и t. Если установленный момент перехода величины В через нуль приходится между сроками, в которых знаки В одинаковы, то этот момент в формулу (К.3) не включают; если подобным образом расположен и второй установленный момент перехода В через нуль, то не включают и его.

– 0,026 + 0 0 + 0,114 0,114 + 0,282 0,282 + 0,342

∑_м B = (——————  216 + —————  144 + ———————  180 + ———————  180 +

2 2 2 2
0,342 + 0,218 0,218 + 0,070 0,070 + 0 0 – 0,026

+ ——————  180 + ———––––—  180 + ———––—  74 + —————  286)  0,06  31 = 321 МДж/м².

2 2 2 2

К.2.4 Среднемесячное альбедо А_к рассчитывают как среднее арифметическое значение за сроки 9 ч 30 мин, 12 ч 30 мин и 15 ч 30 мин. Для пунктов, расположенных на широте выше 60°, в зимние месяцы берут сроки 9 ч 30 мин и 12 ч 30 мин, а иногда только один срок 12 ч 30 мин. Значение А_к округляют до 0,01.

К.2.5 Для прямой солнечной радиации вычисляют месячную сумму прямой солнечной радиации на горизонтальной поверхности как разность месячных сумм суммарной и рассеянной радиации по формуле:
∑_м S' = ∑_м Q – ∑_м D. (К.4)
К.2.6 Месячную сумму отраженной радиации получают по месячной сумме суммарной радиации и среднемесячному альбедо по формуле:
∑_м R_к = А_к ∑_м Q. (К.5)
К.2.7 Месячную сумму коротковолнового баланса получают как разность между месячными суммами суммарной и отраженной радиации по формуле:
∑_м B_к = ∑_м Q – ∑_м R_к или ∑_м B_к = (1 – А_к)·∑_м Q. (К.6)
К.2.8 Месячную сумму длинноволнового баланса получают по формуле:
∑_м B_д = ∑_м B + ∑_м R_к – ∑_м Q. (К.7)
К.2.9 В период полярного дня в пунктах, расположенных за полярным кругом, месячную сумму суммарной радиации (и месячную сумму рассеянной радиации) вычисляют по формуле:
∑_м Q = (2Q₀ + 1,5Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + 1,5Q₅)10,8 N, (К.8)
где Q₀ – среднемесячное значение суммарной радиации в срок 0 ч 30 мин, кВт/м²;

Q₁ – Q₅ – то же, но в сроки с 6 ч 30 мин до 18 ч 30 мин;

N – число дней в месяце;

10,8 – коэффициент для приведения к 3-часовым интервалам (3,6  3 = 10,8).

Месячную сумму радиационного баланса вычисляют по формуле (К.3) без введения в нее установленных моментов перехода величины В через 0, т. е. по шести срокам.

Приложение Л

(информационное)

(рекомендуемое)

На стойке М-13а (можно использовать стойку М-13) устанавливают актинометр, пиранометр и балансомер, предназначенные для выполнения срочных наблюдений, а также для контроля приборов, используемых для регистрации и интегрирования элементов радиации.

Стойку М-13а (рисунок М.1) крепят в грунте опорой 2 со стабилизаторами 1. Насадка 4 установлена на опоре 2. Горизонтальность стрелы 9 регулируют при помощи трех винтов 3. Внутри направляющей трубы 10 проходит стрела 9, которую можно поворачивать в трубе 10 и фиксировать винтом 11. На стреле 9 крепят головку пиранометра 14 и балансомер 18.

Головку пиранометра 14 закрепляют при помощи хомутика 23 и винта 22 с гайкой. Горизонтальность установки головки пиранометра в направлении, перпендикулярном оси стрелы, регулируют поворотом хомутика 23 на стреле 9. Экран 13 закреплен также на стреле 9 и предназначен для экранирования потока излучения из полусферы, противоположной направлению приемной поверхности головки пиранометра.

Балансомер 18 крепят на кронштейне 20 при помощи винта 19. Горизонтальность балансомера в направлении, перпендикулярном оси стрелы 9, регулируют поворотом винта / 9 в кронштейне 20.

Для обращения головки пиранометра приемной поверхностью вниз стрела 9 при зажатом винте 7 и оттянутом фиксаторе 6 поворачивается за рукоятку 8 на 180° до щелчка фиксатора 6.

Внутри стрелы 9 проходит ось 21, на которой закреплен стержень 15 с двумя теневыми экранами для головки пиранометра 16 и балансомера 17. Поворот стержня 15 с теневыми экранами 16 и 17 вокруг оси стрелы 9 производят при отпущенном винте 7 поворотом стержня 21 за рукоятку 8. Для фиксации положения оси 21 внутри стрелы 9

предусмотрена тормозная колодка, управляемая винтом 7. Для затенения пиранометра и балансомера стрелу необходимо повернуть в положение, перпендикулярное азимутальному направлению на Солнце (рабочее положение стрелы).

Пиранометр в рабочем положении должен быть повернут номером, нанесенным на его диафрагме, в азимутальном направлении на Солнце, т.е. перпендикулярно оси стрелы влево до полудня и вправо после полудня.

Актинометр 12 устанавливают вместе с его штативом на горизонтальной плите, которой заканчивается верхняя часть насадки 4, и крепят винтами.

В комплект стойки входит также решетчатый настил для удобства при выполнении наблюдений и эксплуатационного ухода.

Расшифровка обозначений: 1 – стабилизаторы; 2 – опора; 3 – винт; 4 – насадка; 5 – стопорный винт; 6 – фиксатор; 7 – винт тормозной колодки; 8 – рукоятка; 9 – стрела; 10 – труба направляющая; 11 – стопорный винт; 12 – актинометр; 13 – экран; 14 – головка пиранометра; 15 – стержень; 16 – теневой экран пиранометра; 17 – теневой экран балансомера; 18 – балансомер; 19 – винт; 20 – кронштейн; 21 – ось; 22 – винт хомутика; 23 – хомутик; 24 – гнездо для пиранометра

Теневая стойка М-41 предназначена для постоянного затенения приемной поверхности пиранометра или балансомера от прямой солнечной радиации и имеет для этой цели непрозрачный экран в форме цилиндрического кольца, закрывающий от приемника кольцевую зону неба шириной около 10°.

Основание 2 (рисунок М.2) закреплено в грунте таким же образом, как и основание стойки М-13а. Насадка 6 установлена на основании 2 и зафиксирована тремя стопорными винтами 4, позволяющими корректировать вертикальность насадки 6 и ее ориентацию по азимуту (паз вилки 7 должен быть направлен по линии север-юг).

Кольцо 17 крепится серьгой 8 в вилке 7 при помощи болтов 20 и 21. Для того, чтобы обеспечить возможность регулировки угла наклона кольца в направлении север-юг, предусмотрены пазы в серьге 5, а в направлении восток-запад – пазы в основании серьги.

Расшифровка обозначений: 1 – стабилизаторы; 2 – основание; 3 – держатель; 4 – винт; 5 – кабель; 6 – насадка; 7 – вилка; 8 – серьга; 9 – держатель; 10 – направляющая рамка; 11 – прижим; 12 и 13 – гайки; 14 – кронштейн; 15 – винт; 16 – балансомер; 17 – теневое кольцо; 18 – щит; 19 – болты крепления направляющей рамки; 20 и 21 – болты крепления серьги; 22 – переходная коробка; 23 – разъем; φ – широта.

Для установки пиранометра предусмотрен держатель (рисунок М.З), который крепят к кронштейну 14 (рисунок М.2) вместо балансомера. Пиранометр ввинчивают гайкой а в гнездо в, закрепленное на кронштейне б (рисунок М.3).

Направляющая рамка 10 (рисунок М.2) закреплена на основании кольца 17 при помощи болтов 19 и может располагаться над кольцом 17 (в зимний период) или под ним (в летний период). Держатель 9 можно перемещать вдоль рамки 10 в целях корректировки положения балансомера или пиранометра в соответствии со склонением

Солнца. Паз в держателе 9 позволяет регулировать его положение поперек рамки 10 для установки центра приемной поверхности пиранометра или балансомера на оси кольца 17.

Расшифровка обозначений: а – гайка, б – кронштейн; в – гнездо для пиранометра

Устройство переходной коробки 22 предназначенной для соединения линий связи показано на рисунке М. 4.

Расшифровка обозначений: 1,4 – прокладка; 2 – плата; 3 – крышка; 5 – герметизированный вывод кабеля; 6 – вилка разъема; 7 – шайба; 8 – основание