Определение степени покрытия солнечного диска облаками.

 

В самом начале измерений мы определяем степень покрытия солнечного диска облаками и выбираем специальный знак:

	– на солнечном диске и в зоне 5˚ вокруг него незаметно облаков, тумана; зона 5˚ примерно равна ширине ладони вытянутой руки (определяет не интенсивность солнечного сияния, а отсутствие облаков на диске и в околосолнечной 5˚ зоне независимо от цвета неба);
	– солнце просвечивает сквозь облака, тени от предметов и кольца актинометра различимы; трубку актинометра на солнце можно навести;
	– солнце слабо просвечивает сквозь слой плотных облаков, тени от предметов неразличимы, нацелить трубку актинометра невозможно;
	– окрестности освещены Солнцем, но приборы на самой площадке затеняются местными предметами;
	– диск Солнца не виден, т.к. большая часть горизонта закрыта;
	– солнечного диска не видно сквозь плотные облака; [6].

 

Метеорологические условия, при которых не производятся наблюдения по пиранометру и балансомеру

 

Есть случаи, когда наблюдения по пиранометру не проводятся:

ü при сильном дожде, когда  

ü мокрый снег, задерживающийся на стеклянном колпаке пиранометра;

ü при отложении на пиранометре гололеда и изморози, в случае невозможности очистки колпака пиранометра от гидрометров без его повреждения.

А так же наблюдения по балансомеру не производятся:

ü при дожде, исключая случаи выпадения отдельных капель;

ü сильная морось;

ü снег и снежинки остаются на пластинках балансомера (при слабом ветре);

ü при отложении во время наблюдений на приёмной поверхности балансомера гидрометеоров (росы, инея, изморози, гололёда) [6].

Теплобалансовые наблюдения

 3.1 Основные положения

 

Теплобалансовые      наблюдения       являются       частью       системы гидрометеорологических измерений на сети станций. Наблюдения за составляющими теплового баланса предназначены для получения данных о расходе солнечной радиации, поступающей на деятельную поверхность, поэтому они тесно связаны с актинометрическими наблюдениями, составляя с ними единое целое. В тепловом балансе рассматривается соотношения прихода-расхода тепла на деятельной поверхности. Эти соотношения могут быть представлены в виде уравнения теплового баланса, которая дляповерхности суши имеет вид:

                                          B = P + LE+V                                                                (12)

Где:

В – радиационный баланс деятельной поверхности;

Р – турбулентный поток явного тепла; 

LE –поток скрытого тепла     

V – поток тепла в почве.

Радиационный баланс деятельной поверхности В(остаточная радиация) представляет сбой разность между приходом и расходом лучистой энергии:

                          B = Q + E_a – (R_k +R _д +E _з),                                                         (13)

Где:

Q – суммарная радиация (сумма прямой и рассеянной солнечной радиации);

E_a – длинноволновое излучение атмосферы; Расход лучистой энергии: 

R_k – коротковолновая отраженная радиация; 

R_д – отраженная длинноволновая радиация;

E_з – длинноволновое излучение земной поверхности. 

Если приходная часть больше расходной, то есть поверхность поглощает больше лучистой энергии, чем отражает и излучает, то В положителен: избыток полученной энергии расходуется на испарение с земной поверхности и прогрев почвы и воздуха. В случае отрицательного баланса потеря тепла поверхностью почвы компенсируется теплом, отнимаемым ею от почвы и воздуха и выделяющимся при конденсации водяного пара. В умеренных широтах днем В положителен, ночью – отрицателен (летом) [5]. 

 

 

3.2 Производство наблюдений и их запись

 

Теплобалансовые наблюдения выполняются на метеорологических станциях, проводящих актинометрические наблюдения во все сезоны года по полной или сокращенной программе. Наблюдения проводятся наблюдателем сразу после актинометрических наблюдений.

В указанные сроки проводятся наблюдения за радиационным балансом. При наличии прямой радиации измерения ведутся по затененному балансомеру и актинометру, а в других случаях – только по балансомеру. В сроки наблюдений производятся три отсчета по гальванометру балансомера (Б) и два отсчета по гальванометру актинометра (А): Б-А-Б-А-Б. Отмечается также состояние диска солнца.

Наблюдения за температурой и влажностью воздуха выполняются последовательно по двум аспирационным психрометрам на уровнях 0,5 и 2,0 м в течение 14 мин. Наблюдение состоит в проведении пяти отсчетов по каждому термометру. В срок производится 20 отсчетов по всем термометрам.

При этом необходимы следующие условия:

ü психрометры выносят из помещения и размещают на стойках за 25-30 мин до первого отсчета;

ü смачивание термометра, завод аспиратора и отсчет по термометрам производится сначала на уровне 0,5, а затем на уровне 2,0 м;

ü первые отсчеты производятся через 3-4 мин после смачивания и завода аспиратора;

ü при непрерывной работе в течение 15-20 мин необходим подзавод психрометров через каждые 5 мин;

ü после подзавода отсчеты показаний термометров производятся через 2-3 мин;

ü при температуре воздуха выше 15°С, относительной влажности менее 50% или скорости ветра более 5 м/с необходимо дополнительное смачивание, которое производится после третьего отсчета; причем перед смачивание нужно остановить аспиратор, пропуская в отверстие головки бумажную полоску или травинку.

Градиентные наблюдения за температурой и влажностью воздуха с помощью аспирационных психрометров не производятсяв следующих случаях:

ü при выпадении осадков, за исключением твердых осадков слабой интенсивности или редких отдельных капель слабого дождя, не смачивающих заметно поверхности балансомера и почвы;

ü при скорости ветра на уровне 10 м более 15 м/с;

ü при туманах, метелях, пыльных и песчаных бурях. 

В таких случаях используют показания сухого и смоченного термометров, расположенных в будках на уровне 2 м.

Наблюдения за градиентами скорости ветра состоят в последовательном включении на 10 мин ручных анемометров. Сначала включается анемометр на уровне 0,5, а затем на уровне 2,0 м. Перед включением записываются начальные отсчеты анемометров.

При осадках, тумане, метелях, пыльной бури и при скорости ветра на высоте 10 м 15 м/с скорость ветра измеряется только на уровне 2,0 м.

Все записи наблюдений производятся в графах книжки КМ-16 [5].

Последовательность выполнения теплобалансовых наблюдений представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 – Последовательность выполнения теплобалансовых наблюдений [5]

		Время, ч мин			Наименование прибора или установки	Выполняемая работа
9.00		12.00	15.00	18.00
8.15					Анемометры, психрометры, напочвенные термометры	Осмотр и установка приборов
8.40		11.40	14.40	17.40	Психрометры	Смачивание и завод
8.42		11.42	14.42	17.42	Термометры ТМ-3	Первый отсчет
8.43		11.43	14.43	17.43	Визуально	Определение состояния поверхности почвы
8.44		11.44	14.44	17.44	Психрометры	Первый отсчет и подзавод
8.45		11.45	14.45	17.45	Анемометры	Включение
8.47		11.47	14.47	17.47	Психрометры	Второй отсчет
8.49		11.49	14.49	17.49	Психрометры	Третий отсчет и подзавод
8.51		11.51	14.51	17.51	Визуально	Кол-во облаков нижнего яруса и общее
8.52		11.52	14.52	17.52	Балансомер Актинометр	Отсчеты по гальванометрам
8.54		11.54	14.54	17.54	Психрометры	Четвертый отсчет и подзавод
8.55		11.55	14.55	17.55	Анемометры	Выключение
8.56		11.56	14.56	17.56	Термометры ТМ-3 и коленчатые термометры	Отсчеты по термометрам
8.58		11.58	14.58	17.58	Психрометры	Пятый отсчет
8.59		11.59	14.59	17.59	Флюгер	Направление ветра
9.00		12.00	15.00	18.00	Барометр	Отсчет по шкале