【关键词】日照记录;准确性;影响因素
日照是指太阳在一地实际照射的时数,日照时数是指在一定时间内,太阳直接辐照度达到或超过120 w/m2的那段时间总和[1]。日照对于人类的生产、生活影响重大。日照时间的长短决定着对太阳能的利用程度。因此,对气象台站观测日照时数的准确性提出了更高的要求。目前基层台站大多使用暗筒式日照计,其安装好后一般很少更换,只有迁移观测场或移动日照计时才会遇到日照计的安装问题。日照计的安装,除选择在开阔的观测地段外,还需要精确测定南北子午线、底座水平及对准刻度盘上的纬度,其中后2条是很容易做到的,因此精确测定南北子午线就显得更加重要。
台站使用的暗筒式日照计,是利用太阳光对涂有感光药剂的日照纸感光留下感光迹线来计算日照时数的。在统计日照记录时,有时发现天气状况与实有日照记录不符,可能是由于仪器安装问题,也可能是配药、存放等方面的影响[1-2]。笔者根据多年的检查记录及历史资料进行分析研究,从观测员的角度分析总结了可能影响日照记录准确性的几种因素,供广大观测员参考。
1、日照计安装不正确影响日照记录的准确性
地面气象观测规范要求每月应检查日照计的安装情况,即检查水平、方位、纬度等是否正确。因日照计在露天下,经过多年的风吹雨打以及人为、非人为因素的影响,使暗筒发生了不同程度的倾斜,使得暗筒筒身与底座不在同一水平面上,或与纬度刻度盘指示的纬度产生了误差,造成日照记录不准确[3]。主要有以下几种情况。
(1)春分或秋分时,太阳直射赤道,当日感光迹线应是垂直于小孔的直线,当发现感光迹线为向上弯曲的弧线,则暗筒筒身的北端偏低、南端偏高,即暗筒筒身所对的纬度比当地纬度偏小;反之,当感光迹线为向下弯曲的弧线,则暗筒筒身的北端偏高、南端偏低,即暗筒筒身所对的纬度比当地纬度偏大。
(2)每天的上午、下午迹线应是以真太阳时12:00整点为分界,如上午的迹线超过12:00才结束,下午的迹线在12:00后才开始,则暗筒筒身偏向西倾斜;反之若上午的迹线12:00前就结束,下午的迹线12:00前就开始,则暗筒筒身偏向东倾斜。
(3)日照计的前后连续几天里的感光迹线的位置应变化不大,如上午迹线偏上,下午迹线偏下,则暗筒筒身的北端偏西,南端偏东;反之,若上午迹线偏下,下午迹线偏上,则暗筒筒身的北端偏东,南端偏西。
(1)日照迹线的开始和终止时刻的辨认不准确。迹线的开始和终止时刻是日照记录统计的关键,而迹线的开始和终止两端常常难以辨认,这是因为日出与日落前后光线逐渐增强或逐渐减弱,日照迹线较为模糊。根据经验,这种情况下可以将日照纸拿在手中,顺着日照迹线的趋势去观察开始和终止时刻,这样看的结果比将日照纸放在桌面上整体看更准确,以避免漏统计。
(2)药液使用不规范。一是未严格按规定比例配置药液。仅凭经验配置药液易使药液比例失调,感光性能差,当阳光稍弱或垂直能见度较差或有较薄的高云时,就不能感光,导致日照纪录偏少。因此,要严格按照规定比例配置感光药剂。按照《地面气象观测规范》规定[4],药品赤血盐、枸橼酸铁铵、水的比例一般为1∶10和3∶10。实际操作中,这样配比出来的药品过浓,放置2 d后,日照纸容易变成墨绿色,感光迹线模糊很难辨认,造成误差。根据笔者长年积累的经验,当赤血盐、枸橼酸铁铵、水的比例为1∶1∶10时,涂刷出来的日照纸呈微黄色,感光度最好,使用后感光迹线清晰,呈明显的深蓝色。二是药剂未彻底溶解。配置药液时一定要将药剂溶解彻底、搅匀,不然会使底色不均,观测员在统计记录时会发生错觉。
(3)日照纸使用不正确。一是涂药前日照纸表面未擦净。这样会影响日照纸面感光。因为2种药物容易氧化变质,特别是枸橼酸铁铵易和其他物质起反应,在弱光下竖着从背面看,如发现有的地方呈淡蓝色,说明已有感光[5]。二是涂药日照纸存放时间过长。一次涂刷日照纸的数量不宜过多,以10张为宜。一次涂刷日照纸过多及久存会使日照纸受潮或感光,使感光迹线的色度与底色反差不明显,影响感光迹线的辨认。
(4)降水的影响。有时降水对日照记录影响较大,特别是夏季与连阴雨天气或强度较大的降水,降水易流入进光孔,冲掉纸面药物而使日照记录受影响。因此,要防止暗筒进水。如进水要及时清除,并视情况看是否需重新换纸。
(5)巡查不到位。要注意日出前的巡视检查,有时在暗筒上有积雪、霜、尘土或小虫堵住进光孔,日出前如不及时清除,就会严重影响记录。
暗筒式日照计是一种常用的气象观测仪器,日照计的安置、日照纸涂刷的质量以及阳光以否顺利通过小孔,都会引起日照时数的误差。当然,影响日照记录的原因还有很多,但只要按规范操作并注意维护仪器,就可以将影响降到最低,从而提高观测资料的准确性。
4参考文献
[1] 朱庆瑞,卜令华,朱霞,等.提高日照记录质量的措施[j].现代农业科技,2008(21):359,361.
[2] 范文娟,谢金霞,杨礼林.日照记录存在问题的原因分析及处理方法[j].气象研究与应用,2009,30(3):99-102.
[3] 唐德年.利用感光迹线检查暗筒式日照计安置方法[j].青海气象,2005(f08):8.
[4]
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