散射輻射是什么,如何測量?
在總輻射中,將來(lái)自太陽(yáng)直射部分遮蔽后測得的值便是散射輻射,又稱(chēng)為天空輻射。
散射輻射的強弱主要與太陽(yáng)的高度、大氣的透明度以及云量有關(guān)。散射輻射在天空是面向四面八方的,假設散射輻射有一半返回太空,另一半不考慮大氣的吸收作用到達水平面上,則可以得出水平面上散射輻射的近似式:D=12S(1?P)sinh(D為散射輻照度;S為太陽(yáng)常數;P為大氣層平均透明系數;h為太陽(yáng)高度角。)
為什么散射輻射的強弱會(huì )跟太陽(yáng)高度和大氣透明度還有云量有關(guān)?當太陽(yáng)高度角增大時(shí),到達近地面的直接輻射增強,散射輻射也就相應地增強,相對應,如果太陽(yáng)高度角減小時(shí),散射輻射也會(huì )變弱。當大氣透明度不好時(shí),參與散射作用的質(zhì)點(diǎn)便會(huì )增多,與此相反,在大氣透明度增加時(shí),參與散射作用的質(zhì)點(diǎn)便會(huì )減少,散射輻射減弱。
同樣,云量的大小以及云量的形狀會(huì )增大。
散射輻射的日變化基本上與太陽(yáng)高度角的日變化一致,在中午前后達到高峰值,但不完全對稱(chēng),這是由于上午和下午的散射系數和云況不同的原因。散射輻射的年變化基本取決于中午太陽(yáng)高度角,云量和晝長(cháng)的年變化,巔峰值總是出現在夏季。
散射輻射是短波輻射,光譜以短波光為多,這是散射的選擇性緣故。在現實(shí)中,散射輻射一般不會(huì )單獨測量,人們會(huì )通過(guò)太陽(yáng)總輻射變送器測量太陽(yáng)的總輻射,因為總輻射包含散射輻射。如果想要單獨測量,我們就需要單獨測量散射輻射的儀器,也就是散射輻射變送器,它需要在太陽(yáng)總輻射變送器上加裝散射遮光裝置。
仁科測控散射輻射變送器就是由太陽(yáng)總輻射變送器和散射遮光環(huán)兩部分組成,太陽(yáng)總輻射變送器運用熱電原理,感應元件采用的繞線(xiàn)電鍍式熱電堆,感應面為黑色涂層。設備可以用來(lái)測量光譜范圍在0.3-3μm的太陽(yáng)輻射,并且在變送器感應面的上方,采用了透光率高達95%透明雙層玻璃罩,感光度良好,表面經(jīng)過(guò)特殊處理,防止灰塵吸附。它不僅可以減弱空氣對流對變送器的影響,還能阻斷外罩本身的輻射。散射遮光環(huán)可以保證從日出到日落都能連續遮住太陽(yáng)的直接輻射。
散射輻射變送器主要應用領(lǐng)域是氣象臺站及科研部門(mén),它可以幫助人們連續測定天空的散射輻射強度,提供科學(xué)依據。
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