高纬度聚焦式与暗筒式日照计测量误差探讨

1引言中国绝大多数台站使用的日照计为暗筒式日照计,只有少数高纬度台站使用聚焦式日照计。聚焦式日照纸目前国内已经不生产,为了日照资料的可比性和均一化,黑龙江省于2012年1月1日将18个台站的聚焦式日照计改为暗筒式日照计,从而结束了几十年聚焦日照的观测历史。     

国内外日照时数观测数据对比分析—以郑州气象站为例

利用1998年6月1日至2006年12月31日郑州国家基本气象站国产直接辐射表、芬兰Milos500双金属片日照传感器与国产人工暗筒式日照计观测的日照时数资料,采用统计分析方法,对两套仪器观测的日照时数与人工暗筒式日照计观测的日照时数分别进行对比分析,并对差异的可能原因进行探讨。结果表明:人工暗筒式日照时数与Milos500双金属片日照时数日差值的平均值为1.6h,国产直接辐射表与Milos500双金属片日照时数日差值的平均值为2.1h,Milos500双金属片日照传感器观测数据明显小于人工暗筒式和国产直接辐射表的数据,其差值通过95%的T检验,差异显著;人工暗筒式日照计与国产直接辐射表观测的日照时数日差值的平均值为0.2h,两套仪器观测数据差异不显著,相关性最好。     

陕西省日照平行观测资料评估

利用陕西省2019年1—4月DFC2光电式数字日照计与暗筒式日照计日照平行观测资料,分析了两个序列数据的完整性及其差异。结果表明:两个序列数据完整性较好,数据采集成功率高;小时数据差值有明显日变化规律,差值的日变化无明显地域差异;全省光电式日照计与暗筒式日照计3个月的平均差值百分率为-6.0%,日照自动观测值普遍小于人工观测值,除陕南1月差值百分率为正(5.1%)外,关中、陕北、陕南各月份差值百分率均为负值。     

正确安装、维护和使用暗筒式日照计

暗筒式日照计是气象台站测定地面日照时数的仪器。按照《地面气象观测规范》要求日照计应安置在开阔的、终年从日出到日没都能受到太阳光照射的地方,通常安置在观测场内或平台上。我们在业务检查工作中经常发现台站未能正确安装暗筒式日照计。那么台站如何正确安装日照计?日照计安装不正确其感光迹线表现在哪些方面?如何判断日照纸涂药的优劣?下面具体予以介绍。1正确安装暗筒式日照计的三个要点a)仪器安装水平:首先日照计支柱底座要调准水平,同时日照计也要调准水平。b)筒口对准正北:台站应用北极星法、日中线法等方法精确测定本站子午线,…     

三种日照观测设备性能比对及影响因子分析

利用2016年8—12月北京观象台直接辐射传感器、FS-RZ1型日照计以及暗筒式日照计观测数据,对3种测量设备进行了综合对比分析。结果表明:3种传感器两两对比的绝对偏差和相对偏差,在雾霾日明显高于无雾霾日。在雾霾日,自动跟踪直接辐射传感器测量值比另外两种偏高,FS-RZ1日照计比暗筒式日照计测量值偏低;在无雾霾日,FS-RZ1日照计测量值比另外两种测量值都要偏低,暗筒式日照计比自动跟踪直接辐射传感器测量值偏高;暗筒式日照计受日照纸人为制作因素影响,测量值会出现高低不均。FS-RZ1日照计受多云天气影响,测量值会偏低。直接辐射传感器测量方式最贴近WMO对日照时数的定义,但在出现机械跟踪偏差时,测量值会偏低。     

暗筒式日照计安装误差导致的记录迹线偏离分析

由日照记录迹线描述方程,给出标准日照记录迹线,并对日照计安装偏差对日照记录正确性和日照迹线状态改变的影响进行了分析,发现日照计安装偏差造成的记录误差,水平最甚,方位次之,纬度最轻。用日照记录迹线形状来判断日照计安装偏差,纬度不准最易,方位不准次之,水平不准最难。并提出了暗筒式日照计的正确安装方法,确保其水平、方位、纬度误差最小。     

取得准确日照时数的方法

日照时数的观测是地面气象观测的重要项目,目前全省大多数台站均使用暗筒式日照计进行日照时数的观测,本文从暗筒式日照计安装、使用维护,日照纸的制备,日照记录的处理等方面介绍了取得准确日照时数的方法。     

利用感光迹线检查暗筒式日照计安置方法

暗筒式日照计安置情况直接影响日照记录的准确性，利用感光迹线可以方便准确地检查安置情况。     

日照观测中值得注意的一个问题

台站使用的暗筒式日照计,是利用涂有感光药的日照纸对太阳光的感应得感光迹线,经观测员分辨划定来获取日照记录的。在这一工作中要经历涂药、感光和人为辨认划定三个环节,其中头尾两工序人为因素较     

日照观测的问题及其解决办法

根据多年的观测经验,探讨如何取得暗筒式日照计较为准确的日照时数问题,从涂刷日照纸、记录的整理、仪器维护等方面介绍了日照时数观测,以及进一步提高日照观测的内在质量的对策。     

暗筒式日照计常见误差分析

1暗筒式日照计工作原理 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120W·m^-2的那段时间总和。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。     

用感光迹线检查暗筒式日照计构造和安装误差

根据暗筒式日照计构造特点和工作原理,较系统地介绍了利用感光迹线检查日照计构造和安装上存在误差的方法,弥补了先前部分学者提出的关于暗筒式日照计安装误差检查方法存在的不全面、不准确的缺陷。并从几何、成像原理加以论证,证明了利用感光迹线检查暗筒式日照计方位、水平、纬度安装正确与否,隔光板构造是否精确是可行的。     

一种利用积分球原理的日照计新方案

该文提出了一种利用积分球原理设计的新型日照传感器。该传感器由限角挡环、积分球体和光电探测器组成。积分球为一有5个针孔的空心正球体。针孔可阻挡散射光进入球内，而射入球内的直射光，经内壁多次漫反射后，其亮度呈均匀分布。与日照阈值下相应的亮度相比较可确定日照之有无。该日照传感器具有无转动部件、结构简单、无需调整及便于操作等优点。     

太阳能电站日照时数推算

根据塔里木油气管道沿线周围近２０个气象测站３６年（１９６１～１９９６年）日照时数和经纬度及海拔高度资料,采用逐步回归方法,建立了塔里同气管道沿线年日照时数推长模式为ｙ＝－２３４５．０６３０＋６６．０５５６ψ＋３１．５５９２λ。在此基础上,应用统计学导出的极值分布（Ⅰ型分布）概率模式对塔里木油气管道中间站的太阳能电站的年日照时数不同概率设计值进行推算。由此揭示了塔里木盆地年日照时分布规律。建议以年日     

Über die Genauigkeit der Registrierungen des Sonnenscheinautographen Campbell-Stokes

Zusammenfassung Nach einem Hinweis auf die bekannten Mängel des Campbell-Stokesschen Sonnenscheinautographen werden die gleichzeitigen Registrierungen, die in Basel mit dem Maurerschen Heliochronographen und dem Campbell-Stokesschen Autographen durchgeführt wurden, eingehend besprochen. Zunächst wird der Einfluß der verschiedenen Schwellenintensität der Apparate (0,2 bis 0,4 cal cm^–2 min^–1) in verschiedener Hinsicht (Sonnenhöhe bei Registrierbeginn, Verlust der registrierten Sonnenscheindauer an wolkenlosen Tagen, der Tagesgang der Sonnenscheindauer für Intensitäten zwischen 0,2 und 0,4 cal cm^–2 min^–1) untersucht. Eingehend werden die Fehler besprochen, die durch das Überbrennen entstehen, und ihre Auswirkungen auf die gesamte Sonnenscheindauer und ihren Tagesgang, auf die Anzahl Stunden mit ununterbrochen registriertem Sonnenschein bestimmt. Nach Untersuchungen über die Häufigkeitsverteilung von Stunden mit bestimmter Sonnenscheindauer, über Tage mit bestimmten Tagessummen der Sonnenscheindauer und über das Verhalten der Summe von relativer Sonnenscheindauer und Bewölkung wird die Wünschbarkeit einer einheitlichen internationalen Standardisierung der Apparate und der Auswertevorschriften betont.

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Summary After an allusion to the well-known deficiencies of the Campbell-Stokes sunshine recorder, the author discusses the results of simultaneous records which have been carried through at Basle with this apparatus and the heliochronograph of Maurer. He studies the consequences of their unequal sensibilities with regard to the sun's elevation at the beginning of the registration, the loss of sunshine duration on cloudless days and the daily variation of sunshine duration for the intensities between 0,2 and 0,4 cal cm^–2 min^–1. The errors arising from an excessive burning and their consequences for the total duration of sunshine and for its daily variation are discussed as well as for the number of hours with uninterrupted insolation. The study of the frequency distribution of hours with a determined duration of sunshine, of days with determined totals of insolation, of the sum of relative insolation and cloudiness induce the author to advocate an international normalization of instruments and of evaluation methods.

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Résumé Après avoir rappelé les défauts connus de l'héliographe Campbell-Stokes, l'auteur compare les enregistrements simultanés de cet appareil et de l'héliochronographe de Maurer exécutés à Bâle. Il étudie les conséquences de leurs sensibilités différentes en considérant la hauteur du soleil au début de l'enregistrement, la perte d'insolation lors des jours sans nuages et la variation diurne de l'insolation pour des intensités comprises entre 0,2 et 0,4 cal cm^–2 min^–1. Les erreurs produites par une brûlure excessive du carton ont une répercussion sur l'insolation totale et sa variation diurne ainsi que sur le nombre d'heures à insolation ininterrompue. L'étude de la fréquence des heures présentant une durée d'insolation déterminée, des jours présentant des sommes d'insolation déterminées, de la somme de l'insolation relative et de la nébulosité conduisent enfin l'auteur à souhaiter une normalisation internationale des appareils et des méthodes de dépouillement.

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Mit 7 Textabbildungen

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Herrn Dr.Anders K. Ångström zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

太湖无锡地区近40a来日照的变化特征分析

利用无锡站1961—2000年日照时数、日照百分率、总云量及低云量资料，对太湖无锡地区近40a来日照的变化特征进行分析，阐述了其年变化及多年变化特征，分析了日照时数与日照百分率、总云量、低云量之间的关系。结果表明：日照时数呈减少趋势，年日照时数的减少幅度为99．72h／10d，其中又以夏、秋季减少最快；日照时数年内变化为夏秋季大、冬春季小；日照时数与日照百分率变化趋势不完全相同；日照时数与总云量、低云量呈负相关；年日照时数存在突变现象。     

阳泉市城市化发展对日照时数影响的分析

针对山西省阳泉市平定近年日照时数异常减少的情况,利用阳泉市3个地面气象站资料,从影响日照时数的气象因素和社会发展因素出发,比较分析了阳泉市各地城市化发展对日照时数影响的差别,找出平定日照时数异常减少的原因。结果表明:在霾日数、总云量、降水量、相对湿度等相关的气象要素中,平定日照时数的变化与霾日数相关性最强;平定、阳泉日照时数与霾日数显著负相关,日照时数的大幅减少与霾日数的大幅增加相伴;平定、阳泉主要城市发展因子与霾日数显著正相关,与日照时数显著负相关,城市化发展使平定、阳泉大气污染物增加、霾日数增加、大气透明度下降、日照时数减少。城市化发展对日照时数的影响与城市化发展速度及地理地形形成的大气污染扩散条件有关。平定城市化急剧发展与山间盆地地形的共同因素导致平定日照时数异常减少。     

近50年成都市日照时数变化规律

对近50年成都日照时数的年、季和月变化特征及其与云量的关系进行了分析.并用气候突变理论对日照时数进行检测分析.结果表明:近50年成都市年日照时数总体呈减少趋势,其气候变化率为每10年减少69.41 h,日照时数年际变化幅度较大,峰值点(1963年)与谷点(1989年)相差可达662.8 h.日照时数存在明显的季节差异,各季季日照时数年际变化减少的趋势从大到小依次为:夏季>冬季>春季>秋季;相应的气候变化率分别为每10年-29.77,-20.17、-9.91、-9.56 h.各月的日照时数均呈减少趋势,其中8月减少的趋势较为显著,4月减少的趋势较弱.日照时数与日照百分率的年际变化基本保持一致.年日照时数在1978年附近发生突变,表现为日照的急剧减少,从气候多日照时段转变成少日照时段.     

可照时间受地形的影响及其精细的空间分布

设计了起伏地形下可照时间分布式计算模型，讨论了不同纬度的坡度、坡向、遮蔽等地形因子对可照时间的影响。结果表明：可照时间的纬向分布特征明显；同一纬度，同一坡向的可照时间随着坡度的增加而减小；坡向对可照时间的影响复杂，不同坡向上的可照时间随季节和坡度变化；在太阳高度角较低的冬季，地形遮蔽对可照时间的影响显著，可明显地影响可照时间的空间分布，清楚表现出可照时间的非地带性。同时绘制了1：100万我国实际地形下精细的可照时间空间分布。