4. Разность выразить в единицах времени:
1° = 4 мин 1' = 4 сек
5. Полученную разность прибавить к полученному в пункте 2 времени, если станция расположена к востоку от среднего меридиана, и вычесть если западнее от среднего меридиана.
Пример. Вычислить сроки производства актинометрических измерений летом для станции с долготой 56°.
1. Определим, в каком часовом поясе находится станция по таблице 1. Станция находится в IV часовом поясе.
2. Дано время 6 ч 30 мин. Прибавляем 1 ч, за счет декретного времени, и 1 ч, за счет летнего времени: x = 6 ч 30 мин + 1 ч + 1 ч = 8 ч 30 мин.
3. Разность между долготами: y = 60° - 56° = 4°
4. y = 4° = 16 мин
5. Станция расположена восточнее среднего меридиана, значит 16 мин прибавляем. срок = x + y = 8 ч 30 мин + 16 мин = 8 ч 46 мин
Аналогично для других сроков.
1.3. Вычисление высот и синусов высот солнца
Перед началом измерений необходимо рассчитать календарь синусов высот и высот солнца. Для быстрого вычисления высот и синусов высот солнца наиболее удобно рассчитывать заранее календарь величин h и sin h для широты данной станции. Высота солнца h в момент t по истинному времени вычисляется по формуле:
sin h = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos τ ,
где φ – широта данной станции, δ – склонение солнца для данного дня, τ – часовой угол солнца, отсчитываемый от момента истинного полудня. С истинным временем наблюдения t величина τ связана соотношением:
τ = 15° (t – 12 ч).
Наиболее просто вести расчет h и sin h при условии, что уравнение времени равно нулю, т.е. среднее солнечное время совпадает с истинным. Тогда для установленных сроков наблюдения получаются следующие значения τ и cos τ:
6 ч 30 мин 9 ч 30 мин 12 ч 30 мин 15 ч 30 мин 18 ч 30 мин
τ° -82,5 -37,5 7,5 52,5 97,5
cos τ 0,130 0,793 0,991 0,609 -0,130
Так как среднее солнечное время наблюдения в большинстве случаев не совпадает с истинным, то в результате вычисления по приведенной формуле необходимо ввести поправку на отклонение момента наблюдения по истинному времени от момента, для которого произведен расчет.
Абсолютная величина этой поправки Δ (sin h) определяется формулой:
Δ (sin h) = cos φ cos δ sin τ Δ (τ),
где Δ(τ) означает отклонение истинного времени от расчетного, выраженное в радианной мере. Одна минута отклонения по времени соответствует величине Δ(τ) = 15' в угловой мере или Δ (τ) = 0,00436 – в радианной. До полудня поправка будет иметь положительный знак, если истинное время наблюдения больше расчетного для данного рока, и отрицательной, если оно меньше расчетного. После полудня в этих случаях знаки меняются на противоположные.
Наиболее удобно произвести вычисление Δ (sin h) для десятиминутного отклонения срока наблюдения от расчетного, т.е. для значения Δ(τ) = 0,0436. В таком случае для расчетных сроков получается:
6.30 9.30 12.30 15.30 18.30
τ˚ -82,5 -37,5 7,5 52,5 97,5
sin τ -0,991 -0.609 0,130 0,793 0.991
sin τ Δ(τ) 0.043 0.026 0.006 0.034 0.043
Для произведения sin τ Δ(τ) здесь указана его абсолютная величина. Если отступление срока наблюдения от расчетного составило n минут, то для получения величины Δ(sin h) в этом случае необходимо полученное выше значение sinτΔ(τ) умножить на 0,1 n.
Высота солнца h получается по исправленному значению синуса: sin h + Δ(sin h). Значения sin h вычисляются с точностью до 0,001.
Ниже приведен пример расчета sin h и h на определенной станции для определенной даты:
Пример. Вычислить величины sin h и h для широты φ = 58°01´ и даты 1/VII (склонение солнца δ = +23,1˚).
Сроки наблюдения по истинному времени
6.30 9.30 12.30 15.30 18.30
cosφcosδ 0,487 0,487 0,487 0,487 0,487
cosτ 0,130 0,793 0,991 0,609 -0,130
cosφcosδcosτ 0,063 0,386 0,483 0,297 -0,063
sinφsinδ 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333
sin h 0,396 0,719 0,816 0,630 0,270
h˚ 23,3 46,0 54,7 39,1 15,7
Для
Δt = 10 мин 60,021 60,013 60,003 60,017 60,021
Δsin h
С учетом поправки Δsin h вычисляются значения sin h и h в случае несовпадения истинного времени наблюдения с расчетным сроком:
1. Наблюдение произведено в 6 ч 35 мин истинного времени, т.е. на 5 мин позже расчетного срока. В этом случае
sin h = 0,396 + 0,021*0,5 = 0,407 и h = 24˚.
Величина Δsin h взята со знаком (+), так как наблюдение произведено до полудня и истинное время его больше расчетного.
2. Наблюдение произведено в 9 ч 27 мин истинного времени:
sin h = 0,719 - 0,013*0,3 = 0,715 и h = 45,7˚.
Величина Δsin h взята со знаком (-), так как наблюдение произведено до полудня, но истинное время его меньше расчетного.
3. Наблюдение произведено в 18 ч 34 мин истинного времени:
sin h = 0,270 - 0,021*0,4 = 0,262 и h = 15,2˚.
В этом случае Δsin h = -0,008, так как наблюдение произведено на 4 мин позже расчетного послеполуденного срока.
1.4. Установка приборов на площадке
Для производства срочных наблюдений все приборы устанавливаются на актинометрической стойке (рис.1), представляющей собой вертикальный столб с горизонтальной рейкой. Гальванометры располагаются в специальном деревянном ящичке с северной стороны от стойки. Северо-восточнее стойки устанавливается ручной анемометр АРИ-49 на высоте 1,5 метра.
Рис.1. Размещение приборов на неподвижной стойке
Актинометрические приборы размещаются следующим образом: на горизонтальной доске сверху столба укрепляется актинометр. Стрелка на основании актинометра должна быть направлена на север, широта устанавливается с точностью до одного градуса.
Пиранометр или стационарный альбедометр укрепляется на горизонтальной рейке актинометрической стойки на расстоянии 20-25 см от ее южного конца. Горизонтальность головки пиранометра проверяется по уровню, при необходимости положение ее исправляется регулировочными винтами.
Для установки балансомера используется шаровой шарнир, который в свою очередь крепится винтом к концу рейки. Приемная поверхность с цифрой 1 направляется вверх, а ее горизонтальность проверяется накладным уровнем.
Соединительные провода от пиранометра и балансомера пропускаются вдоль западной поверхности рейки и закрепляются металлическими скобками. Провод актинометра пропускается через отверстие в основание прибора. Концы всех проводов подводятся к клеммам гальванометров.
Гальванометры устанавливаются в ящике клеммами на юг. Винты должны быть вывернуты на 1-2 оборота, а стрелки подведены к 5 делению шкалы.
Правый гальванометр соединяется с актинометром, левый с пиранометром и балансомером.
1.5.Производство основных наблюдений
Объем и порядок наблюдений в дневные и ночные сроки различный, поэтому последние принято разделять. Дневные сроки охватывают промежуток времени, начинающийся за 30 мин до восхода солнца и заканчивающийся на 30 мин позднее захода солнца. Ночным в летнее время в наших широтах считается срок 0 ч 30 мин.
Общий порядок наблюдений в дневные сроки следующий. За 10 мин до срока наблюдений производится осмотр всех приборов, проверяется чистота контактных поверхностей, штырьков вилки. Если есть какие-либо неисправности, то они устраняются до срока наблюдений.
За 5 мин до срока наблюдений снимаются футляры и крышки приборов. Затем производится нацеливание на солнце трубки актинометра, проверка горизонтальности головки пиранометра и приемной пластины балансомера, затенение их экранами от солнца.
За 3 мин до срока наблюдений производят отсчеты места нуля актинометра, пиранометра (при закрытых крышках) и балансомера (при отключенном гальванометре).
За 1 мин до срока снимаются крышки с приборов, еще раз проверяется нацеливание трубки актинометра на солнце и положение теневых экранов. Затем откидывается реечный настил и в срок наблюдений после записи состояния диска солнца производится отсчет.
При наблюдениях измеряемые характеристики радиации могут изменяться, поэтому, чтобы такие колебания меньше влияли на точность наблюдений, производятся серии отсчетов. Вместе с определением рассеянной D, отраженной Rк радиации и радиационного баланса (B или B – S') измеряется прямая радиация. Для определения этих характеристик производится 3 отсчета по гальванометрам пиранометра (П) или балансомера (Б) и между ними 2 отсчета по гальванометру актинометра (А): П-А-П-А-П или Б-А-Б-А-Б (всего 5 отсчетов по двум гальванометрам). Кроме того, после каждого отсчета по балансомеру определяется скорость ветра по анемометру (всего 3 отсчета скорости).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
