Bài giảng thiết bị đo thời gian nắng

I Thiết bị đo thời gian nắng + Một số hiện tượng thời tiết khác * Thời gian nắng được tính đến 0.1 giờ và đường ghi bắt đầu từ lúc cường độ trực xạ của bức xạ mặt trời >= 0.1 KW/m2... I

BÀI 8 THIẾT BỊ ĐO THỜI GIAN NẮNG

VÀ BỨC XẠ

I Thiết bị đo thời gian nắng

+ Một số hiện tượng thời tiết khác

* Thời gian nắng được tính đến 0.1 giờ và đường ghi bắt đầu từ lúc cường độ trực xạ của bức xạ mặt trời >= 0.1 KW/m2

I Thiết bị đo thời gian nắng

+ Bộ phận chuyển đổi tín hiệu

- Giá đỡ quả cầu (2)

- Một đế di động (4)

- Một đế cố định (5)

I Thiết bị đo thời gian nắng

2 Nhật quang kí Campbell-Stokes

• Cấu tạo

+ Bộ phận hiển thị

+ Giản đồ dùng trong nhật quang kí: 3 loại (được thay đổi theo mùa)

- Giản đồ mùa hè là loại giản đồ cong và dài;

- Giản đồ mùa đông là loại giản đồ cong và ngắn;

- Giản đồ phân điểm là loại giản đồ thẳng (sử dụng trong mùa thu và mùa xuân)

I Thiết bị đo thời gian nắng

b Nguyên tắc hoạt động

2 Nhật quang kí Campbell-Stokes

+ Dùng nhiệt mặt trời để đốt cháy khi có ánh sáng mặt trời chiếu qua quả cầu thủy tinh hội tụ tạo thành các vệt cháy trên giản đồ lắp trên máng

I Thiết bị đo thời gian nắng

2 Nhật quang kí Campbell-Stokes

c Trình tự quan trắc

+ Ta thường thay giản đồ nắng hàng ngày sau khi Mặt trời lặn

+ Ở vùng vĩ độ cao

- Giản đồ mùa hè được dùng từ ngày 12 tháng 4 tới ngày 2 tháng 9

- Giản đồ mùa đông được dùng từ ngày 15 tháng 10 đến ngày 28 tháng 2

- Giản đồ phân điểm được dùng trong thời gian còn lại trong năm

+ Quy toán giản đồ

I Thiết bị đo thời gian nắng

2 Nhật quang kí Universal

a Cấu tạo

+ Gồm một quả cầu thuỷ tinh chất lượng cao trong suốt (7)

+ Hệ thống giá đỡ (1,2,3,…,12)

+ Giản đồ dùng trong nhật quang kí: 2 loại

(được thay đổi theo mùa)

- Giản đồ mùa hè là loại giản đồ cong đặt ở khe dưới của máng

- Giản đồ mùa hè là loại giản đồ cong đặt ở khe trên của máng

- Giản đồ phân điểm là loại giản đồ thẳng (sử dụng trong

mùa thu và mùa xuân)

I Thiết bị đo thời gian nắng

b Nguyên tắc hoạt động

2 Nhật quang kí Universal

+ Dùng nhiệt Mặt trời đốt cháy một vết trên giản đồ ghi nhờ

quả cầu

I Thiết bị đo thời gian nắng

2 Nhật quang kí Universal

c Trình tự quan trắc

+ Ta thường thay giản đồ nắng hàng ngày sau khi Mặt trời lặn

- Từ ngày 16 tháng 10 tới hết tháng 2 dùng giản đồ cong đặt ở khe trên của máng

- Từ ngày 1 tháng 3 tới ngày 15 tháng 4 và 1 tháng 9 đến ngày 15 tháng 10 dùng giản đồ thẳng đặt ở khe giữa của máng

- Từ 16 tháng 4 đến 31 tháng 8 dùng giản đồ cong đặt ở khe dưới của máng.+ Quy toán giản đồ

I Thiết bị đo thời gian nắng

Chú ý:

+ Khi nắp nhật quang ký trục của quả cầu luôn theo hướng bắc nam

+ Điều chỉnh vĩ độ của quả cầu theo vĩ độ của trạm (trả lời góc nghiêng

của quả cầu)

Cơ chế vận chuyển năng lượng

trên trái đất

Tổng của trực xạ và tán xạ gọi là bức xạ tổng cộng hay tổng xạ

Phần bức xạ Mặt Trời bị mặt đất hay

khí quyển (chủ yếu do mây) phản xạ

trở lại được gọi là bức xạ phản chiếu

Các dòng bức xạ trong khí quyển

do bị đốt nóng, mặt đất trở thành nguồn phát xạ nhiệt hướng tới khí quyển Bức xạ phát

ra từ mặt đất gọi là bức xạ mặt đất

khí quyển cũng phát xạ về mọi hướng và một phần hướng về mặt đất, phần này gọi là

bức xạ nghịch của khí quyển.

II Thiết bị đo bức xạ

1 Những nguyên lí cơ bản về hoạt động của thiết bị đo bức xạ

- Bức xạ Mặt trời trực tiếp đã đo dưới tác động của tia tới vuông góc;

- Bức xạ Mặt trời tổng cộng đã nhận được trên bề mặt nằm ngang

- Bức xạ của bầu trời

- Bức xạ Mặt trời phản xạ;

- Bức xạ Mặt trời đo trong các phần hạn hẹp của quang phổ;

- Bức xạ Mặt trời chiếu xuống bề mặt hình cầu;

- Bức xạ Mặt trời chiếu xuống bề mặt cố định nhưng không nằm ngang

II Thiết bị đo bức xạ

2 Thiết bị đo bức xạ

2.1 Thiết bị đo bức xạ Mặt trời trực tiếp

2.1.1 Piahêliômét bổ chính kiểu Ángstrom

Cấu tạo:

Ống kim loại hình trụ dài 23 cm

Các băng manganin (hợp kim manggan-niken)

Hình 109 Sgk

Mặt trước ống lắp nắp sập nhỏ mục đính để che

mặt trời chiếu tới băng

II Thiết bị đo bức xạ

2 Thiết bị đo bức xạ

2.1 Thiết bị đo bức xạ Mặt trời trực tiếp

2.1.1 Piahêliômét bổ chính kiểu Ángstrom

b.a

r.i I

r là điện trở của các băng

i là cường độ dòng điện được dùng để bổ chính băng có bức xạ chiếu tới

Nguyên lý hoạt động:

C: nhiệt dung của đĩa

A: diện tích đĩa

t1: khoảng thời gian đủ nhỏ

T1: nhiệt độ của đĩa sau khoảng thời gian t1

T0: giá trị ban đầu của nhiệt độ

+ Lấy các số đọc của nhiệt kế sau khi bắt đầu quan trắc 20 và 120 giây

+ Sau khi đọc mở ngay nắp sập, kiểm ta việc điều chỉnh thiết bị và lấy các

số đọc vào thời điểm 3 phút 20 giây và 5phút 40 giây sau khi bắt đầu quan trắc

+ Lặp lại các thao tác trên, đòng thời tuân theo nghiêm túc các khoảng

thời gian quan trắc

+ Ngoài ra người ta còn dùng vòng che (đọc sgk 159)

Cần phơi piranômét ra ngoài trời để đo bức xạ của bầu trời (Không đo

bức xạ trực tiếp từ bầu trời)

II Thiết bị đo bức xạ

2 Thiết bị đo bức xạ

2.3 Các thiết bị đo bức mặt trời toàn phần

Thiết bị đo bức xạ mặt trời toàn phần là piranômet

Dụng cụ này thường đặt thường trực ở trạm quan trắc

Có 2 kiểu piranômét Eppley là piranomet 16 mối nối và piranômét 15 mối nốiNgoài ra còn

+ piranomet Moll- Gorezynsky 14 mối nối,

+ piranomet Yanishevsky là dụng cụ nhiệt điện sử dụng các mối hàn nóng lạnh

II Thiết bị đo bức xạ

2 Thiết bị đo bức xạ

2.3 Các thiết bị đo bức mặt trời toàn phần

Thiết bị đo bức xạ mặt trời toàn phần

Piranômét 15 mối nối

Đối với bức xạ mặt trời sóng ngắn, vòng màu trắng có độ phản xạ cao,

vòng màu đen có độ hấp thu mạnh

III HỆ THỐNG QUAN TRẮC BỨC XẠ TỰ ĐỘNG

Cấu tạo cho một trạm gồm 6 phần:

- Khối các bộ cảm ứng (sensor) 6 đầu đo;

- Bộ tự động dò bóng mặt trời, kèm theo tán che;

- Bộ lưu giữ và xử lý số liệu;

III HỆ THỐNG QUAN TRẮC BỨC XẠ TỰ ĐỘNG

• Đọc SGK 157

Kết thúc