The Importance of Solar Radiation Among Other Meteorological Parameters

太阳是我们的生命来源,为地球表面提供了超过99.98%的所有能量,其余的就是内部地热能。太阳辐射对我们的气候和天气产生了重要影响。因此,监测太阳辐射是气象学家和气候研究人员的关键学科。为了获得宝贵的结果,专业人士依靠高度专业的工具。

It has been common practice to perform routine meteorological measurements as part of weather forecasting and climatology studies for centuries. Evaluating and interpreting this statistically robust data is vital as part of tracking medium-term and long-term atmospheric conditions.

Without this data, it would not be possible to maintain contemporary transport and communications infrastructures such as ground, air and sea traffic. This data is primarily acquired by measuring and observing the atmosphere close to the ground – an area known as the ‘boundary layer.’

最重要的气象参数在这个领域是:

  • 风向和速度
  • 气温
  • 空气湿度
  • 空气压力
  • 沉淀
  • 阴霾和其他空气内容
  • 陆地和太阳辐射

这些参数也是监测和解决问题,例如空气污染,太阳模拟,雪崩警告,可再生能源,林业,供水和分配,农业,城镇和区域规划等问题。

例如,只能通过将它们与同时获得的气象数据进行比较来彻底评估和解释气体排放测量。

The structure of the atmosphere close to the ground is central to the local climate. It is necessary to determine and monitor parameters such as solar radiation, air humidity and temperature to understand and assess the chemical reactions of pollutants present in the air.

任何气象参数都可能受到短期变化的影响,通常由大气湍流触发。气象参数也直接或间接地受到太阳辐射的影响,导致每日或每年的趋势。

评估这些趋势需要从特定时期测得的实际值计算的平均值。

某些气象参数的每日周期很容易理解。例如,温度周期通常是一条正常曲线,在日出之后,温度周期是最小值,在午后的最大值。

气象参数的年度周期可以通过每日测量来确定,特定气候区域的平均年度周期通常通过在最低30年期间进行测量来确定。

As meteorological measurements must be collected outside, sensors and related electronics must be designed to accommodate the local climate, from deserts to arctic conditions.

靠近地面的大气中辐射值的时间和空间特征受地面本身的特征的影响。

许多因素可能会影响任何特定地区的接收辐射,包括:

  • 地上的位置
  • Time and date
  • 降水类型,例如云,雨,雾或雪
  • Constriction of the horizon (field of view)
  • 空气污染,例如气体和气雾剂
  • Albedo

这些因素的物理影响意味着某些应用领域只能在整个测量位置测量“全球辐射”。

some applications may require a measurement of the ‘direct radiation’ emanating from the sun and ‘diffuse radiation’ – radiation that is not emanating directly from the sun. It may also be necessary to determine the ‘radiation balance’ of incoming to outgoing radiation in the short-wave and long-wave.

The physical characteristics of solar radiation are affected by the atmosphere before it reaches the ground.

它在不同的波长范围中的吸收也是一个必不可少的参数,而反映表面可能会影响反射特性不同的表面,例如水,冰,冰,雪,草,农作物,石头或林地。

在测量太阳辐射时,必须考虑这些大气特性,不同的波长范围和地面的质量。因此,有必要发展高度专业的传感器对于每个人(通常是复杂)测量任务。

Developing an appropriate sensor requires prior determination of the meteorological value to be measured and how this will be defined.

例如,短波光谱范围内的参数包括:

Table 1.资料来源:OTT九水孔

直接太阳辐射 s
扩散的天空辐射 H
全球辐射 G(= S + H)
reflected Global Radiation r
Albedo (Reflection Factor) R /(S + H)
short-wave Radiation Balance (S + H) - R

Table 2.资料来源:OTT九水孔

大气辐射 A
地面的发射
(包括反射的大气辐射)
e
向下全球辐射 S + H + A
向上的全球辐射 r + e
Long-wave Radiation Balance A- e

整个光谱之间的辐射平衡可以理解为接收到的辐射之间的差异:

表3。资料来源:OTT九水孔

辐射平衡 Q(= S + H - R + A- E)

These parameters represent the most critical climatological factors. A number of sensors have been developed to accommodate these.

表4。资料来源:OTT九水孔

直接太阳辐射
传感器 Pyrheliometer 插图直接太阳辐射
spectral Range 300 nm - 3,000 nm
视角 <5º
Neccessary Accessory sun Tracker
全球辐射
传感器 金字仪计 Illustration of Global Radiation
spectral Range 300 nm - 3,000 nm
视角 180°
必要的配件 没有任何
reflected Global Radiation
传感器 金字仪计 Illustration reflected global radiation
spectral Range 300 nm - 3,000 nm
视角 180°
必要的配件 眩光屏蔽以防止低角度非反射辐射
扩散的天空辐射
传感器 金字仪计
spectral Range 300 nm - 3,000 nm
视角 180°
必要的配件 shadow Ring
阴影设备: shadow Ring
shadow Band
sunTracker/Shadow Ball
sun Tracker/Shadow Disk
大气辐射
传感器 金字仪和金钢计 Illustration Atmospheric Radiation
spectral Range 300 nm – 50 µm
视角 180°
必要的配件 没有任何
地面的发射
传感器 金字仪和金钢计 地面的发射
spectral Range 300 nm – 50 µm
视角 180°
必要的配件 眩光盾牌以防止低角度的非反射辐射
辐射平衡
传感器 净辐射计
2个载齿仪和
2个高点
辐射平衡
spectral Range 300 nm – 50 µm
视角 180°
必要的配件 向下朝下传感器的眩光盾牌,以防止低角度非重新辐射

这些气象测量的组合是诸如天气预报和气候学之类的应用中的重要因素,具体取决于任务和所需的准确性。

作为监测和最大程度减少空气污染的广泛目标的一部分,必须对其进行测量,以遵守国家标准以评估排放和空气质量。这些通常称为“环境测量”。

environmental measurements tend to involve determining the global radiation, direct radiation and radiation balance.

全局和直接辐射数据与特定光谱数据结合使用,以确定空气中气体和气溶胶颗粒的数量。yabo214这些数据还有助于洞悉目前的任何二次杂质的光化学形成。

辐射平衡提供了有关垂直交换和污染传播的有价值数据。

太阳传感器也用于环境模拟应用中,其中使用“人造太阳”来测试太阳辐射对材料的影响。亚博网站下载非常高强度的人工辐射源用于减少测试时间。这些辐射源远远超过太阳常数 - 最大自然值为1367 W/m²。

重要的是,在这些应用中使用的传感器具有能够适应2000至4000 W/m²范围内的辐射水平的测量范围。这些传感器还必须能够在高于100°C的温度下工作。

此信息已从OTT Hydomet提供的材料中采购,审查和调整。亚博网站下载

有关此消息来源的更多信息,请访问OTT九水晶。

Citations

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    OTT湿法 - 气象。(2022年4月12日)。太阳辐射在其他气象参数之间的重要性。Azom。于2022年4月12日从//www.washintong.com/article.aspx?articleId=21480检索。

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    OTT湿法 - 气象。“太阳辐射在其他气象参数中的重要性”。AZoM。2022年4月12日。

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    OTT湿法 - 气象。“太阳辐射在其他气象参数中的重要性”。Azom。//www.washintong.com/article.aspx?articleId=21480。(2022年4月12日访问)。

  • 哈佛大学

    OTT湿法 - 气象。2022.The Importance of Solar Radiation Among Other Meteorological Parameters。Azom,2022年4月12日,https://www.washintong.com/article.aspx?articleId=21480。

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