实验一、太阳辐射、光照强度和日照百分率的测定

农业气象学实验指导实验一光照强度和日照时数的测定一、目的和要求了解测量太阳辐射、光照强度及日照时数的仪器及其测量原理，掌握光照强度以及日照时数的观测记录方法。

二、实验仪器1、光照强度的观测仪器：数字式照度计，用它测量可见光的光照度。

2、光照时间观测仪器：暗筒式日照计（又叫乔唐式）和聚焦式日照计两种。

用于太阳日照时数三、实验内容1、光照强度的观测真空中光电效应实验简图2、日照时数的观测①仪器构造：由金属圆筒、隔光板、纬度刻度盘和支架底座构成。

金属圆筒底端密闭，筒口带盖，筒的两侧各有一个进光小孔，两孔前后位置错开，与圆心的夹角为120，筒内附有压纸夹。

圆筒固定在支架上，松开固定螺钉可绕轴旋转，使圆筒轴与地平角为当地纬度，使太阳一年四季在南北纬度23.5变化时，就相当于在暗筒洞孔的垂直切面南北23.5范围内变化，故一年内太阳光照射时，光线都会落到暗筒内。

在春、秋分这两天阳光垂直筒身，感光线是一条垂直圆筒轴的直线，下半年阳光偏于北半球，感光线位于直线的下方，冬半年阳光偏于南半球，阳光迹线偏于直线上方。

②工作原理：暗筒式日照计是利用太阳光通过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光药剂的日照纸上留下感光迹线如图1.23，通过计算迹线的长度确定一日的日照时数，隔光板的边缘与小孔在同一个垂直面上，它使太阳光除了在正午有1-2min可以同时射入两孔外，其余时间光线只能从一孔射入筒内。

③仪器的安装：日照计要安装在开阔的、终年从日出到日没都能受到阳光照射的地方。

通常安装在观测场内或平台上，如安装在观测场内，首先埋设铁架(高度以便于观测为宜)，铁架顶部要安装一块水平而又牢固的台座，座面上要精确标出南北线，将日照计安装在铁架平台上，仪器底座要水平，筒口对准正北，并将日照计底座加以固定，然后转动筒身，使支架上的纬度记号线对准纬度盘上当地纬度值。

如观测场无适宜地点，可安置在平台或附近较高的建筑物上。

④日照计自记纸的涂药：日照计自记纸使用前需在暗处涂刷感光药剂，日照记录的准确性与否与涂药质量关系密切。

实验一太阳辐射和日照时数的观测一、目的要求1.了解TBS-2-1型直接辐射表、DFY4-1型总辐射表、PC-1型太阳辐射记录仪及暗筒式日照计等仪器的构造和原理。

2.学会上述仪器安置、测定和观测资料整理。

二、观测仪器、药品和材料TBS-2-1型直接辐射表、电机控制器、DFY4-1型总辐射表、遮光环、暗筒式日照计。

赤血盐（铁氰化钾）、枸橼酸铁铵(柠檬酸铁铵)，蒸馏水。

日照纸、量杯、天秤、脱脂棉、烧杯、毛笔、黑纸、气象常用表(3)。

三、实习内容与步骤（一）太阳辐射的观测和记录1.仪器的构造和原理测定太阳辐射通量的仪器有TBS-2-1型直接辐射表和DFY4-1型总辐射表。

这类仪器多属于热电型，即利用两种不同性质的感应面，由于吸收辐射能不同而产生温差，通过热电堆的作用，热能转换成电能，用PC-1型太阳辐射记录仪进行测定。

TBS-2-1型直接辐射表是一种自动跟踪太阳，测定太阳直接辐射的仪器。

该仪器主要由光筒和自动跟踪装置组成（见图1）。

光筒内部由七个光栏、内筒、石英玻璃、热电堆、干燥筒组成。

七个光栏是用来减小光筒内光反射和仪器内部空气的湍流；光栏的外部是内筒，内筒把光栏内部和外筒的干燥空气隔开，减小环境温度对热电堆的影响，在外筒上装置JGS3石英玻璃片，它可透过波长的辐射波，光筒的尾端装有干燥剂，以防止水汽凝结物的生成。

感应部分是快速反应的线绕电镀式热电堆组成，对着太阳一面涂有美国3M无光黑漆，它是热电堆的热结点，当有太阳光照时温度升高，它与背面的冷结点形成温差电势，该电势与太阳辐射强度成正比。

自动跟踪装置是由底板、纬度架、电机、导电环、蜗轮箱（用于太阳倾角调整）和电机控制器组成。

驱动的动力是由晶体振荡器控制的直流电机，电源为直流6V。

该电机精度高，24小时转角误差在度以内。

DFY4-1型总辐射表用于测量波长μm的太阳总辐射和反射辐射强度。

仪器感应主体由透光罩，感应器及干燥器等组成（见图2），透光罩是双层石英罩，可透射μm的太阳总辐射；感应器是康铜—铜制成的热电堆，黑体面积为16×16cm，热电堆将吸收的热能转化为电能，其电能大小与辐射强度成正比；干燥器内装硅胶，可以定期更换，仪器内部密封。

4太阳辐射照度实验（略）实验设备：辐射电流表、总辐射表、辐射热计实验原理：太阳辐射电流表是与太阳总辐射表配套使用的二次仪表，将其测得数据经过换算后，即为太阳辐射的瓦/平方米值。

其具有检测精度高，便携式设计，性能稳定，功能丰富等方面特点，是太阳能测试方面的理想工具。

该表用来测量光谱范围为0.3-3μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射,如加配遮光环可测量散射辐射。

因此，它可广泛应用于教学、太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。

仪器的工作原理基于热电效应。

在锰铜—康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用他们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势。

用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。

辐射热计用于测量工作地点所接受到的单向辐射热强度。

实验方法：（1）在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的三个螺钉，使仪器感应面成水平位置。

辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。

（2）将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的（+）、（-）端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。

（3）测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。

（4）把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度。

设备参数：辐射电流表测试范围：0～2000瓦/平方米检测精度：<±1瓦/平方米显示数值:小于200毫伏(液晶显示) 使用温度:-20～+50℃电池供电：DC:9V连续使用大于七天相对湿度：80%重量：小于600克总辐射表灵敏度：7～14mv／kw.m-2 响应时间：<35秒(99％)余弦响应：不大于±7％(太阳高度10°时) 年稳定度:不大于±2%温度系数：不大于±2％(-10℃～＋40℃) 光谱范围:0.3～3.2μm信号输出：0～20mv 非线性：±2％重量：2.5kg辐射热计量程：0-2kW/平方米分辨率：0.01kW/平方米标定精度：±5%实验报告要求：测量记录本地太阳能辐射强度。

实验一太阳辐射和日照时数的观测分析太阳辐射和日照时数是气象学中重要的观测参数，对于了解和预测天气状况、气候变化以及各种自然现象具有重要意义。

本实验旨在对太阳辐射和日照时数进行观测和分析。

实验仪器主要包括太阳辐射计和日照时数计。

太阳辐射计是一种测量太阳辐射能量的仪器，可以记录太阳辐射的强度和变化。

日照时数计是一种用于记录日照时数的仪器，可以通过测量阳光的强度和持续时间来得到日照时数。

实验首先需要选取观测地点，并确保观测点的无遮挡、无干扰。

接着，在观测地点安装太阳辐射计和日照时数计，并确保仪器的准确性和稳定性。

在观测过程中，需要每天定时对太阳辐射和日照时数进行观测记录，一般可以选择在早晨9点至下午3点之间进行观测。

观测记录完成后，我们可以对观测到的数据进行整理和分析。

首先，我们可以对太阳辐射和日照时数进行统计，得到平均值、最大值和最小值等参数。

通过对比不同日期的观测数据，我们可以了解太阳辐射和日照时数的季节变化规律。

此外，我们还可以对太阳辐射和日照时数之间的关系进行研究，进一步探究它们之间的相互作用及影响因素。

在分析的过程中，可以参考历史的天气数据、气象指数和气候模型等信息，以进一步理解太阳辐射和日照时数的意义和作用。

此外，还可以利用统计方法，比如相关分析和回归分析等，来探究太阳辐射和日照时数与其他气象参数之间的关系，如温度、湿度、风速等。

通过这些分析，可以更全面地认识太阳辐射和日照时数对天气和气候的影响。

在实验的过程中，需要注意观测的准确性和连续性。

确保仪器的正常运行和数据记录的准确性，避免人为因素对观测结果的影响。

此外，在观测的过程中也要注意保护自己的安全，避免在太阳强烈射线下长时间暴露。

综上所述，太阳辐射和日照时数的观测和分析是一项重要的实验工作。

通过观测和分析，可以得到有关太阳辐射和日照时数的重要信息，对于研究天气、气候和自然现象等具有重要意义。

因此，我们应该重视太阳辐射和日照时数的观测和分析工作，并加强对其规律和影响因素的研究，以推动气象学的进步和发展。

实验一太阳辐射与日照时数的观测一辐射的基本物理量二气象辐射的测量项目三测量原理四仪器和辐射基准五热电型辐射表原理六日照时数的测量1测量辐射的意义研究地球大气系统能量的转换及其时间空间分布的变化分析大气成分气溶胶，臭氧等的特性和分布满足其他学科对辐射的需要研究放射，出射，净辐射的分布和变化卫星辐射测量和算法的检验2辐射测量中主要项目短波辐射：太阳中能量99.9%0.17_0.4um,97%0.29—0.3um,最大0.475青绿光短波辐射长波辐射：地球表面，大气中气体，气溶胶，云放射的辐射就是长波辐射（地球辐射）全辐射：短波辐射和长波辐射的和对于紫外光，分为三个子区：UV-A:0.315-0.400微米UV-B:0.280-0.315微米UV-C:0.100-0.280微米3辐射的基本量和观测项目A描述辐射场的基本量。

辐射能（Ｑ）辐射传递的能量Ｊ。

辐射通量（Φ）单位时间传递的辐射能Ｗ。

辐射强度（Ｉ）点辐射源(l>>10d)在包含该方向的单位立体角所发出的辐射通量w.Sr-1立体角。

辐射能流率（M/F）单位时间单位面积通过的辐射能（辐射通量密度）。

辐照度（Ｅ）入射到某接收面上的辐射通量密度。

辐射出射度（M）某放射面发射的辐射通量密度w/m2２π。

辐射率辐射亮度（Ｌ）通过垂直于给定方向上单位面积单位立体角内的辐射通量曝辐射量（Ｈ）一段时间辐照度的总量（辐射总量）。

光谱辐射通量辐射源在λ+△λ波长间隔内发出的辐射功率，称为在波长λ处的光谱辐射功率（或单色辐射功率）。

--------光谱辐射强度，出射度，亮度，照度。

光子辐射量单位时间间隔内传输的光子数,(发送或接收).--------光子强度，光子亮度，光子出射度，光子亮度光度量辐射测量的项目Ａ短波辐射测量太阳短波辐射通量太阳直接辐射S：垂直于太阳入射光的辐射通量、水平面太阳直接辐射Ｓ＇S’=Ssinh=Scosz(h太阳高度角）散射辐射通量（Ｄ）：太阳辐射经过大气和云的散射，以短波形式到达地面的辐射通量总辐射（Ｑ）：太阳直接辐射Ｓ’和天空散射辐射D到达天空水平面的总量----短波辐照度。

实验一太阳能辐射实验一、实验目的1.掌握太阳总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射的概念；2.掌握会用辐射表测量太阳的各种辐射值；3.掌握太阳能瞬时辐射量、累计辐射量的概念；4.掌握热量和功率的单位换算。

5．通过实验，能够更好的了解太阳光谱。

二、实验器材1.TBQ-2总辐射表，测量光谱范围280nm~3000nm；2.TBQ-4-5，五台辐射表，测量光谱范围分别为：280nm~3000nm；400nm~3000nm；500nm~3000nm；600nm~3000nm；700nm~3000nm；3.总辐射表TBL-1测量光谱范围3500nm~50000nm。

三、实验内容在晴天，太阳能辐射到地面上时，太阳能辐射强度可以用辐射表测量得出。

测量不同范围波长的辐射表可以用不同光谱波段的辐射表测量得出。

辐射表是通过一个滤光片，把某些光谱的光过滤掉，测量出的就是特定波长的光谱。

通过测量第1路~第10路的太阳能辐射瞬时值，并通过测量过程中所用时间，得出第1路~第10路太阳能辐射太阳能辐射的累计量。

最后求出总累积量。

各路太阳能辐射表所测范围：四、实验步骤1.在电脑上，各路辐射每循环一个周期，自动记录一次数据。

测试数据时，每循环5个周期，需要记录一次数据；五、实验数据记录及处理1.记录10次数据，并将得出的数据转换为热量（MJ/m2的单位）；2.根据实验所得数据，画出第1路、第7路、第8路、第9路、第10路的瞬时值与时间的坐标曲线；3.根据实验所得数据，画出第1路、第7路、第8路、第9路、第10路的太阳能累计辐射量与时间的坐标曲线；4.结合总辐射量数据，得出太阳光谱紫外光-紫光光谱（280nm~400nm）、蓝绿光光谱（400nm~500nm）、黄光光谱（500nm~600nm）及红光光谱（600nm~700nm）的太阳能辐射的瞬时值和累计值。

六、实验结论和分析1.验证太阳光谱在280nm~3000nm波段的能量分布是否符合书本上的结论；2.验证净辐射的值是否为直接辐射-反射辐射。

实验一太阳辐射与日照时数的观测 PDF一、实验目的1.了解太阳辐射和日照时数的测量方法。

二、实验原理太阳辐射是指太阳发出的电磁波，包括可见光、紫外线、红外线等各种波长。

太阳辐射的强度随太阳的高度角、天气情况、季节等因素的变化而变化。

地面通常使用辐射计来测量太阳辐射的强度。

日照时数是指在一天之中阳光直接照射地面的时间总长。

日照时数的测量方法通常采用雾滴计、日晷、日照表等。

其中雾滴计是一种比较简便的测量方法，其原理是检测遮阳物上水滴的消失和出现，由此确定日照时数。

三、实验器材1.辐射计2.雾滴计3.计时器4.温度计5.气压计四、实验步骤1.在一个晴朗的日子，将辐射计放置在水平面上，测量太阳辐射的强度并记录数据。

测量过程中应注意避免阴影和遮阳物的影响。

2.利用雾滴计测量日照时数。

将雾滴计放置在水平面上，依据水滴消失和出现的情况判断日照时数并记录数据。

3.在测量过程中要注意气温和气压等因素对测量值的影响，需在记录数据时同时记录温度、气压等数据，以便进行修正。

4.重复以上操作，每隔一定时间（如30分钟）测量一次太阳辐射和日照时数，并记录数据，直至太阳西斜或日照结束。

五、实验结果与分析1. 太阳辐射与时间的关系根据测量结果，可以得到太阳辐射与时间的变化曲线。

一般而言，太阳辐射会在早晨和晚上较小，在中午达到最大值。

在不同季节中，太阳辐射的强度也会有明显变化，夏季辐射强度较大，冬季辐射强度较小。

六、实验结论通过实验观测，可以得到以下结论：1. 太阳辐射随时间和季节的变化而变化，中午辐射强度最大，夏季辐射强度最大，冬季辐射强度最小。

2. 日照时数随时间和季节的变化而变化，中午日照时间最长，夏季日照时间最长，冬季日照时间最短。

实验结果能够帮助我们更好地了解太阳的运动规律以及季节变化的原因，对于日常生活和农业生产等方面也有一定的参考作用。

气象学实验报告班级：植保检11-1 ：舒学号：20116340实验一、太阳辐射、光照强度和日照时数测定一、实验目的1.掌握太阳天空辐射表的使用，正确观测太阳直接辐射辐射、散射辐射、净辐射2.掌握日照计的使用方法，正确光测光照强度3.掌握日照时数、日照百分率的计算二、实验器材天空辐射表、净辐射表、照度计、紫外线照度计、日照记录纸三、实验原理1.辐射表示通过感应部位黑白相间的感应器产生热效应，转化为电动势): 单位时间以平行光形式投射到地表单位水平面积上的太阳2.太阳直接辐射(S´m辐射能。

3.散射辐射(Ｄ):太线经大气散射后，单位时间以散射光形式到达地表单位水平面积上的太阳辐射能（散射辐射）。

+Ｄ) : 太阳直接辐射和散射辐射之和，称为太阳总辐射。

4.太阳总辐射(Q= S´m5.地面净辐射(B)：单位时间，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差（也称为地面辐射差额）。

四、实验步骤与结果1.天空辐射表、净辐射表的观测、照度计的观测、紫外照度计的观测（W/m2） 2 3.19 94.5 213.5 233.9 275.8 339.5 204.83 1.93 98.9 205.3 243.6 281.3 346.1 209.9散射辐射（W/m2）1 33.2 99.5 85.3 96.7 140.3 159.3 176.32 33.9 104.6 82.6 98.5 143.9 154.1 170.73 32.5 94.4 87.9 94.9 137.6 165.7 182.5 光照强度（lx）1 4290 34300 49900 54500 64000 62200 342002 4550 37800 51600 59300 62800 61700 339003 3980 30500 48900 49400 66500 64100 36500 紫外线光照强度（uw/m2）1 25.8 112.2 271 285 302 344 2302 28.3 124.4 275 301 286 299 1973 23 .1 100.9 267 276 334 387 259 从表1可以看出，图1 天空辐射、直接辐射、净辐射和散射辐射的时间变化规律图2 光照强度的时间变化规律图3 紫外线强度的时间变化规律2. 日照时数及光照百分率的计算（以为例）（1）1993年9月23日的实照时数=7.6 h。

实验一、太阳辐射及光照强度的观测实验目的：1.了解辐射表、多探头照度计的构造原理；掌握太阳总辐射、净辐射和光照强度的观测方法。

2.掌握太阳辐射传感器、多探头照度计测定太阳总辐射、净辐射和光照强度的原理和方法。

仪器、设备：TBQ-2天空辐射表、TBB-1净辐射表、太阳辐射电流表、ZDS-10F系列多探头自动换档数字式照度计、导线设备参数：TBB-1净辐射表灵敏度：9.124um/wm2〔白天〕、9.11um/wm2〔夜晚〕太阳辐射电流表：辐射瞬时值〔瓦/平方米〕=显示值×1000/灵敏度系数实验原理及步骤：一、太阳总辐射、净辐射的观测（一）TBQ-2天空辐射表原理及安装构造原理：μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射，如加遮光环可测量散射辐射。

因此，它可广泛应用于太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。

TBB-1净辐射表用来测量太阳辐射及地面辐射的净差值。

它的测量范围为0.3～3μm的短波辐射和3～50μm的地球辐射。

TBQ-2天空辐射表的工作原理：该表为热电效应原理，感应元件采用绕线电镀式多接点热电堆，其外表涂有高吸收率的黑色涂层。

热接点在感应面上，而冷结点那么位于机体内，冷热接点产生温差电势。

在线性范围内，输出信号及太阳辐照度成正比。

为减小温度的影响那么配有温度补偿线路，为了防止环境对其性能的影响，那么用双层石英玻璃罩，罩是经过精细的光学冷加工磨制而成的。

2.TBQ-2天空辐射表的安装及使用：该表应安装在四周空旷，感应面以上没有任何障碍物的地方。

然后将辐射表电缆插头正对北方，调整好水平位置，将其牢结实定，再将总辐射表输出电缆及记录器相连接，即可观测。

最好将电缆结实地固定在安装架上，以减少断裂或在有风天发生间歇中断现象。

〔二〕TBB-1净辐射表原理及安装1.TBB-1净辐射表构造原理：TBB-1净辐射表用来测量太阳辐射及地面辐射的净差值。