摘 要:日照資料是諸多氣象要素中受人為和其它因素影響較大者之一,其重要價值在于準確性、完整性、代表性。本文針對實際工作中,在日照紙藥液配制、涂藥、浸漂、保存、及日照筒巡查和日照計安裝等進行梳理闡述,尋找分析研究,發現問題,總結經驗,使之能更好的減少人為失誤,提高觀測質量,在防災減災為農服務中提供準確的決策依據。
關鍵詞:日照記錄 準確性 原因分析
中圖分類號:X8 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(a)-0184-02
日照是指太陽在一地實際照射的時數,日照時數是指在一定時間內,太陽直接輻照度達到或超過120 W/m2的那段時間總和。以小時為單位,取一位小數。日照時間的長短決定著對太陽能的利用程度。太陽能是最環保、最清潔的能源,合理的、高效的開發利用太陽能為人類造福,是我們社會發展的方向,因此,對氣象臺站觀測日照時數的準確性提出了更高的要求。
目前麗水市的臺站用于觀測日照時數的儀器主要是暗筒式日照計,其測量原理是利用太陽光從早到晚通過日照計圓筒左右兩端兩個進光孔照射到筒內涂有感光材料的紙上產生感光跡線來記錄日照時數的。但在預審和平時統計日照記錄時,會發現有時天氣狀況與實有日照記錄矛盾,既會有缺失也會有盈余。結合自己多年的檢查記錄及工作經驗,我認為造成日照記錄疑誤的原因主要有下方面。
1 日照紙的涂刷
日照紙的涂藥質量,直接關系到日照記錄的準確性。用藥質量的好壞,涂藥方法是否得當是造成誤差的直接原因。
1.1 藥液配制
按照《地面氣象觀測規范》規定,藥品赤血鹽、枸櫞酸鐵銨、水的比例一般為1∶10和3∶10。但實際操作中,這樣配比出來的藥品過濃,放置1、2天后,日照紙就變成墨綠色,感光跡線模糊很難辨認,是無法使用的。所以我們站的值班人員都是憑借自己的經驗配置藥液,但每個人的操作手法不同,配置藥液比例很難把握,沒有統一的標準。藥液比例失調的日照紙,當陽光稍弱或垂直能見度較差或有較薄的高云時,就不能顯影和感光,導致日照記錄偏少,直接就影響到記錄的真實性。根據經驗積累,我覺得涂刷出來的日照紙呈微黃色的感光度最好,使用后感光跡線也最清晰。由于每個批次藥品質量不同,我們涂藥時不能生搬硬套,要靈活掌握比例。配制好的藥液應為棕色,因為感光藥劑:枸櫞酸鐵銨吸水性較強,易和其他物質起反應,如為藍色說明枸椽酸鐵銨失效,就不能使用了。
1.2 涂藥
1.2.1 涂藥順序
涂藥前必須用脫脂棉把每張需涂的日照紙表面擦凈(其目的是去掉紙表面的油脂,使紙吸藥均勻)。如日照紙表面未擦凈,會影響日照紙面感光。涂刷時應在暗處或夜間弱燈光(最好是紅燈光)下進行,最好使用脫脂棉來涂藥,因為脫脂棉吸水少,涂刷時能較好把握。先橫著涂,然后豎涂,豎涂時要注意把橫著涂時留下的細小印跡刷勻。因為有時藥劑末表面看已經攪勻,其實并未徹底溶解,會吸附在脫脂棉上涂到紙上,造成紙面底色不均,如殘留的橫印剛好和日照跡線位置重疊或接近時,就會導致觀測員在統計記錄時發生錯覺,誤判,影響記錄真實性。
1.2.2 涂藥位置
地球自轉并繞太陽公轉,同一地點每一天的太陽高度角是變化的,但這個變化每年是固定的。日照紙夏半年感光弧線偏于日照紙的下端,冬半年則偏于上端。尤其是夏天的6月、7月間,上午5~6時日照跡線離進光孔最近,間距大約只有15 mm左右;下午15~17時日照跡線最靠近底邊,距底邊大約只有6~7 mm位置,涂藥時要特別注意把進光孔邊和底邊都要涂上。如不能很好的把握日照跡線規律,最好是全面涂刷,涂刷的左右范圍要超過日照紙的5~12時、12~19時,上下范圍要達到日照紙的邊線,避免因涂刷不全而造成跡線缺測。
1.3 日照紙的浸漂
我們工作時有時會直接把日照紙放入已浸漂過的水中浸漂,這樣即使日照紙存放的時間短,同樣的太陽強度下的感光跡線也不會很好。要想有好的浸漂效果,必須每天更換清水,并且將日照紙完全浸漂在水中,3~5 min后撈出。最后再用自來水輕輕沖淋一下,效果會更好。還有值班員必須養成先畫線再浸漂的習慣,浸漂時最好不要忙別的事,這樣就杜絕了因未畫線浸漂造成日照記錄的缺失和因浸漂時間太長使日照紙破損。
1.4 日照紙的保存
涂刷好的日照紙應放在暗處徹底陰干后并及時放進加蓋的暗筒中,避免感光失效。為了保證日照紙的質量,我站一般涂刷10張左右,冬季可適當多些。一次涂刷日照紙過多及久存會使日照紙受潮或感光,使感光跡線的色度與底色反差不明顯,影響感光跡線的辨認。如換紙時發現日照紙呈蘭綠底,不是常見的黃綠底時,就說明紙已經感光失效了,不能再使用。
2 日照筒巡查
每天日出前必須巡視檢查日照筒。當進光孔上有鳥糞、塵土或小蟲堵住進光孔時,日出前就能及時清除,避免記錄缺測。風沙后要注意檢查日照計兩孔,遇堵及時清除。雨雪對日照記錄的影響也較大,特別是夏季與連陰雨天氣或強度較大的降水,降水易流入進光孔,沖掉紙面藥物而使日照記錄受影響。因此,要防止暗筒進水,及時清除筒上的積雪,如發現進水要及時清除,并視情況看是否需重新換紙。
3 日照計安裝
暗筒式日照計在儀器合格、安裝正確的情況下,感光跡線呈固有的表現形式,具有明顯的特征。即在天氣晴朗無云的情況下,春、秋分這天的日照跡線應是兩條與時間線相垂直的平行直線段,夏冬季應是兩條向南(北)凸出的對稱、等長的弧線。但日照計在露天下,經過多年的風吹雨打以及人為、非人為因素的影響,會使暗筒發生了不同程度的傾斜,使得暗筒筒身與底座不在同一水平面上,或與緯度刻度盤指示的緯度產生了誤差,造成日照記錄不準確。地面氣象觀測規范要求每月應檢查日照計的安裝情況,即檢查水平、方位、緯度等是否正確。而平時我們也可以根據感光跡線,來判斷安裝是否正確,便于及時發現糾正。
3.1 日照計安裝不水平的跡線表現
3.1.1 東高西低
當日照計出現東高西低時,上午跡線終止和下午跡線開始雖然仍在日照紙12時時間上,由于上午跡線在日照紙開始端處于日照紙偏晚的時間線上,則上午跡線就比較常年偏短,下午跡線在日照紙終止處處于日照紙較正常偏晚的時間線上,則下午跡線就較常年偏長。
3.1.2 東低西高
同理,當日照計出現東低西高時,上午跡線終止和下午跡線開始雖然仍在日照紙12時時間上,由于上午跡線在日照紙開始端處于日照紙偏早的時間線上,則上午跡線就比較常年偏長,下午跡線在日照紙終止處處于日照紙較正常偏早的時間線上,則下午跡線就較常年偏短。
3.2 其他
根據儀器的構造特點,日照紙出現超出或未到12時的現象,首先就要查進光孔或隔光板位置是否發生變化,然后再考慮換紙時日照紙10時和14時先線是否對準筒口和筒底白線。在工作中我們要學會多分析多觀察,如日照計安裝東高西低或東低西高的不水平現象,在日照跡線中表現就不是很明顯,只有通過平時實踐和經驗積累才容易發現問題,及時糾正。
4 結語
影響日照記錄的原因還有很多,如日照紙的質量,配藥的保質期及個人的視力差別都直接反映在日照跡線的判斷中。但只要按規范操作并注意維護儀器,就可以將影響降到最低,從而提高觀測資料的準確,為天氣預報、氣象信息、氣候分析、科學研究和氣象服務提供重要的依據。
參考文獻
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