净全辐射是研究地球热量收支状况的主要资料。净全辐射为正表示地表增热,即地表接收到的辐射大于发射的辐射,净全辐射为负表示地表损失热量。净全辐射用净全辐射表测量。净全辐射表由感应件、薄膜罩和附件等组成
净全辐射表感应件也是由涂黑感应面与热电堆组成。但与总辐射表不同,它有上下两个感应面,两面均能吸收波长为0.3~100μm全波段辐射。热电堆两端与上下两个感应面相贴。由于上下感应面吸收的辐照度不同,使得热电堆两端产生温度差异,其输出的电动势与涂黑感应面接收的辐照度差值成正比。净全辐射表有长波与全波段两个灵敏度,其要求范围均在7~14μV·W-1·m2。长波与全波段灵敏度允许误差≤15%。响应时间≤60S(响应稳态值99%)。白天(净全辐射为正值)采用全波段灵敏度,夜间(净全辐射为负值)采用长波灵敏度。 为防止风的影响和保护感应面,净全辐射表上下感应面装有既能透过短波( 0.3~3μm ),又能透过长波辐射( 3~100μm )的半球形专用聚乙烯薄膜罩。薄膜罩上放置橡皮密封圈,然后用压圈旋紧,使得薄膜罩牢牢固定住。附件:有表杆、干燥器、底板、上下水准器与调节螺旋、接线柱和橡皮球等。干燥器(内装硅胶)装在表杆内与感应件相通,用橡皮球打气,通过干燥器即使上下薄膜罩充成半球形,并提供干燥气体,排除罩内潮气。此外还有上下两个金属盖和固定压圈用的金属环等。
2.仪器的安装、使用和维护
⑴ 安装
安装净全辐射表的架子是由台柱和伸出的长臂所组成(见图13-12),长臂的末端固定一块比净全辐射表底座稍大的金属板或木板。安装架子时,要求台柱离地面约1.5m,长臂基本水平,方向朝南。台柱埋入地下部分要很牢固,不要因长臂末端安装仪器长期承受重量而下垂。
安装时,把表的底板用不锈螺旋固定在金属板上,使感应件伸出长臂,接线柱方向朝北。用调整螺旋将感应面调平。最后用电缆线连接记录仪,接线时要注意正负极。
⑵ 使用与维护
净全辐射表观测的是全辐射差额,不仅白天观测夜间也要观测。记录仪显示的是瞬时值、时累计量和0-24小时日总量,一般白天显示正值,夜间为负值。
净全辐射表和总辐射表一样,除每日上下午至少各检查一次仪器状态外,夜间还应增加一次检查。每次检查和维护的内容如下:
① 感应面是否水平。
② 薄膜罩是否清洁和呈半球凸起。罩外部如有水滴,应用脱脂棉轻轻抹去,若有尘埃、积雪等,可用橡皮球打气,使罩凸起并排除湿气。
薄膜罩通常每月更换一次,风沙多、大气污染严重或紫外光强易使聚乙烯老化的地区,要增加更换次数。
更换薄膜罩时要用专用工具(金属环)把压圈旋下,取下橡皮密封圈与旧罩,然后换上新罩,放上密封圈,再用专用工具把压圈旋紧。换罩时如发现密封圈老化或损坏应同时更换,更换时注意不要弄脏或碰坏黑体。如果感应面有脏物,要用橡皮球清除,不要用刷子等硬物去清除。
遇有雨、雪、冰雹等天气时,应将上下金属盖盖上,加盖条件同总辐射表,稍大的金属盖在上,以防雨水流入下盖内。降大雨时应另加防雨装置。降水停止后,要及时开启。由于薄膜罩密封性能不好或金属盖盖得不紧,大雨时,常把感应面弄湿,使得仪器短路或出现负值,应及时把仪器烘干或换上备份表。
④ 要注意观测结果的正负值。正常天气净全辐射夜间为负值,日出后1-2小时升为正值至中午为最大,日落前1-2小时又转为负值。如果出现相反情况,可能仪器的正负极接错。
⑤ 干燥剂失效要及时更换。
⑥ 注意保持下垫面的自然和完好状态。平时不要乱踩草面,降雪时要尽量保持积雪的自然状态。
净全辐射表出现的故障和处理方法与总辐射表基本相同。但最常见的故障是薄膜罩漏水使得感应面潮湿,造成记录出错。因此,气象站要备足薄膜罩与橡皮垫圈及时更换,保持好密封性。
3.辐射作用层状态的观测
有净辐射或反射辐射观测项目的气象站,应观测作用层状态。 作用层状态的观测地点为净全辐射表支架下的观测场地面。每天地平时9时点左右观测辐射作用层状态。
作用层状态由作用层情况的十位数码和作用层状况的个位数码组成的两位编码表示,记录在备注栏靠日期一边栏内。例如:枯草上降新雪记“14”。 (辐射表)