РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

НАСТАВЛЕНИЕ
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМ СТАНЦИЯМ
И ПОСТАМ

ВЫПУСК 5

АКТИНОМЕТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

Часть I

Актинометрические наблюдения на станциях

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ
И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
МОСКВА
1997

ПРЕДИСЛОВИЕ

РАЗРАБОТАН	Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова
РАЗРАБОТЧИКИ	Л.В. Луцько, канд. техн. наук (руководитель темы); Е.Л. Махоткина, канд. геогр. наук; А.П. Бычкова; С.А. Соколенко, канд техн. наук; К.Д. Лебедева
УТВЕРЖДЕН	Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 21 мая 1996 г.
ОДОБРЕНО	Центральной комиссией Росгидромета по приборам и методам получения и обработки информации о состоянии природной среды 2 ноября 1995 г., протокол № 2
ЗАРЕГИСТРИРОВАН	ЦКБ ГМП за номером РД 52.04.562-96 от 24.05.96
ВЗАМЕН	следующих документов:
- Руководство гидрометеорологическим станциям по актинометрическим наблюдениям. Л., Гидрометеоиздат, 1971; - РД 52.04.211-83. Методические указания по регистрации составляющих радиационного баланса. Л., Гидрометеоиздат, 1986; - Методические указания по измерению суточных сумм солнечной радиации с применением интегратора Х-603. Л., Гидрометеоиздат, 1976; - Методические письма Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова: Об организации и выполнении измерений суммарной радиации на реперных климатических станциях. № 26/8693 от 23.12.85; Об отмене срочных актинометрических наблюдений на станциях, выполняющих регистрацию составляющих радиационного баланса с помощью УАР. № 7076/26 от 14.05.86; По определению характеристик прозрачности атмосферы. № 8836 от 17.11.86.

СОДЕРЖАНИЕ

(Измененная редакция. Изм. № 1)

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

НАСТАВЛЕНИЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМ СТАНЦИЯМ И ПОСТАМ ВЫПУСК 5. АКТИНОМЕТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ Часть I. Актинометрические наблюдения на станциях

Дата введения 1997-09-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящее наставление определяет основные положения по организации и проведению наземных актинометрических наблюдений на гидрометеорологических станциях Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромета).

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем наставлении использованы следующие документы:

1 ГОСТ 8.195-89. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости, спектральной плотности силы излучения и спектральной плотности энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,25 - 25,00 мкм; силы излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,2 - 25,0 мкм.

2 ОСТ 52.04.10-82. Актинометрия. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин.

3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1 Актинометрические наблюдения, выполняемые на сети, предназначены для изучения радиационного режима, определяющего в значительной степени климат территорий и условия жизнедеятельности человека, а также для решения практических задач в различных отраслях хозяйственной деятельности.

3.2 Сетевые приземные актинометрические наблюдения включают определение комплекса взаимосвязанных между собой характеристик солнечного излучения, достигающего земной поверхности, и теплового излучения естественных земных объектов, в том числе атмосферы, а также ряда дополнительных параметров состояния атмосферы и земной поверхности, влияющих на процессы трансформации солнечного излучения и характеризующих условия наблюдений.

3.2.1 Комплекс характеристик солнечного излучения (составляющих радиационного баланса) включает прямую солнечную радиацию, рассеянную радиацию, суммарную радиацию, отраженную коротковолновую радиацию (в дальнейшем - отраженную радиацию), коротковолновое альбедо подстилающей поверхности (в дальнейшем - альбедо), радиационный баланс, баланс коротковолновой радиации, баланс длинноволновой радиации. Понятия об этих величинах даны в приложении А, а их определения приведены в ОСТ 52.04.10.

3.2.2 Комплекс характеристик состояния атмосферы и земной поверхности включает количество и форму облаков, цвет неба, состояние диска Солнца, метеорологическую дальность видимости, состояние подстилающей (деятельной) поверхности, температуру воздуха, парциальное давление водяного пара, температуру поверхности почвы. Понятия об этих величинах, за исключением цвета неба и состояния диска Солнца, изложены в [1].

3.3 Пункт актинометрических наблюдений должен быть организован только на базе действующей метеорологической станции. Открытие, перенос или закрытие пункта актинометрических наблюдений должны быть согласованы с головной методической организацией Росгидромета - в данном случае с Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова (ГГО).

3.4 В местах установки приборов для выполнения наблюдений закрытость горизонта в азимутальных направлениях восхода и захода Солнца должна быть не более 3° по угловой высоте, а в остальных направлениях - не более 5°. В случаях отклонений от указанных норм вопрос должен быть согласован с ГГО.

3.5 К выполнению актинометрических наблюдений допускаются лица со средним специальным образованием, а также лица, прошедшие специальную подготовку в УГМС или на станции в течение срока не менее 1 мес.

3.6 В пункте актинометрических наблюдений должны вестись следующие журналы:

- журнал работы приборов;

- журнал контроля и поверок рабочих приборов;

- журнал замечаний.

Пояснения по ведению этих журналов приведены в приложении Б. Кроме того, в пункте актинометрических наблюдений должны храниться поверочные свидетельства всех средств измерений.

3.7 Для повседневной работы наблюдатели должны использовать настоящие методические указания, комплект рабочих таблиц и графиков в соответствии с приложением В, а также наставление [1].

3.8 Для записи результатов наблюдений должны использоваться книжка КМ-12 (приложение Г) или (и) рабочая тетрадь.

3.9 Наблюдения в каждом пункте должны проводиться в соответствии с программой, которую устанавливает Территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС) по согласованию с ГГО и утверждает Росгидромет. Для пунктов актинометрических наблюдений установлены три типа программ:

- срочные наблюдения;

- непрерывные наблюдения (регистрация);

- определение суточных сумм суммарной радиации путем интегрирования.

3.9.1 Срочные наблюдения предусматривают выполнение измерений вручную в установленные сроки при помощи актинометрических датчиков с показывающими измерительными приборами и определение дополнительных характеристик условий наблюдений, перечисленных в 3.2.2. По результатам срочных наблюдений определяют значения видов радиации, перечисленных в 3.2.1, и коэффициент прозрачности атмосферы в момент наблюдения, а также месячные суммы этих видов радиации. Порядок выполнения срочных наблюдений, обработки и представления результатов указан в разделе 7.

3.9.2 Непрерывные наблюдения (регистрация) производятся путем записи сигналов пяти актинометрических датчиков на диаграммную ленту самопишущего измерительного прибора (регистратора) непрерывно в течение суток. Дополнительная информация должна включать вид атмосферных явлений, их продолжительность и интенсивность, преобладающее за сутки состояние подстилающей поверхности, продолжительность солнечного сияния за сутки, характеристику ясности дня, температуру воздуха и скорость ветра. По результатам регистрации определяют часовые, суточные и месячные суммы видов радиации, перечисленных в 3.2.1, а также коэффициент прозрачности атмосферы. Порядок проведения непрерывных наблюдений, обработки и представления результатов указан в разделе 8.

3.9.3 Определение суточных сумм суммарной радиации путем интегрирования производится при помощи пиранометра, подключенного к интегрирующему измерительному прибору (интегратору), показание которого снимают по истечении суток. Дополнительная информация должна включать данные о продолжительности солнечного сияния за сутки, преобладающем за светлое время суток состоянии подстилающей поверхности, характеристик ясности дня. Порядок выполнения наблюдений, обработки и представления результатов указан в разделе 9.

3.9.4 По указанию Росгидромета, УГМС и при согласовании с ГТО некоторые пункты актинометрических наблюдений могут работать по программам с неполным составом информации или по двум программам одновременно, или по расширенной программе, дополненной наблюдениями за другими видами радиации, например за естественной освещенностью (приложение Д). Выполнение дополнительных наблюдений должно осуществляться при научно-методическом руководстве со стороны ГГО.

4 ПОГРЕШНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

4.1 Общие указания

4.1.1 Методика выполнения наблюдений обеспечивает определение значений радиации с погрешностями, не превышающими указываемых ниже.

4.1.2 В качестве характеристики точности приняты границы ±Δ полной погрешности результата измерений, в пределах которых погрешность находится с вероятностью 0,95.

4.1.3 Значения Δ определяются в абсолютных единицах:

- в киловаттах на метр квадратный для мгновенных значений радиации;

- в мегаджоулях на метр квадратный для сумм радиации.

4.2 Погрешности результатов наблюдений

4.2.1 При срочных наблюдениях погрешность ΔJ определения прямой солнечной, рассеянной, суммарной, отраженной радиации и радиационного баланса вычисляется по формуле (1) и округляется до 0,01 кВт/м².

ΔJ = b + cJ,

(1)

где J - измеренное значение радиации, кВт/м²; b и с - коэффициенты, значения которых указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Значения коэффициентов b и с в формуле (1)

4.2.2 При выполнении непрерывных наблюдений с помощью самопишущего измерительного прибора погрешность ΔΣ_чJ определения часовой суммы Σ_чJ прямой солнечной, рассеянной, суммарной, отраженной радиации и радиационного баланса находится по формуле (2) и округляется до 0,01 МДж/м².

ΔΣчJ = b + cΣчJ,

(2)

где b и с - коэффициенты, значения которых указаны в таблице 2.

Таблица 2 - Значения коэффициентов b и с в формуле 2

4.2.3 Погрешность ΔΣ_сQ определения суточной суммы суммарной радиации Σ_сQ по результатам измерений, выполненных при помощи пиранометра с электролитическим интегратором, находится по формуле (3) и округляется до 0,01 МДж/м².

ΔΣсQ = 0,10 + 0,21ΣсQ

(3)

4.2.4 Погрешность ΔP₂ определения коэффициента прозрачности атмосферы P₂ при высоте Солнца более 17° не превышает 0,02.

4.2.5 Погрешность определения характеристик дополнительной информации при выполнении актинометрических наблюдений: определение температуры производится с погрешностью не более 1 °С, парциального давления водяного пара - не более 0,1 гПа, продолжительности солнечного сияния - не более 10 мин за сутки, скорости ветра - не более 1 м/с.

5 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ТРЕБОВАНИЯ К ИХ СОСТОЯНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОМУ УХОДУ

5.1 Состав комплектов технических средств для обеспечения различных программ наблюдений

5.1.1 Комплект средств измерений и вспомогательного оборудования для выполнения каждой из программ наблюдений должен состоять из технических средств, перечисленных в таблицах 3 - 5. При формировании комплекта допускается использование технических средств других типов из числа рекомендованных Центральной комиссией по приборам и методам наблюдений (ЦКПМ) Росгидромета и аналогичных по назначению. Описание технических средств и рекомендации по их установке приведены в приложении Д.

5.1.2 Установку, монтаж, наладку, ввод в эксплуатацию и ремонт технических средств должна производить служба средств измерений (ССИ) УГМС. Рекомендации по выполнению этих работ приведены в разделе Д.3 приложения Д. Замену датчиков, штативов и отдельных деталей, не требующих специальной наладки или настройки, должен выполнять персонал станции.

Таблица 3 - Состав комплекта технических средств для выполнения срочных наблюдений

Таблица 4 - Состав комплекта технических средств для обеспечения непрерывных наблюдений (регистрации)

Таблица 5 - Состав комплекта технических средств для определения суточных сумм суммарной радиации путем интегрирования

5.1.3 Сведения о нормах на расходные материалы, требуемые для выполнения работ по каждой программе наблюдений, приведены в приложении Ж.

5.2 Контрольные приборы и оборудование

5.2.1 Контрольные приборы и оборудование предназначены для выполнения контроля переводных множителей или чувствительности рабочих средств измерений в пункте актинометрических наблюдений. При выполнении контроля должны использоваться контрольный актинометр, поверочная труба и стол для размещения приборов. Порядок использования контрольных приборов описан в разделах 7, 8 и 9.

5.2.2 Контрольный актинометр должен быть подготовлен в УГМС по методике, указанной в 7.7.2.

5.2.3 Поверочная труба ПО-11 ТУ 25-041565-77 предназначена для установки в ней пиранометра или балансомера при выполнении их поверки или контроля.

5.2.4 Стол для размещения приборов при выполнении контроля, как правило, изготавливается на месте. Рекомендации по его изготовлению и пример одной из конструкций приведены в приложении Д.

5.3 Требования к состоянию технических средств и эксплуатационному уходу

5.3.1 В процессе эксплуатации технических средств на станции должен осуществляться контроль их состояния и приниматься меры по устранению недостатков в соответствии с указаниями, следующими ниже. Если обнаруженный дефект не может быть устранен на месте, средство измерений или вспомогательное оборудование должно быть заменено.

5.3.2 Наружные поверхности деталей всех стоек, штативов, ящика для гальванометров и гелиостата не должны иметь участков без покрытия, защищающего от коррозии; в случае обнаружения нарушения покрытия оголенные участки должны быть закрашены. Трущиеся поверхности подвижных соединений у всех стоек, штативов, гелиостата должны быть смазаны для предохранения от коррозии.

5.3.3 Все линии связи должны иметь сопротивление изоляции не менее 10 МОм; проверяется мегомметром при обязательном отключении датчиков и измерительных приборов; методика проверки указана в разделе 8.

Соединительные провода, проходящие снаружи, не должны иметь повреждения изоляции и обрывов. Нарушенный контакт в измерительной цепи восстанавливают пайкой в месте обрыва, а оголенные участки обматывают изолентой или заменяют соединительный провод.

5.3.4 Контактные поверхности клемм датчиков, измерительных приборов и доступных осмотру клемм переключателей не должны быть загрязнены или окислены. При обнаружении загрязнения или окисления контактные поверхности чистят мелким наждаком.

5.3.5 Покрытие приемных поверхностей датчиков не должно иметь повреждений. В крайнем случае (при отсутствии запасных датчиков) допускается использовать: актинометр с нарушенным покрытием не более 1 % площади приемной поверхности; пиранометр с отслоившейся краской не более, чем на 10 % площади приемной поверхности; балансомер с нарушением покрытия не более чем на 10 % площади приемной поверхности, если при этом разность чувствительностей сторон в пределах допуска (±5 %).

5.3.6 Покрытие наружных поверхностей каждого датчика не должно иметь повреждений более, чем на 20 % площади.

5.3.7 Сопротивление изоляции должно быть не менее 1,0 МОм у актинометра и не менее 0,5 МОм у пиранометра и балансомера. Проверку производят между одним из выводов термобатареи и неокрашенной металлической частью корпуса при помощи омметра с источником питания напряжением не более 4 В.

5.3.8 У актинометра с открытой трубкой приемная поверхность, диафрагмы и стенки трубки должны быть чистыми, т.е. при визуальном осмотре не должно наблюдаться соринок, пыли, паутины, насекомых и пр. В случае загрязнения приемной поверхности актинометр направляют в УГМС; чистить ее на станции не разрешается. Трубку и диафрагму очищают мягкой кисточкой движениями к входному отверстию трубки, повернув актинометр вниз, чтобы при чистке соринки не падали на приемник.

5.3.9 Стеклянный колпак пиранометра должен быть чистым и не иметь трещин. В случае запыления или отложения гидрометеоров наружные стеклянные поверхности протирают чистой мягкой гигроскопичной салфеткой. При загрязнении или обмерзании для чистки используют спирт-ректификат. Если обмерзший колпак таким способом очистить не удается, допускается прогреть рукой отложившийся слой, и сразу же протереть насухо салфеткой. В случае невозможности очистки на месте прибор снимают и очищают в помещении. В случае запотевания колпака изнутри проверяют состояние слоя клея между колпаком и оправой, целостность стеклянного колпака, проверяют также наличие смазки на резьбе между оправой колпака и корпусом, между оправой сушилки и корпусом, целостность стеклянного баллона сушилки, слоя клея между баллоном и оправой, герметизацию выводов. При появлении трещины в стеклянном колпаке его заменяют и проводят внеочередную поверку. Если пиранометр не имеет перечисленных дефектов, но появилось запотевание при понижении температуры воздуха, то снимают колпак, просушивают и проветривают на воздухе, а затем устанавливают колпак, соблюдая осторожность, во избежание повреждения приемной поверхности. При этом оправа должна быть навинчена до первоначального положения, определяемого совмещением рисок, нанесенных краской, на нижних сторонах оправы и корпуса.

5.3.10 У балансомера приемные поверхности должны быть чистыми. При появлении на них пыли, соринок или изморози следует сдуть резиновой грушей или смахнуть мягкой кисточкой, делая это очень осторожно, чтобы не повредить черное покрытие. В случае выпадения росы на приемную поверхность балансомера водяные капли аккуратно промокают кусочком чистой мягкой ткани, стараясь не повредить черное покрытие приемной поверхности, а затем балансомер сушат лампой накаливания или на солнце.

5.3.11 У гальванометра не должно быть трещин в защитном окне и зазоров в местах его крепления к оправе; в случае появления неисправности необходимо заменить окно, приклеить его к оправе без зазоров. Шкала должна иметь четко видимые риски и цифры, а зеркальная полоска должна давать отчетливое изображение стрелки; в противном случае гальванометр направляют в ремонт.

5.3.12 У интеграторов Х-603 и Х-607 не должно быть разрыва капли-указателя и ее выхода за пределы шкалы. В случае выхода за пределы шкалы указатель возвращают в исходное положение, результат измерения бракуют и выполняют проверку самохода по методике 8.3.14. В случае разрыва капли-указателя необходимо прочистить капилляр путем прогона указателя вдоль всего капилляра до его устья и в момент соединения разорванных частей в одну каплю сразу же переключить тумблер в положение прогона указателя в противоположное направление; доводят до устья, переключают обратно и доводят до противоположного устья; еще раз прогоняют указатель от устья до устья и устанавливают на нулевой отметке шкалы. Прогон необходимо повторять до соединения капель. Измеренное значение не бракуют, если капля разделилась только на две части и расстояние между ними не более 1 деления шкалы; в этом случае показание, отсчитанное по правому краю правой части разорванного указателя, уменьшают на 0,5 расстояния между частями, выраженного в делениях шкалы интегратора.

5.3.13 У самопишущих измерительных приборов диаграммная лента должна перемещаться без деформаций; наносимые отпечатки должны быть четкими. В противном случае корректируют установку диаграммной ленты, обновляют пропитку краской красящих деталей в соответствии с рекомендациями технического описания и инструкции по эксплуатации, прилагаемой к прибору заводом-изготовителем.

6 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

6.1 На сети пунктов актинометрических наблюдений применяется метод количественного определения значений отдельных видов (элементов) радиации или их сумм по результатам непосредственных измерений сигналов, вырабатываемых актинометрическими датчиками (первичными измерительными преобразователями) под воздействием измеряемого излучения. Этим методом определяют значения прямой солнечной, рассеянной, отраженной коротковолновой радиации и радиационного баланса без прямой солнечной радиации. По значениям этих величин вычисляют значения прямой солнечной радиации на горизонтальной поверхности, суммарной радиации (в большинстве случаев), коротковолнового альбедо подстилающей поверхности, радиационного баланса (полного), длинноволнового радиационного баланса, сумм радиации и коэффициента прозрачности атмосферы.

6.2 Результат непосредственных измерений отсчитывают по шкале измерительного прибора, подключенного к актинометрическому датчику, а затем переводят в значения радиации, которые получают в киловаттах на квадратный метр (кВт/м²) для мгновенных значений радиации или в мегаджоулях на квадратный метр (МДж/м²) для сумм радиации. Для этого используют полученное при поверке значение переводного множителя датчика с измерительным прибором или коэффициент преобразования датчика (в зависимости от типа измерительного прибора).

7 ВЫПОЛНЕНИЕ СРОЧНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ

7.1 Общие указания

7.1.1 Срочные актинометрические наблюдения должны проводиться 6 раз в сутки: в 0 ч 30 мин, 6 ч 30 мин, 9 ч 30 мин, 12 ч 30 мин, 15 ч 30 мин, 18 ч 30 мин по среднему солнечному времени. Рекомендации по определению среднего солнечного времени даны в приложении И. Дневными сроками считаются сроки в период суток, который начинается за 30 мин до восхода Солнца и заканчивается через 30 мин после его захода. Временем начала срочного наблюдения считается момент первого отсчета по актинометрическому прибору, а временем окончания - момент последнего отсчета.

7.1.2 При срочных наблюдениях должны проводиться измерения для определения прямой солнечной, рассеянной, отраженной радиации и радиационного баланса, а также наблюдения за облачностью, температурой воздуха и подстилающей поверхности, парциальным давлением водяного пара, атмосферными явлениями, состоянием подстилающей (деятельной) поверхности, метеорологической дальностью видимости, цветом неба, состоянием диска Солнца. Указания по способу определения этих характеристик приведены в 7.2.

7.1.3 Одно срочное наблюдение должно состоять из ряда серий измерений, количество которых зависит от условий измерений. Каждая серия в свою очередь должна включать ряд отсчетов, выполняемых по измерительным приборам с интервалами 10 - 15 с. Допускаемые отклонения от срока наблюдений и промежутки времени между отсчетами указаны в 7.4.

7.1.4 Отсчеты по гальванометрам должны сниматься до 0,1 деления шкалы. Значения скорости ветра должны округляться до 1 м/с.

Все записи при проведении срочных наблюдений должны заноситься в книжку КМ-12. Пояснения по ее заполнению приведены в приложении Г.

7.1.5 Результаты срочных наблюдений за истекший полный месяц после выполнения первичной обработки должны быть закодированы, занесены на технический носитель и отправлены в центр обработки (ГГО, УГМС) не позднее 15 числа следующего месяца. Порядок занесения данных на технический носитель устанавливает УГМС. Сроки представления информации с труднодоступных станций регламентируются УГМС и согласуются с центром обработки актинометрической информации.

7.1.6 На станции, выполняющей срочные наблюдения, должны вестись рабочие журналы, перечисленные в 3.6.

Рекомендации по ведению рабочих журналов даны в приложении Б.

7.1.7 Наблюдатель в течение рабочего дня должен проверить правильность заполнения книжки КМ-12 и обработки результатов, выполненных в предыдущий день. При обнаружении ошибок исправленные значения записать на полях книжки КМ-12. Если ошибки вызваны несоблюдением методики наблюдений и обработки, то следует внести соответствующую запись в журнал замечаний. Указания по проведению контроля результатов наблюдений даны в приложении К.

7.1.8 Специалист, ответственный за выполнение актинометрических наблюдений, должен просматривать записи в журнале и книжке КМ-12 и давать соответствующие разъяснения наблюдателям. В сомнительных случаях обращаться за консультацией в актинометрическую группу УГМС.

7.1.9 Не реже 1 раза в 10 дней должна быть выполнена проверка состояния технических средств в соответствии с 5.3 (техосмотр). Результаты техосмотра необходимо записать в журнал работы приборов.

7.1.10 Регулярно (по возможности ежемесячно) при наличии погодных условий, указанных в 7.7.1.2, должен производиться контроль переводных множителей рабочих приборов.

7.1.11 Значения переводных множителей должны определяться в результате поверки, выполненной по образцовому прибору в естественных условиях в УГМС или при проведении инспекции станции.

7.2 Метеорологические параметры и оптические характеристики атмосферы, определяемые при выполнении актинометрических наблюдений

7.2.1 Форму и количество облаков определяют визуально по методике, изложенной в главе 16 наставления [1]. При наблюдении отмечают общее количество облаков и количество облаков нижнего яруса, а также формы всех наблюдаемых облаков. Вид и разновидность облаков не указывают. Если облака какой-либо формы присутствуют в количестве менее 0,5 балла, то рядом с отметкой формы этих облаков в скобках указывают «сл.», что означает - следы облаков.

Примеры

1 Запись «8/5 Ci, As, Sc, Сu» означает, что количество общей облачности 8 баллов, нижней - 5 баллов и наблюдались четыре формы облаков.

2 Запись «2/0, Ci, Сu (сл.)» означает, что наблюдалось количество облаков Ci 2 балла и облаков Сu менее 0,5 балла.

При кодировании указывают количество облаков в баллах от 1 до 10. Следы облаков кодируют как 11. Облачность 10 баллов с просветами, отмечаемую при наблюдениях знаком 10, кодируют «12». Забракованное значение или пропуск в наблюдениях кодируются знаком Случай, когда количество облаков определить невозможно, кодируют «13». Формы облаков кодируют в соответствии с таблицей 6.

Таблица 6 - Шифры форм облаков

7.2.2 Наличие облаков в зените определяют при общей облачности не более 3 баллов, при этом отмечают только формы облаков в зоне неба радиусом 30° относительно зенита. Например: «Z Сu» - в зените кучевые облака, «Z ясно» - в зените нет облаков.

7.2.3 Состояние диска Солнца оценивают визуально в соответствии с указаниями таблицы 7.

Таблица 7 - Шифры состояния солнечного диска

7.2.4 Цвет неба определяют при общем количестве облаков не более 3 баллов по участку неба в зените. При наличии облаков в околозенитной зоне цвет неба не отмечают. Цвет неба определяют одной из четырех градаций: синее - шифр 1, голубое - шифр 2, бледно-голубое - шифр 3, белесое - шифр 4.

7.2.5 Метеорологическую дальность видимости (видимость) оценивают визуально в баллах по методике, изложенной в 17.5.4 наставления [1], или измеряют с использованием средств измерений, применяемых на метеорологической станции и рекомендованных в [1].

7.2.6 Атмосферные явления определяют визуально в соответствии с указаниями главы 14 наставления [1]. Перечень атмосферных явлений, их условные обозначения и шифры для записей при актинометрических наблюдениях приведены в таблице 8. При проведении актинометрических наблюдений в обязательном порядке должно отмечаться появление дыма над местом наблюдения, поскольку он понижает прозрачность атмосферы и влияет на радиацию. Если дым идет только от отдельной трубы или костра и не распространяется над метеорологической площадкой, то наличие дыма должно указываться только в том случае, если дым или его следы наблюдаются перед диском Солнца.

Таблица 8 - Шифры атмосферных явлений

7.2.7 Температуру воздуха определяют по сухому термометру, установленному в психрометрической будке, по методике, изложенной в главе 6 наставления [1]. Показание термометра отсчитывают с десятыми долями градуса, поправку к показанию термометра не вводят.

7.2.8 Парциальное давление водяного пара выписывают из результатов ближайшего метеорологического срока, выполненного в соответствии с указаниями [1].

7.2.9 Температуру подстилающей (деятельной) поверхности отсчитывают по окончании срочного наблюдения по срочному (напочвенному) термометру, установленному при отсутствии снега на оголенном участке метеорологической площадки, а при наличии снежного покрова - на поверхности снега. Значение температуры подстилающей поверхности округляют до целого градуса. Поправки к показаниям термометра не вводят.

7.2.10 Состояние подстилающей (деятельной) поверхности определяют визуально. Возможные состояния подстилающей поверхности и шифры для кодирования этой характеристики приведены в таблице 9.

7.3 Условия проведения срочных наблюдений

7.3.1 Срочные актинометрические наблюдения должны проводиться при любых метеорологических условиях за исключением указанных ниже случаев.

7.3.2 Срочные наблюдения не проводят:

- при сильном дожде;

- при скорости ветра более 20 м/с, включая порывы;

- при выпадении мокрого снега, задерживающегося на стеклянном колпаке пиранометра;

- при отложении гололеда и изморози в случае, когда невозможно очистить колпак пиранометра без повреждения.

7.3.3 Наблюдения по балансомеру не выполняют:

- при дожде, исключая случаи выпадения отдельных капель, и при сильной мороси;

- при снеге, если снежинки остаются на приемной поверхности балансомера (не сдуваются ветром);

- при отложении гидрометеоров на приемной поверхности балансомера (росы, инея, изморози, гололеда);

- при скорости ветра более 15 м/с.

7.3.4 Наблюдения по актинометру не выполняют при дожде и при ветре, задувающем в трубку актинометра и вызывающем колебания стрелки гальванометра в пределах более 5 делений.

7.4 Подготовка к выполнению срочного наблюдения

7.4.1 При срочном наблюдении все измерения должны выполняться по возможности при одном и том же состоянии диска Солнца. Поэтому перед началом срочного наблюдения необходимо произвести визуальную оценку возможности сохранения одного и

Таблица 9 - Шифры состояния подстилающей поверхности

того же состояния диска Солнца в течение времени, требуемого на выполнение измерений по актинометрическим приборам (около 10 мин при открытом диске Солнца и 6 мин при закрытом). При устойчивой радиации и стабильном состоянии диска Солнца срочное наблюдение должно начинаться в момент времени, соответствующий сроку, с отклонением от него не более чем на 2 мин. В условиях меняющегося состояния диска Солнца допускается отступление от срока, но не более чем на 30 мин, а интервалы между отсчетами допускается увеличивать не более чем до 2 мин.

7.4.2 За 10 мин до начала измерений открыть ящик с гальванометрами и произвести их внешний осмотр (по 5.3.11). С помощью накладного уровня проверить и в случае необходимости откорректировать установку гальванометров. Затем повернуть к себе стрелу актинометрической стойки. Если стойка имеет неподвижную стрелу, то установить вдоль нее откидной настил и по нему подойти к датчикам. Снять футляры и крышки с датчиков и произвести их внешний осмотр (по 5.3). Сверить номер стороны балансомера, обращенной вверх, с номером, записанным в книжке КМ-12 текущего месяца. В случае несоответствия изменить установку балансомера (перевернуть балансомер). При обнаружении дефектов в состоянии датчиков по возможности устранить их до начала наблюдений. Необходимо помнить, что подходить к датчикам, установленным на стойке с неподвижной стрелой, разрешается только по откидному настилу, который в обязательном порядке должен убираться при выполнении измерений по балансомеру и обращенному вниз пиранометру.

7.4.3 Проверить состояние окраски теневых экранов и возможность их фиксации в наклонном положении. Проверить горизонтальность положения пиранометра и балансомера и при необходимости откорректировать.

7.4.4 В случае если состояние диска Солнца ʘ² или ʘ не предвидится в течение всего срока, то подготовку актинометра к измерениям не производить.

7.4.5 Установить ручной анемометр на стойке и проверить его срабатывание, наблюдая вращение вертушки и движение шкалы относительно указателя.

7.5 Проведение измерений при выполнении срочных наблюдений

7.5.1 Выполнение срочного наблюдения при состоянии солнечного диска ʘ² и ʘ.

7.5.1.1 Наделить актинометр на Солнце. Произвести визуальные оценки количества и форм облаков, метеорологической дальности видимости, состояния подстилающей поверхности, атмосферных явлений и записать их. При облачности 3/3 и менее указать цвет неба и наличие облаков в зените.

7.5.1.2 Не позднее чем за 5 мин до начала измерений повернуть стрелу к себе, а у стойки с неподвижной стрелой установить настил. Закрыть крышками актинометр и пиранометр, замкнуть накоротко выводы балансомера (переключателем в ящике с гальванометрами). Через 1 мин произвести отсчеты места нуля актинометра п_а и температуры Т_г по термометру гальванометра, подключенного к актинометру, и записать в книжку КМ-12. Если наблюдение выполняется при температуре ниже минус 15 °С, то значение Т_г принимают равным температуре воздуха. Отсчитать и записать значение места нуля п_б по гальванометру, подключенному к балансомеру. Через 2 мин после того, как был закрыт пиранометр, отсчитать место нуля п_п по подключенному к нему гальванометру.

7.5.1.3 Не позднее чем за 2 мин до начала срока снять крышку с пиранометра и развернуть его так, чтобы при измерениях он был направлен номером в азимутальном направлении на Солнце. Повернуть стрелу в рабочее положение. Затенить пиранометр и балансомер. Снять крышку с актинометра и откорректировать его нацеливание на Солнце. Разомкнуть выводы балансомера и подключить к гальванометру (соответствующим переключателем в ящике с гальванометрами), проверить правильность полярности подключения, т.е. соответствие положения переключателя полярности номеру стороны балансомера, обращенной вверх. Приступить к выполнению серий измерений.

7.5.1.4 Серия 1. Откорректировать затенение пиранометра и нацеливание актинометра. Записать состояние диска Солнца и время начала наблюдений и ровно в срок выполнить три отсчета N'_D1 по затененному пиранометру и два отсчета N'_S1 по актинометру в такой последовательности: N'_D1, N'_S1, N'_D1, N'_S1, N'_D1. Интервалы между отсчетами должны быть 10 - 15 с.

7.5.1.5 Серия 2. Откорректировать затенение балансомера. У стойки с неподвижной стрелой после этого убрать настил. Записать состояние диска Солнца и откорректировать нацеливание актинометра. Выполнить три отсчета V' по анемометру, три отсчета N'_B по затененному балансомеру, указывая знак, и два отсчета N'_SB по актинометру в такой последовательности: V', N'_B, N'_SB, V', N'_B, N'_SB, V', N'_B. При этом каждую пару отсчетов по балансомеру и анемометру снимать по возможности одновременно.

7.5.1.6 Серия 3. Повернуть стрелу к себе и установить пиранометр приемной поверхностью вниз. Теневые экраны установить в горизонтальной плоскости, параллельной плоскости стрелы. У стойки с неподвижной стрелой при этом установить, а затем убрать настил. Повернуть стрелу в рабочее положение. Записать состояние диска Солнца, выдержать 30 с для установления сигнала пиранометра, откорректировать нацеливание актинометра. Выполнить три отсчета N'_R по обращенному вниз пиранометру и два отсчета N'_SR по актинометру в такой последовательности: N'_R, N'_SR, N'_R, N'_SR, N'_R.

7.5.1.7 Серия 4. Повернуть стрелу к себе, а у стойки с неподвижной стрелой установить настил. Установить пиранометр приемной поверхностью вверх, проверить и при необходимости откорректировать горизонтальность пиранометра, вернуть стрелу в рабочее положение и затенить пиранометр. Не ранее чем через 30 с после затенения пиранометра откорректировать нацеливание актинометра, записать состояние диска Солнца и выполнить три отсчета N'_D2 по затененному пиранометру и два отсчета по актинометру N'_S2 в такой последовательности: N'_D2, N'_S2, N'_D2, N'_S2, N'_D2. Записать время окончания измерений.

7.5.1.8 Закрыть крышками и футлярами актинометр, пиранометр и балансомер. Если датчики установлены на стойке с неподвижной стрелой, то затеняющий экран балансомера установить вдоль стрелы, а экран пиранометра снять и уложить в ящик с гальванометрами или закрепить на стойке. Снять анемометр, уложить его в ящик с гальванометрами и закрыть ящик. У стойки с неподвижной стрелой убрать настил.

7.5.1.9 Выполнить наблюдения и записать значения температуры воздуха и поверхности почвы. Из результатов метеорологических наблюдений, выполненных в ближайший срок, записать в книжку КМ-12 парциальное давление водяного пара. При состоянии диска Солнца ʘ² в случае, когда атмосферное давление равно или ниже 950 гПа, записать также и его значение.

Примечание - Если актинометр, пиранометр и балансомер подключены каждый к своему гальванометру, то допускается выполнять одновременно серии 2 и 3.

7.5.1.10 Если при выполнении срочного наблюдения изменялись формы или количество облаков, то это должно быть отмечено в примечании. В примечании также делают запись, если продолжительность наблюдения была увеличена из-за увеличения интервалов между сериями или отсчетами.

7.5.1.11 Если при выполнении наблюдений стрелка гальванометра, подключенного к балансомеру, колеблется из-за порывистого ветра или быстрого движения облаков перед диском Солнца, то необходимо, наблюдая в течение 1 мин за изменениями показаний гальванометра и анемометра, определить и записать минимальное и максимальное значения N'_B, а также минимальное и максимальное значения V'. Значения N'_B округлять до целого деления. В примечании указать: «N'_B - пределы».

7.5.1.12 В случае когда при состоянии диска Солнца ʘ² показания гальванометра меняются от задувания ветра в трубку актинометра, то снять отсчет, когда стихнет порыв ветра и прекратятся колебания стрелки гальванометра; если колебания стрелки не прекращаются и пределы колебаний превышают 5 дел., то измерения по актинометру не выполнять и записать причину в примечании.

7.5.1.13 В случаях когда сигнал актинометра меняется из-за изменения состояния диска Солнца, нужно максимально сблизить моменты отсчетов по актинометру и пиранометру или балансомеру. При этом сразу же после отсчета по пиранометру или балансомеру снять показание актинометра, не дожидаясь, пока стрелка остановится. В примечании указать, что состояние солнечного диска (СД) менялось: «СД менялось».

7.5.2 Выполнение срочного наблюдения при состоянии диска Солнца ʘ⁰ и П.

7.5.2.1 После подготовки к измерениям пиранометра и балансомера по 7.4 выполнить визуальные оценки количества и форм облаков, метеорологической дальности видимости, состояния подстилающей поверхности, атмосферных явлений.

7.5.2.2 Не позднее чем за 3 мин до начала измерений повернуть стрелу к себе или установить настил у стойки с неподвижной стрелой. Закрыть крышкой пиранометр и установить экраны в горизонтальной плоскости, параллельной плоскости стрелы. Замкнуть накоротко выводы балансомера. Через 2 мин после того, как был закрыт пиранометр, отсчитать и записать значения места нуля пиранометра п_п и балансомера п_б. Разомкнуть выводы балансомера и подключить его к гальванометру.

7.5.2.3 Не позднее чем за 1 мин до срока снять крышку с пиранометра. Стрелу повернуть на юг, а у стойки с неподвижной стрелой убрать настил.

7.5.2.4 Серия 1. Записать время начала наблюдений и состояние диска Солнца. Ровно в срок выполнить три отсчета N'_D1 по пиранометру с интервалом 10 - 15 с между ними.

7.5.2.5 Серия 2. Отметить состояние диска Солнца. Выполнить три пары отсчетов по анемометру V' и балансомеру N'_B.

7.5.2.6 Серия 3. Повернуть стрелу к себе, а у стойки с неподвижной стрелой установить настил. Установить пиранометр приемной поверхностью вниз. Повернуть стрелу на юг, а у стойки с неподвижной стрелой убрать настил. Не ранее чем через 30 с после установки пиранометра отметить состояние диска Солнца и выполнить три отсчета N'_R.

7.5.2.7 Серия 4. Повернуть стрелу к себе, а у стойки с неподвижной стрелой установить настил. Проверить и при необходимости откорректировать горизонтальность пиранометра. Повернуть стрелу на юг. Отметить состояние диска Солнца. Через 30 с после установки пиранометра выполнить три отсчета N'_D2. Отметить и записать время окончания срочного наблюдения.

7.5.2.8 Повернуть стрелу к себе, закрыть крышками и футлярами датчики. Снять анемометр, уложить его в ящик с гальванометрами и закрыть ящик. У стойки с неподвижной стрелой убрать настил.

7.5.2.9 Выполнить измерения и записать значения температуры воздуха и почвы. Из результатов ближайшего метеорологического срока записать значение парциального давления водяного пара.

7.5.3 Выполнение срочного наблюдения в ночной срок

7.5.3.1 Повернуть стрелу к себе, а у стойки с неподвижной стрелой установить настил. Снять футляр с балансомера, проверить горизонтальность расположения датчика и повернуть стрелу на юг или убрать настил.

7.5.3.2 Замкнуть накоротко балансомер. Определить и записать количество и формы облаков, состояние подстилающей поверхности и атмосферные явления.

7.5.3.3 Отсчитать и записать место нуля балансомера п_б. Проследить за тем, чтобы при выполнении измерений балансомер не освещался искусственными источниками света (прожекторами, близко расположенными осветительными приборами и др.).

7.5.3.4 Записать время начала измерений и ровно в срок выполнить три пары отсчетов, по анемометру V' и по балансомеру N'_B. Записать время окончания измерений.

7.5.3.5 Повернуть стрелу к себе, а у стойки с неподвижной стрелой установить настил. Закрыть балансомер футляром. Убрать настил. Закрыть ящик с гальванометрами.

7.5.3.6 Выполнить измерения и записать значения температуры воздуха и почвы. Из результатов ближайшего метеорологического срока записать парциальное давление водяного пара.

7.6 Обработка результатов срочных наблюдений

7.6.1 Общие указания

7.6.1.1 В случае если обработка результатов срочных наблюдений производится в центре обработки (ГГО, УГМС), то в пункте наблюдений выполняют только первичную обработку исходных данных и их кодирование. Занесение информации на технический носитель (перфоленту, магнитную ленту, дискету) осуществляется либо непосредственно на станции, либо в соответствующем подразделении УГМС.

7.6.1.2 В случае если в пункте наблюдений необходимо получить радиационные характеристики в единицах физической величины, то выполняют полную обработку результатов срочных наблюдений. При полной обработке определяют значения прямой солнечной, рассеянной, суммарной, отраженной (коротковолновой) радиации, радиационного баланса, альбедо (коротковолновое) подстилающей поверхности, баланс коротковолновой радиации, баланс длинноволновой радиации, характеристику прозрачности атмосферы. По результатам наблюдений за полный месяц определяют месячные суммы радиации.

7.6.2 Подготовка результатов срочных наблюдений для центра обработки (первичная обработка)

7.6.2.1 Определить время срочного наблюдения как среднее из времени начала и окончания измерений и округлить до 1 мин.

7.6.2.2 Для каждой серии срочного наблюдения вычислить средние значения  из соответствующих им троек отсчетов N'_D1, N'_B, N'_R, N'_D2 и округлить до 1 дел.

7.6.2.3 По таблице шкаловых поправок (приложение В) соответствующего гальванометра найти значения шкаловых поправок ΔN_D1, ΔN_B, ΔN_R, ΔN_D2 учитывая знак, для отметок шкалы  соответственно. Шкаловую поправку к показаниям гальванометра, подключенного к пиранометру или балансомеру, не вводить, если ее значение менее 0,5 дел.

7.6.2.4 Вычислить исправленные значения отсчетов по формулам

	(4)
	(5)
	(6)
	(7)

где п_п, п_б - значение места нуля пиранометра и балансомера соответственно, дел.

Примечание - Если при измерениях были отсчитаны верхняя и нижняя границы значений отсчетов по балансомеру (по 7.5.1.12), то определить среднее из них . Таким же образом поступить в случае, когда измерены верхняя и нижняя границы значений скорости ветра.

7.6.2.5 Из трех отсчетов по анемометру V' определить среднюю скорость ветра V, округлив ее до 1 м/с.

7.6.2.6 По результатам измерений с актинометром для каждой серии вычислить значения  как средние из каждой пары отсчетов N'_S1, N'_SB, N'_SR, N'_S2 соответственно.

7.6.2.7 По таблице шкаловых поправок гальванометра, подключенного к актинометру, найти значения шкаловых поправок ΔN_S1, ΔN_SB, ΔN_SR и ΔN_S2 для отметок шкалы, равных  соответственно. Вычислить исправленные значения N_S1, N_SB, N_SR и N_S2 по формуле

(8)

где п_а - значение места нуля актинометра, дел.

Примечание - По формуле (8) получают:

7.6.2.8 Результаты обработки записать в книжку КМ-12. Примеры обработки представлены в приложении Г.

7.6.2.9 Выполнить кодировку результатов срочного наблюдения в соответствии с действующими правилами и записать в четырех последних строках книжки КМ-12.

7.6.3 Полная обработка результатов срочных наблюдений

7.6.3.1 Выполнить первичную обработку по 7.6.2.

7.6.3.2 Определить по данным поверочного свидетельства балансомера поправочный множитель Ф_V, соответствующий среднему значению скорости ветра V. Вычислить исправленное значение отсчета N_ш по формуле

Nш = NBФV.

(9)

7.6.3.3 Вычислить значения рассеянной D₁ и D₂ и отраженной R_к радиации по формулам

D1 = aпND1,	(10)
D2 = aпND2,	(11)
Rк = aпNR,	(12)

где а_п - переводный множитель пиранометра с гальванометром, кВт/(м²·дел);

N_D1, N_D2, N_R - значения отсчетов с поправкой на место нуля и шкаловую поправку (по 7.6.2.4), дел.

7.6.3.4 Вычислить значение радиационного баланса без прямой солнечной радиации В - S' по формуле

В - S' = абNш,

(13)

где а_б - переводный множитель балансомера с гальванометром, кВт/(м²·дел);

N_ш - значение отсчета, исправленное на место нуля, шкаловую поправку и скорость ветра (по 7.6.2.4 и 7.6.3.2), дел.

При измерении с незатененным балансомером значение радиационного баланса вычисляют по формуле

В = абNш,

(14)

где N_ш - значение, аналогичное указанному в формуле (13), но при незатененном балансомере.

7.6.3.5 Вычислить значения прямой солнечной радиации S₁ по данным серии 1, S_В по данным серии 2, S_R по данным серии 3 и по данным серии 4 по формуле

S = aTNS,

(15)

где a_T - значение переводного множителя актинометра с гальванометром, кВт/(м²·дел), при температуре Т_г, отсчитанной по термометру гальванометра, °С;

N_S - значение, полученное по 7.6.2.7, дел.

Значение a_T необходимо определять по методике, изложенной в приложении В. Если наблюдение выполнено при температуре ниже минус 15 °С, то значение a_T берут для температуры воздуха.

Примечания

1 Для серии 1 значение прямой солнечной радиации должно определяться как S₁ = a_TN_S1, для серии 2 как S_B = a_TN_SB, для серии 3 как S_R = a_TN_SR, для серии 4 как S₂ = a_TN_S2.

2 Если при обработке используется температурный коэффициент Δа (приложение В), то значение S определяют по формуле

S = NS[a + Δа(Тг - 20)],

(16)

где а - переводный множитель при температуре 20 ºС, кВт/(м² дел).

3 Если при обработке используют температурную поправку ΔN_T (приложение В), то значение S определяют по формуле

S = a(NS + ΔNT),

(17)

где a - то же, что в формуле (16).

4 Формулы (15) - (17) дают одинаковый результат.

7.6.3.6 Для каждой серии вычислить значение прямой солнечной радиации на горизонтальной поверхности S' по формуле

S' = S·sinh,

(18)

где S - значение прямой солнечной радиации, полученное по 7.6.3.5, кВт/м²;

h - высота Солнца в момент середины срочного наблюдения, ...°. Значение sinh должно определяться по методике, изложенной в приложении И.

7.6.3.7 Дальнейшая обработка результатов срочных наблюдений, выполненных при состоянии диска Солнца ʘ² или ʘ зависит от стабильности условий наблюдений. Стабильными считаются такие условия, при которых абсолютное значение разности между любой парой значений S'₁, S'_B, S'_R, и S'₂ не превосходит установленного допуска, в качестве которого приняты следующие значения:

- при S' ниже 0,35 кВт/м² допуск равен 0,02 кВт/м²;

- при S', равном или более 0,35 кВт/м², допуск равен 0,05 кВт/м².

7.6.3.8 При стабильных условиях значения суммарной радиации Q, радиационного баланса В, альбедо подстилающей поверхности А_к, баланс коротковолновой радиации В_к и баланс длинноволновой радиации В_д должны определяться по формулам

Q = D2 + S'2,	(19)
В = (В - S') + S'2,	(20)
Ак = Rк/Q,	(21)
Вк = Q - Rк,	(22)
Вд = (В - S') + Rк - D2.	(23)

Значения прямой солнечной S и рассеянной D радиации за срок следует принять равными S₂ и D₂ соответственно.

7.6.3.9 В условиях нестабильной радиации перед вычислением значений Q и А_к необходимо оценить разности между значениями S'₁, S'_R и S'₂ и поступить следующим образом:

а) если |S'_R - S'₂| выше допуска, a |S'_R - S'₁| в допуске, то необходимо вычислять:

Q = S'1 + D1,	(24)
Ак = Rк(S'R + D1),	(25)

а в примечании записать эти формулы; принять S = S₁ и D = D₁

б) если |S'_R - S'₂| и |S'_R - S'₁| выше допуска, то А_к не вычислять, а значение Q вычислить по формуле

Q = S'2 + D2

(26)

и в примечании записать эту формулу; принять S = S₂ и D = D₂.

7.6.3.10 Перед вычислением значения В_д в условиях нестабильной радиации необходимо оценить разности между значениями S'₁, S'_В, S'_R и S'₂ и вычислять значение В_д следующим образом:

а) если значения |S'_B - S'_R| и |S'_B - S'₁| в допуске, а значение |S'_B - S'₂| выше допуска, то вычислять по формуле

Вд = (В - S') + Rк - D1

(27)

и в примечании записать эту формулу;

б) значение В_д не вычислять в следующих случаях:

1) |S'_B - S'_R| выше допуска;

2) |S'_B - S'₁| и |S'_B - S'₂| выше допуска;

3) |S'_R - S'₁| и |S'_R - S'₂| выше допуска.

Примечание - Указания, изложенные в 7.6.3.7 - 7.6.3.10, относятся также к случаю, когда состояние диска Солнца менялось и было отмечено как ʘ² и ʘ.

7.6.3.11 Если срочное наблюдение выполнено при состоянии диска Солнца ʘ⁰ или П, одинаковом при выполнении всех серий измерений, то:

- значение суммарной радиации Q принять равным D₂, т.е. Q = D₂;

- значение радиационного баланса В определить по формуле (14);

- значения R_к, В_к, В_д и альбедо А_к определить по формулам (12), (22), (23) и (21) соответственно.

7.6.3.12 Если срочное наблюдение выполнено в условиях меняющегося состояния диска Солнца и отмеченного как ʘ⁰ и П, то:

а) в качестве значения Q взять то из значений D₁ и D₂, которое получено в серии с таким же состоянием диска Солнца, как и в серии 3 при измерении R_к;

б) значение В_д вычислять только в том случае, когда состояние диска Солнца было одинаковым в сериях 2, 3 и 4 или в сериях 1, 2 и 3; в первом случае значение В_д вычислять по D₂, а во втором - по D₁;

в) значения остальных видов радиации определять по значениям Q и D, которые определены в перечислении «а» данного подпункта.

7.6.3.13 Если срочное наблюдение выполнено при меняющемся состоянии диска Солнца ʘ и ʘ⁰ или ʘ и П, то обработку выполнять в соответствии с 7.6.3.9 - 7.6.3.11, принимая, что при ʘ⁰ и П значение прямой солнечной радиации равно нулю. В случае состояния диска Солнца ʘ, ʘ⁰ и П в течение одного срочного наблюдения результаты измерений бракуются.

7.6.3.14 Значение радиационного баланса по результатам срочного наблюдения, выполненного в ночной срок, вычислить по формуле (14).

7.6.3.15 Если измерения с балансомером не проведены из-за осадков, то в дневной срок принять В = В_к = Q - R_к и В_д = 0, а в ночной срок принять В_д = 0.

7.6.3.16 Значение альбедо не вычислять, если значение суммарной радиации ниже 0,10 кВт/м².

7.6.3.17 Характеристики прозрачности атмосферы (коэффициента прозрачности P₂ или фактора мутности Т₂) должны определяться по методике, изложенной в приложении И.

7.6.3.18 После выполнения полной обработки необходимо произвести контроль полученных результатов срочного наблюдения в соответствии с приложением К.

7.6.3.19 Определение месячных сумм радиации при необходимости должно выполняться по приложению Л.

7.7 Контроль рабочих приборов

7.7.1 Общие указания

7.7.1.1 Контроль рабочих приборов пункта актинометрических наблюдений включает:

- периодический контроль переводных множителей рабочих приборов, который должен выполняться по возможности ежемесячно (при наличии условий) путем сравнений с контрольным актинометром пункта наблюдений;

- текущий контроль состояния рабочих приборов, который должен выполняться по возможности ежедневно (при наличии условий) путем сравнения показаний рабочих пиранометра и балансомера с показаниями рабочего актинометра на актинометрической стойке.

7.7.1.2 Контроль рабочих приборов должен выполняться при состоянии диска Солнца ʘ² и общей облачности не более 5 баллов.

7.7.1.3 Периодический контроль должен быть выполнен для актинометра, пиранометра и балансомера, каждый из которых при контроле должен быть подключен к тому гальванометру, с которым он используется при выполнении наблюдений, на те же клеммы и теми же проводами. При необходимости допускается удлинить соединительные провода, используя для этого медный провод сечением не менее 0,5 мм² (диаметр медной жилы провода не менее 0,8 мм), длиной не более 3 м.

7.7.1.4 При выполнении текущего контроля рабочие приборы должны оставаться на своих рабочих местах подключенными к тем гальванометрам, к которым они подключены при выполнении срочных наблюдений. Текущий контроль может проводиться одновременно с выполнением срочного наблюдения и все результаты записывают в книжку КМ-12 (см. пример 9 в приложении Г).

7.7.1.5 Материалы периодического и текущего контроля должны быть переданы в УГМС для проверки и принятия решения о дальнейшем использовании приборов.

7.7.2 Контрольный актинометр

7.7.2.1 Контрольный актинометр пункта наблюдений должен быть подготовлен и поверен актинометрической группой или службой средств измерений УГМС. Контрольный актинометр должен быть укомплектован гальванометром ГСА-1 или ГСА-1МА ТУ 25-04-1787-75, цифровым вольтметром, например (Щ-300 ТУ 25-04-3717-79, В7-21 ТУ И22-710.004) или потенциометром ПП-63 ГОСТ 9245-79. Комплектовать актинометр гальванометром ГСА-1МБ ТУ 25-04-1787-75 не допускается.

7.7.2.2 Гальванометр, используемый с контрольным актинометром, должен иметь шкаловые поправки не более 1 деления на рабочем участке шкалы, соответствующем значениям радиации от 0,3 до 1,1 кВт/м². Верхнюю и нижнюю границы рабочего участка шкалы определяют по формуле

(28)

где N - отсчет по гальванометру, дел, при значении прямой солнечной радиации S, кВт/м²;

k - чувствительность актинометра по данным поверочного свидетельства, мВ·м²/кВт;

α - цена деления гальванометра по данным его поверочного свидетельства, мкА/дел;

R_б - сопротивление термобатареи актинометра, Ом;

R_г - сопротивление гальванометра на клеммах, к которым подключен актинометр, по данным поверочного свидетельства, Ом;

n - место нуля гальванометра, дел.

7.7.2.3 Для использования в качестве контрольного должны быть выбраны актинометр с гальванометром (в дальнейшем - контрольная пара), показавшие высокую стабильность переводного множителя при периодическом контроле на протяжении не менее одного года.

7.7.2.4 В процессе подготовки контрольной пары для нее экспериментальным способом должна быть определена зависимость переводного множителя от температуры на основе сравнений с образцовым средством измерений (ОСИ) солнечной радиации (актинометром или пиргелиометром, аттестованным в качестве ОСИ), выполненных при значениях температуры, различающихся не менее чем на 30 °С. Сравнения необходимо планировать таким образом, чтобы у обоих краев температурного диапазона (при минимальных и максимальных значениях температуры) было выполнено не менее чем по четыре сравнения в разные дни. Бели сравнения в температурном диапазоне 30 °С выполнить невозможно, то допускается уменьшить диапазон, но не менее чем до 20 °С; при этом количество сравнений у краев температурного диапазона должно быть удвоено при общем количестве сравнений не менее 25.

7.7.2.5 Полученные в результате сравнений значения переводных множителей контрольной пары а_Т наносят на график, по оси ординат которого откладывают значения переводного множителя а_Т, кВт/(м²·дел), а по оси абсцисс - температуру Т_г, °С. Наиболее удобным является масштаб: 0,0001 кВт/(м²·дел) равен 5 мм, 1 °С равен 5 мм. Через нанесенные точки проводят среднюю прямую, по которой определяют значение переводного множителя а, соответствующего температуре 20 ºС, а также температурный коэффициент Δа переводного множителя. Для определения Δа с графика снимают значения переводного множителя а_Т1 и а_Т2, при крайних значениях температуры T₁ и Т₂ и вычисляют

(29)

Использование расчетного температурного коэффициента для контрольной пары допускается только в крайнем случае.

На построенном графике записывают значения а и Δа, а также дату их определения.

7.7.2.6 В процессе эксплуатации контрольного актинометра на график продолжают наносить точки, соответствующие результатам его сравнений с образцовым прибором УГМС. В случае если новые точки систематически отклоняются от проведенной прямой в одну и ту же сторону, то по согласованию с УГМС на графике проводят новую прямую, по которой определяют новые значения а и Δа, записывают их и дату введения изменений. На станцию направляют новую таблицу значений а_Т в зависимости от температуры и указывают дату начала ее использования в работе. На станции необходимо внести соответствующую запись в журнал поверок и контроля рабочих приборов.

7.7.2.7 Если контрольный актинометр укомплектован цифровым вольтметром или потенциометром, то используют температурный коэффициент чувствительности актинометра, равный 0,0008 °С^-1. При этом необходимость в поверках при разных температурах и построении графика отпадает.

7.7.2.8 Контрольный актинометр ежегодно должен поверяться по образцовому прибору в УГМС или непосредственно в пункте наблюдений, например, при инспекции. При поверке определяют чувствительность актинометра и переводный множитель контрольной пары. Для получения каждой из указанных характеристик выполняют не менее трех серий сравнений с образцовым прибором УГМС. При поверке пары определяют цену деления шкалы по току и шкаловые поправки. По результатам поверки выписывают свидетельство о поверке актинометра и гальванометра, образец которого представлен на рисунке 1.

7.7.2.9 В каждом пункте наблюдений рекомендуется иметь не менее двух контрольных актинометров для обеспечения возможности их своевременной поверки. При транспортировке необходимо обеспечить хорошую амортизацию, особенно для гальванометра, во избежание обрыва растяжек.

7.7.2.10 Поверка контрольного актинометра в лабораторных условиях по искусственному источнику света не допускается.

7.7.2.11 На станции контрольная пара должна храниться в сухом отапливаемом помещении при отсутствии паров кислот, щелочей и газов, вызывающих коррозию, в запираемом шкафу для предотвращения случайных повреждений.

7.7.3 Периодический контроль переводного множителя рабочего актинометра с гальванометром

7.7.3.1 В процессе подготовки к проведению контроля установить приборный стол рядом с ящиком для гальванометров. Не менее чем за 1 ч до начала измерений вынести из помещения контрольную пару, установить на приборном столе и проверить ее функционирование, нацелив актинометр на Солнце. Для облегчения корректировки нацеливания актинометра на Солнце стрелку на основании штатива актинометра следует направить на север. Установить гальванометр в тени, закрыть актинометр крышкой, затенить и выдержать в течение 1 ч.

7.7.3.2 Снять крышки с рабочего и контрольного актинометров, нацелить на Солнце оба датчика и выдержать не менее 2 мин, корректируя нацеливание. Записать дату, количество и форму облаков, цвет неба. Крышки должны находиться в тени.

7.7.3.3 Закрыть актинометры крышками и через 1 мин отсчитать значения места нуля контрольной п'_к и рабочей п'_а пары, а также температуру по термометрам гальванометров контрольной Т_к и рабочей Т_а пары. Если контроль выполняется при температуре ниже минус 15 °С, в качестве значений Т_к и Т_а берут температуру воздуха.

Рисунок 1 - Образец свидетельства о поверке актинометра с гальванометром

7.7.3.4 Открыть актинометры, нацелить на Солнце. Через 2 мин откорректировать нацеливание, записать время начала измерений и выполнить серию из 10 пар синхронных отсчетов по гальванометрам контрольного N'_к и рабочего N'_a актинометров с интервалами между парами отсчетов 10 - 15 с. В течение выполнения серии необходимо корректировать нацеливание актинометров не реже одного раза в минуту. Записать время окончания серии.

7.7.3.5 Закрыть актинометры крышками, и через 1 мин снять отсчеты места нуля п'_к и п'_а.

7.7.3.6 Если контрольный актинометр используется с милливольтметром или с потенциометром, порядок выполнения контроля полностью сохраняется. При этом показания измерительного прибора при определении места нуля обозначают U'₀, а при измерениях - U'. Температуру контрольного актинометра принимают равной температуре воздуха.

7.7.4 Обработка результатов периодического контроля рабочего актинометра с гальванометром

7.7.4.1 Из двух отсчетов места нуля контрольной n'_к и рабочей п'_а пары, снятых в начале и конце серии, определить средние значения n_к и п_а.

7.7.4.2 Вычислить средние за серию значения отсчетов по контрольной N_к и рабочей N_a паре.

7.7.4.3 Определить значение прямой солнечной радиации S по результатам измерений с контрольной парой по формуле

S = aкТ(Nк + ΔNк - nк)

(30)

где a_кТ - переводный множитель контрольной пары при температуре Т_к (по 7.7.3.3), кВт/(м²·дел);

ΔN_к - шкаловая поправка гальванометра контрольной пары для отметки шкалы N_к, дел.

Если контрольный актинометр используется с милливольтметром или потенциометром, то значение прямой солнечной радиации определяют по формуле

(31)

где U - среднее из значений отсчетов U' (по 7.7.3.6), мВ;

U₀ - значение места нуля, полученное как среднее из двух отсчетов U'₀ (по 7.7.3.6), мВ;

K - коэффициент преобразования (чувствительность) контрольного актинометра при температуре 20 °С, указанный в поверочном свидетельстве, мВ·м²/кВт;

Т - температура воздуха при выполнении контроля, °С.

Для упрощения вычислений по формуле (31) значения величины [1 - 0,0008(T - 20)] указаны в приложении М.

7.7.4.4 Вычислить значения переводного множителя а_T рабочей пары при температуре Т_a по формуле

аТ = S/(Na + ΔNa - na),

(32)

где S - значение прямой солнечной радиации, полученное по контрольной паре, кВт/м²;

ΔN_a - шкаловая поправка гальванометра рабочей пары для отметки шкалы N_a, дел.

7.7.4.5 Значение а_T, полученное по формуле (32), привести к температуре 20 °С по формуле

aа = аT - Δa(T - 20),

(33)

где Δa - температурный коэффициент рабочей пары, определяемый по указаниям приложения В, кВт·°С/(м²·дел);

а - переводный множитель рабочей пары при температуре 20 °С, кВт/(м²·дел).

7.7.4.6 Вычислить с учетом знака разницу Δ (%) между значениями переводного множителя а_а, полученного при контроле, и переводного множителя а, применяемого в работе, по формуле

(34)

Пример записей при выполнении контроля актинометра с гальванометром приведен в приложении Б.

7.7.4.7 Если значение Δ по абсолютной величине равно или менее 3 % , то считают, что переводный множитель рабочей пары не изменился.

7.7.4.8 Если значение Δ по абсолютной величине более 3 %, то необходимо произвести тщательный внешний осмотр контрольной и рабочей пары, обратив особое внимание на чистоту трубок актинометров, состояние приемных поверхностей, чистоту клемм, и устранить замеченные недостатки, а затем повторить контроль. Если при повторном контроле получено значение |Δ| менее 3 %, то считают, что переводный множитель не изменился. Если же при повторном контроле Δ более 3 % по абсолютной величине и имеет тот же знак, что и при первом контроле, то вопрос о дальнейшем использовании рабочей пары должен быть решен в УГМС.

7.7.5 Периодический контроль переводного множителя рабочего пиранометра с гальванометром

7.7.5.1 Подготовить к работе контрольную пару по 7.7.3.1. Установить поверочную трубу и закрепить в ней рабочий пиранометр.

Примечание - Иногда у поверочной трубы вследствие случайных ударов при транспортировке или хранении происходит сбой целика. Поэтому перед выполнением контроля необходимо проверить правильность нацеливания трубы по концентричности освещения внутренних диафрагм Солнцем. При обнаружении сбоя следует нанести новую метку, соответствующую правильному нацеливанию. Об изменении положения метки необходимо сделать запись в журнале контроля и в журнале рабочих приборов, а также сообщить в актинометрическую группу УГМС. Правильность нанесения метки на целике трубы должна контролироваться при инспекции.

7.7.5.2 Произвести измерения по контрольному актинометру и пиранометру в трубе аналогично 7.7.3.2 - 7.7.3.6 с той разницей, что отсчеты места нуля пиранометра п'_п в начале и конце серии выполнять через 2 мин после того, как труба была закрыта крышкой. В результате получить: две пары отсчетов п'_к и п'_п, измеренные в начале и конце серий, 10 пар отсчетов N'_к и N'_п при освещенных контрольном актинометре и пиранометре, один отсчет Т_к температуры по термометру гальванометра контрольной пары перед началом серии.

7.7.6 Обработка результатов периодического контроля рабочего пиранометра с гальванометром

7.7.6.1 По отсчетам места нуля контрольного актинометра п'_к и пиранометра п'_п, снятым в начале и конце серии, определить их средние значения п_к и п_п.

7.7.6.2 Вычислить средние за серию значения отсчетов по контрольному актинометру N_к и пиранометру N_п.

7.7.6.3 По результатам измерений с контрольной парой определить значение прямой солнечной радиации S аналогично 7.7.4.3.

7.7.6.4 Вычислить значение переводного множителя а_п пиранометра с гальванометром по формуле

ап = S/(Nп + ΔNп - nп),

(35)

где ΔN_п - шкаловая поправка гальванометра, подключенного к пиранометру, на отметке шкалы N_п, дел.

7.7.6.5 Полученное значение а_п сравнить с применяемым в работе. Для пиранометра действуют указания 7.7.4.7 и 7.7.4.8, но при допускаемом значении Δ, равном 5 %.

7.7.7 Периодический контроль переводного множителя рабочего балансомера с гальванометром

7.7.7.1 Для контроля рабочего балансомера рекомендуется выбирать время дня, когда показания балансомера, установленного в поверочную трубу, не выходят за пределы шкалы гальванометра. В случае необходимости допускается переключить балансомер на более грубый диапазон измерений гальванометра, а затем выполнить пересчет переводного множителя. При перерывах в работе трубу необходимо держать в тени.

7.7.7.2 Подготовить к работе контрольную пару по 7.7.3.1. Установить в поверочную трубу балансомер стороной 1 к Солнцу. На нижнюю часть трубы надеть защитную насадку. При измерениях в поле зрения обращенной вниз стороны балансомера не должны попадать перемещающиеся предметы, тень от наблюдателя, предметы с яркими бликами. Нацелить трубу на Солнце.

7.7.7.3 Снять крышки с актинометра и с трубы и положить их в затененное место. Нацелить датчики на Солнце и выдержать нацеленными не менее 2 мин. Записать характеристики облачности и цвет неба.

7.7.7.4 Закрыть актинометр и через 1 мин снять отсчеты места нуля п'_к и температуры Т_к.

7.7.7.5 Открыть актинометр и нацелить его на Солнце. Закрыть крышкой трубу и через 30 с снять отсчет п'_т по затененному балансомеру.

7.7.7.6 Открыть трубу, откорректировать нацеливание на Солнце трубы и актинометра, через 30 с снять отсчеты N'_к и N'_c по контрольному актинометру и балансомеру соответственно.

7.7.7.7 Закрыть трубу и через 30 с снять второй отсчет п'_т по балансомеру.

7.7.7.8 Продолжать измерения по 7.7.7.6 и 7.7.7.7 до получения 20 отсчетов N'_c и 21 отсчета п'_т. При устойчивых отсчетах количество значений N'_c допускается уменьшить, но не менее чем до 10.

7.7.7.9 Закрыть актинометр и через 1 мин снять отсчет места нуля п'_к.

7.7.7.10 Установить балансомер в трубе стороной 2 к Солнцу и нацелить на Солнце. Изменить полярность подключения балансомера к гальванометру. Выдержать трубу нацеленной не менее 2 мин. Выполнить вторую серию измерений по 7.7.7.4 - 7.7.7.9 для стороны 2 балансомера.

7.7.8 Обработка результатов периодического контроля рабочего балансомера с гальванометром

7.7.8.1 В первой серии измерений, выполненной для стороны 1 балансомера, из двух отсчетов п'_к, снятых в начале и конце серии, вычислить среднее значение п_к места нуля контрольной пары.

7.7.8.2 Для каждого отсчета N'_к первой серии вычислить значение прямой солнечной радиации S по методике 7.7.4.3.

7.7.8.3 В каждый из отсчетов п'_т и N'_c по балансомеру ввести шкаловые поправки и получить исправленные значения п_т и N_c соответственно.

7.7.8.4 Для каждого отсчета N_c вычислить среднее значение  из двух соседних значений п_т, между которыми выполнено измерение N_c, а затем вычислить разность N_б по формуле

7.7.8.5 Для каждого значения N_б вычислить значение а'₁ по формуле

а'1 = S/Nб,

(36)

где S - значение прямой солнечной радиации, полученное по 7.7.8.2 для данного N_б, кВт/м².

7.7.8.6 Из полученных 20 значений а'₁ вычислить среднее значение переводного множителя стороны 1 балансомера а₁. Пример записей при контроле приведен в приложении Б.

Примечание - Допускается выполнять обработку результатов измерений по средним за серию значениям п_т, N_c и N_к, если в течение серии отсчеты N_c устойчивы, а область разброса значений п_т не превышает 20 %.

7.7.8.7 По результатам измерений второй серии аналогичным образом определить значение переводного множителя а₂ для стороны 2 балансомера.

7.7.8.8 Найти переводный множитель а_б как среднее из значений а₁ и а₂. Определить асимметрию Δа_б (%) сторон балансомера по формуле

(37)

7.7.8.9 Полученное значение а_б сравнить с применяемым в работе. Для балансомера действуют указания 7.7.4.7 и 7.7.4.8, но при допускаемом значении Δ, равном 10 %.

7.7.8.10 Если значение Δа_б превысило 10 % при повторном контроле, то вопрос о дальнейшем использовании балансомера должен решаться в УГМС.

7.7.8.11 Если при контроле балансомер был переключен на другой диапазон гальванометра, пересчет переводного множителя для рабочего диапазона а_б.р необходимо выполнить по формуле

аб.р = аб(Rб + Rг.р)/(Rб + Rг),

(38)

где R_г.р, R_г - входные сопротивления гальванометра на рабочем диапазоне и на диапазоне, на котором выполнен контроль, соответственно, Ом (указаны в поверочном свидетельстве гальванометра).

7.7.9 Текущий контроль состояния рабочих пиранометра и балансомера с гальванометрами

При выполнении текущего контроля пиранометра и балансомера должно быть выполнено наблюдение в порядке, указанном в 7.5.1, с той разницей, что после первой серии измерений с затененным пиранометром должна быть проведена серия с незатененным балансомером, а после серии с затененным балансомером - серия с незатененным пиранометром. Порядок следования серий и отсчетов в сериях при выполнении текущего контроля для наглядности представлен в таблице 10, в которой N'_B0 - отсчет по незатененному балансомеру, N'_Q - отсчет по незатененному пиранометру, N'_SB0, N'_SQ - отсчеты по актинометру.

Таблица 10 - Порядок следования отсчетов в серии

Примечание - Если пиранометр и балансомер подключены к разным гальванометрам, то допускается измерения с незатененными пиранометром и балансомером выполнять в одной серии после серии 1. В такой объединенной серии отсчеты должны идти в следующем порядке: V', N'_B0, N'_Q, N'_S0, V', N'_B0, N'_Q, N'_S0, V', N'_B0, N'_Q.

7.7.10 Обработка результатов текущего контроля рабочих пиранометра и балансомера с гальванометрами

7.7.10.1 Для серий 1, 3, 5 и 6 из числа указанных в таблице 10 выполнить обработку по методике, изложенной в 7.6.3.

7.7.10.2 По результатам измерений, выполненных в серии 2 с незатененным балансомером, определить значение радиационного баланса B₀ по формуле (14), учтя при этом шкаловую поправку ΔN_б и место нуля n_б. Определить значение прямой солнечной радиации S_B0 по формуле (15), а также значение прямой солнечной радиации S'_B0 на горизонтальной поверхности по формуле (18).

7.7.10.3 По результатам измерений, выполненных в серии 4 с незатененным пиранометром, определить значение суммарной радиации Q₀ по формуле, аналогичной формуле (10), а также значения прямой солнечной радиации S_Q и S'_Q.

7.7.10.4 Вычислить величину S'_BB по формуле

S'BB = В0 - (В - S')

(39)

и величину S'_DQ по формуле

S'DQ = Q0 - 0,5(D1 + D2),

(40)

где Q₀ и D₂ - значения суммарной и рассеянной радиации, определенные по результатам измерений в сериях 4 и 6 соответственно, кВт/м².

7.7.10.5 Вычислить с учетом знаков величину ΔВ по формуле

ΔB = S'BB - S'B0

(41)

и величину ΔQ по формуле

ΔQ = S'DQ - S'Q.

(42)

7.7.10.6 Если при текущем контроле балансомера значение по абсолютной величине превышает 20 % от значения S'_В0, то необходимо выполнить тщательный внешний осмотр балансомера, гальванометра, соединительных проводов, клемм, переключателей и затеняющего экрана (по 5.3). После устранения замеченных недостатков повторить текущий контроль. Если значения ΔВ подтверждают превышение допуска (20 %) не менее чем 3 раза подряд и имеют при этом один и тот же знак, то необходимо при первой возможности выполнить контроль по 7.7.7 - 7.7.8.

7.7.10.7 Если по результатам текущего контроля пиранометра получено значение ΔQ, превышающее по абсолютной величине 10 % значения S'_Q, то следует поступить аналогично тому, как это указано в 7.7.10.6 для балансомера.

8 ВЫПОЛНЕНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ

8.1 Общие указания

8.1.1 Непрерывные актинометрические наблюдения должны включать:

- проведение регистрации непрерывно в течение всего периода наблюдений, заключающееся в поддержании средств измерений и вспомогательного оборудования в рабочем состоянии и в осуществлении записи сигналов, вырабатываемых датчиками, на диаграммную ленту самопишущего измерительного прибора (регистратора);

- проведение дополнительных наблюдений за параметрами состояния атмосферы и земной поверхности, характеризующими условия наблюдений;

- выполнение наблюдений для определения характеристик прозрачности атмосферы;

- обработку результатов регистрации;

- контроль рабочих приборов.

Примечание - Если на станции выполняются также срочные наблюдения, то характеристики прозрачности атмосферы необходимо определять по результатам срочных наблюдений.

8.1.2 Для проведения регистрации требуется комплект средств измерений и вспомогательного оборудования, указанный в таблице 4. Порядок их установки и ввода в работу указан в приложении Д.

8.1.3 При выполнении регистрации необходимо вести журнал работы приборов, журнал контроля и поверок, журнал ошибок и замечаний (приложение Б), а также:

- рабочую тетрадь для записи результатов первичной обработки диаграммных лент регистратора, результатов дополнительных наблюдений и результатов наблюдений для определения характеристик прозрачности атмосферы;

- рабочую тетрадь для записи результатов наблюдений по интеграторам, выполняемых при перерывах в работе регистратора.

8.1.4 Ответственный за выполнение актинометрических наблюдений на станции должен регулярно контролировать выполнение необходимых работ, занесение требуемых записей на диаграммную ленту регистратора, в рабочие журналы и тетради.

8.1.5 По истечении месяца результаты наблюдений необходимо закодировать и направить в УГМС или центр обработки (ГГО или УГМС).

8.1.6 Значения переводных множителей датчиков с регистратором первоначально определяют при запуске установки в работу по формуле (71); их изменение проводят под контролем УГМС.

8.2 Условия выполнения непрерывных наблюдений

8.2.1 Регистрация сигналов актинометрических датчиков должна выполняться при любых метеорологических условиях за исключением грозы, сильного дождя (когда явление отмечается с указателем интенсивности 2 по таблице 11), мокрого снега, задерживающегося на датчиках, при отложении на датчиках гололеда и изморози.

8.2.2 В процессе выполнения непрерывных наблюдений за составляющими радиационного баланса необходимо проводить наблюдения за продолжительностью солнечного сияния, состоянием подстилающей поверхности, атмосферными явлениями, температурой воздуха, скоростью ветра, а также оценивать характеристику ясности дня.

8.2.3 Значение продолжительности солнечного сияния за сутки берут из результатов метеорологических наблюдений и округляют до 0,1 ч.

8.2.4 Состояние подстилающей поверхности определяют по 7.2.10 и оценивают преобладающее за день.

8.2.5 Атмосферные явления определяют по 7.2.6, фиксируя при этом время начала и окончания явления, а также его интенсивность в соответствии с таблицей 11.

Таблица 11 - Интенсивность атмосферного явления

В случае если в течение суток наблюдалось более пяти атмосферных явлений, то из числа наблюдавшихся выбирают пять оказавших наибольшее влияние на радиацию.

8.2.6 Характеристику ясности дня определяют для светлого времени суток в соответствии с таблицей 12.

Таблица 12 - Характеристика ясности дня

Оценку ясности дня выполняют на основании результатов наблюдений за облачностью в метеорологические сроки и при выполнении работ по 8.3.8, а также с учетом характера кривой регистрации сигналов актинометра. При полностью ясном дне эта кривая должна иметь плавный ход без провалов и выбросов.

8.2.7 Значения температуры воздуха и скорости ветра берут из результатов метеорологических наблюдений и определяют для середины каждого часа по среднему солнечному времени путем интерполяции. При этом температуру воздуха определяют для часовых интервалов светлого времени суток, а скорость ветра - для каждого часа суток.

8.3 Проведение регистрации и дополнительных наблюдений

8.3.1 Для обеспечения непрерывной регистрации должны выполняться указанные ниже работы со следующей периодичностью.

8.3.2 Ежедневно перед восходом Солнца необходимо:

- открыть датчики, если они были закрыты на ночь;

- проверить исправность работы регистрирующего прибора по движению диаграммной ленты и по наличию отчетливых отпечатков точек на всех каналах; в случае появления неисправности устранить ее в соответствии с указаниями технического описания и инструкции по эксплуатации; при этом отметить на диаграммной ленте момент устранения неисправности, а в журнале работы приборов указать вид неисправности, способ устранения ее, дату и время;

- записать на диаграммной ленте дату текущих суток.

8.3.3 Ежедневно при восходе Солнца необходимо проверить правильность нацеливания актинометра на Солнце, выполнив при необходимости корректировку по высоте при отпущенной гайке 10 (рисунок Д.5 приложения Д) и по азимуту при отпущенном винте 12. Проверить состояние защитного окна актинометра (если оно имеется) и при необходимости очистить его чистой мягкой салфеткой со спиртом-ректификатом или мягкой беличьей кисточкой в зависимости от характера загрязнения. Если актинометр был не нацелен, то отметить это на диаграммной ленте и указать время, когда нацеливание было выполнено.

Проверить положение кабеля актинометра на гелиостате и в случае необходимости актинометр развернуть на оси гелиостата против часовой стрелки, возвращая кабель в исходное положение, при отпущенном винте 12, после чего нацелить актинометр на Солнце. Разматывание кабеля достаточно выполнять 1 раз в 2 - 3 дня желательно при наличии солнечного сияния. При отсутствии условий для нацеливания актинометра разматывать кабель можно каждые 2 - 3 дня, а корректировку нацеливания необходимо выполнить при первом появлении Солнца.

Проверить горизонтальность пиранометров, установленных для регистрации суммарной, рассеянной и отраженной радиации, и балансомера, а также затенение пиранометра и балансомера, установленных в теневых кольцах, и при необходимости выполнить корректировку (приложение Д). Если какой-либо датчик был недостаточно затенен, то на диаграммной ленте записать это с указанием элемента радиации и времени, когда затенение было восстановлено.

Проверить состояние пиранометров и балансомера, подключенных к регистратору, по указаниям 5.3 и устранить замеченные несоответствия.

Если при восходе диск Солнца закрыт облаками, то проверку и корректировку нацеливания актинометра, затенения пиранометра и балансомера выполнить при первом появлении Солнца.

По окончании всех указанных операций стереть пыль с гальванометров на площадке и с измерительных приборов в помещении.

8.3.4 Непрерывно в течение суток наблюдать за атмосферными явлениями, отмечать на диаграммной ленте и в рабочей тетради время начала и прекращения осадков с указанием их вида, а также записывать время, когда и какой датчик был закрыт или открыт. От осадков необходимо закрывать:

- актинометр с началом выпадения дождя (за исключением выпадения отдельных капель), снега или при отложении гидрометеоров;

- балансомер с началом выпадения дождя (за исключением отдельных капель), мокрого снега, а также сухого снега, если он задерживается на балансомере, при отложении гидрометеоров;

- все датчики с началом сильного дождя и на время выпадения града.

8.3.5 На период грозы отключать от сети регистратор и блок питания.

8.3.6 Не реже одного раза в час проверять наличие записи сигналов датчиков на диаграммной ленте, следить за ее продвижением и в случае неполадок, например перекоса ленты, деформации или остановки, устранять дефект в соответствии с эксплуатационной документацией прибора, а на диаграммную ленту нанести отметки с указанием моментов прекращения и начала движения ленты. В месте перерыва рекомендуется оставить свободным от записи участок шириной 2 - 3 см, продвинув ленту вручную вперед по ходу ее движения.

8.3.7 Не реже одного раза в час проверять соответствие характера регистрируемой кривой условиям облачности, состояния диска Солнца, атмосферных явлений по рекомендациям приложения К и при обнаружении несоответствия принимать указанные там же меры. В случае затенения датчика окружающими объектами (тень от построек, деревьев, мачт, проводов и др.) отмечать на диаграммной ленте момент появления и схода тени на датчике и записывать в журнал работы приборов.

8.3.8 Не реже одного раза в 3 ч в течение каждого дня выполнять работы, указанные ниже.

8.3.8.1 В момент целого часа среднего солнечного времени с точностью до 1 мин наносить на диаграммной ленте отметку с указанием среднего солнечного времени. При наличии устройства для автоматического нанесения отметок времени на диаграммной ленте обозначить отметку, нанесенную в 12 ч среднего солнечного времени.

Примечание - Все отметки при выполнении регистрации можно производить по истинному времени.

8.3.8.2 Проверять правильность нацеливания актинометра и затенения пиранометра и балансомера. При необходимости выполнять корректировку. Все случаи сбоев нацеливания и затенения должны быть отмечены на диаграммной ленте и в журнале работы приборов.

8.3.8.3 Проверять состояние осушителя пиранометра. Если он стал розовым, то произвести его замену. Для этого вывинтить сушилку, заполнить ее сухим (голубым) силикагелем, смазать кремнийорганическим вазелином резьбу и ввинтить сушилку на место. При всех операциях во избежание отклеивания стеклянного баллона сушилку следует держать за оправу. В случае запотевания стеклянного колпака пиранометра необходимо устранить запотевание по 5.3.9 и сделать соответствующую запись на диаграммной ленте и в журнале работы приборов, указав время начала регистрации при чистом колпаке.

Примечание - При отсутствии осадков эту проверку достаточно выполнять 1 раз в день.

8.3.8.4 Определять состояние подстилающей поверхности, атмосферные явления, общее количество облаков, состояние диска Солнца. Результаты записывать в рабочую тетрадь.

8.3.8.5 Выполнять регистрацию места нуля для датчика, подключенного к регистратору со смещением места нуля (по приложению Д), и для всех датчиков, если канал 6 (или другой) регистратора не выполняет запись места нуля. Для этого необходимо актинометр или пиранометр закрыть крышкой, а вход канала, к которому подключен балансомер, замкнуть накоротко и выдержать 4 - 6 мин. Нанесенные точки на диаграммной ленте отметить (например, обвести карандашом).

8.3.9 Ежедневно по окончании суток определять по методике, указанной в 8.2, и записывать в рабочую тетрадь следующее:

- продолжительность солнечного сияния за сутки по 8.2.3;

- преобладающее за день состояние подстилающей поверхности по 8.2.4;

- атмосферные явления по 8.2.5;

- характеристику ясности дня по 8.2.6;

- температуру воздуха по 8.2.7;

- скорость ветра по 8.2.7.

При возможности ежедневно отрезают часть диаграммной ленты с результатами регистрации за истекшие сутки и выполняют первичную обработку, результаты которой заносят в рабочую тетрадь (рисунок 2).

8.3.10 Один раз в три дня изменить угол наклона оси актинометра к горизонту путем поворота актинометра на кронштейне (рисунок Д.5 приложения Д) при отпущенном винте 10 на угол, соответствующий изменению угла склонения Солнца, предварительно проверив при помощи накладного уровня горизонтальность основания гелиостата. Изменить положение датчиков на теневых стойках в зависимости от склонения Солнца (Д.1.3 приложения Д).

8.3.11 Один раз в 10 дней выполнить технический осмотр всех технических средств в указанном ниже порядке.

8.3.11.1 Произвести внешний осмотр всех технических средств на актинометрической площадке и в помещении в соответствии с 5.3, очистить их от пыли и грязи, а также выполнить проверки, указанные ниже. Если при техническом осмотре датчика обнаружится неисправность, то ее по возможности устранить своими силами, после чего произвести контроль переводного мно-

Рисунок 2 - Рекомендуемая форма записей в рабочей тетради
при выполнении регистрации

жителя прибора. Если неисправность своими силами не может быть устранена, то датчик следует заменить¹ другим и отправить в ремонт. При выборе нового датчика для замены у него предварительно проверить тестером электрическое сопротивление изоляции между термобатареей и корпусом, которое должно быть не менее 0,5 МОм для пиранометра и балансомера, не менее 1 МОм для актинометра. Проверка мегометром не допускается во избежание повреждения термобатареи. Время замены датчика указать на диаграммной ленте и в журнале работы приборов.

____________

¹ Замену датчика производить 1-го числа месяца, в противном случае при подготовке материала для центра обработки должен быть выполнен пересчет среднечасовых ординат, чтобы привести их к единому переводному множителю, в соответствии с указаниями 8.6.2.5.

8.3.11.2 При осмотре актинометра проверить правильность установки гелиостата по широте и меридиану (приложение Д), герметичность трубки, чистоту трубки и состояние покрытия приемной поверхности актинометра. В случае обнаружения засорения трубки выполнить операции по п. 5.3.8. Проверить функционирование узлов, предназначенных для регулировки положения актинометра по угловой высоте и азимуту на штативе актинометра и гелиостате.

8.3.11.3 Проверить горизонтальность расположения пиранометров и балансомера.

8.3.11.4 При осмотре пиранометра проверить исправность регулировочных винтов у стоек и штатива, надежность крепления теневого экрана и возможность его фиксации в наклонном положении. Проверить надежность подключения соединительных проводов, исправность сушилки.

8.3.11.5 При осмотре балансомера проверить возможность регулировок его горизонтальности и поворота, состояние окраски обеих приемных поверхностей, состояние никелировки на блестящих сторонах корпуса, состояние соединительного кабеля и надежность контактов в соединительных цепях.

8.3.11.6 При осмотре гелиостата, стоек и теневых колец проверить окраску, состояние кабелей, смазку трущихся поверхностей. В гелиостате проверить функционирование устройства выборки люфта путем поворота актинометра от руки в пределах упругого хода оси 13 (рисунок Д.5 приложения Д) из одного крайнего положения в другое. Актинометр должен возвращаться в исходное положение под воздействием пружины выборки люфта. В противном случае следует усилить натяг пружины или направить в ремонт. Проверить наклон плоскости теневых колец в направлении север-юг и горизонтальность в направлении восток-запад.

8.3.12 Один раз в месяц выполнять указанные ниже работы.

8.3.12.1 Поменять местами стороны балансомера, для чего повернуть его на 180° относительно горизонтальной оси. Смену сторон балансомера необходимо производить 1-го числа каждого месяца в утренние часы. После смены сторон балансомера необходимо изменить полярность подключения балансомера к регистратору. В журнале работы приборов указать дату и время смены сторон и переключения полярности.

8.3.12.2 Прочистить реохорды регистратора (независимо от того, был прибор в работе или нет) щеткой, слегка смоченной в очищенном этиловом спирте. При этом спирали необходимо прочистить по всей длине каждого реохорда, затем протереть их насухо чистой замшей.

8.3.12.3 Произвести проверку состояния линий связи. Перед этой проверкой в обязательном порядке отключить от проверяемых линий все датчики, гелиостат, блок питания, часы, регистратор, интеграторы и распределительный щит во избежание их повреждения. Проверку производить при помощи мегомметра, путем измерения сопротивления изоляции между каждой жилой кабеля и землей, а также между жилами кабеля. Измеренное значение сопротивления изоляции должно быть не ниже 10 МОм.

8.3.12.4 Прочистить капилляр интегратора путем прогона указательного столбика вдоль всего капилляра. Для этого нужно включить ток приводки и наблюдать за движением указательного столбика; при достижении устья сразу же отключить ток приводки во избежание вытеснения столбика в устье.

8.3.13 Один раз в 3 месяца смазать приборным маслом (марка МПВ) зубчатые зацепления, подшипники и оси регистратора; сменить масло в редукторах реверсивного и синхронного двигателей, а также проверить и отрегулировать рабочий ток в соответствии с инструкцией по эксплуатации, прилагаемой к регистратору заводом-изготовителем.

Проверить напряжение источника питания интегратора при помощи тестера. Если напряжение элемента в интеграторе меньше 1,1 В, то элемент подлежит замене. При отсутствии запасного элемента указанного в паспорте типа может быть использован любой гальванический элемент с напряжением 1,4 - 1,66 В. Для подключения внешнего элемента к интегратору Х-603 нужно снять крышку и, соблюдая полярность, закрепить выводы элемента винтами, крепящими крышку: минус элемента к левому винту, а плюс - к правому. На место вынутого элемента вложить в гнездо изолятор (резиновый), не позволяющий замкнуться контактным ламелям. В интеграторе Х-607 внешний источник следует подключить к клеммам дополнительного входа (на левой части прибора) через добавочное сопротивление 1 кОм. При этом вывод элемента со знаком «+» должен быть подключен к клемме 1 дополнительного входа. Подключение источника без добавочного сопротивления приведет к выводу из строя интегратора.

8.3.14 Один раз в 6 месяцев проверить самопроизвольное смещение места нуля (самоход) и измерительную цепь интегратора.

При проверке самохода необходимо отключить от интегратора датчик, снять отсчет n₁ по шкале интегратора, замкнуть накоротко клеммы «-» и «1» интегратора Х-603 и клеммы и «30» интегратора Х-607 и выдержать в течение периода времени t не менее 5 ч. В момент достижения времени t снять отсчет n₂ по шкале интегратора и вычислить значение самохода п_с по формуле п_с = (n₂ - n₁)/t. Если полученное значение п_с более 0,5 дел/ч, то требуется выполнить регулирование собственной ЭДС по методике, указанной в приложении Д.

Проверка измерительной цепи должна выполняться при отключенном датчике. При помощи тестера проверяют отсутствие обрыва цепи в интеграторе Х-603 между клеммой «1» и каждой из остальных, а в интеграторе Х-607 - между клеммой «30» и каждой из остальных. Запрещается подключать тестер к клемме «-» во избежание повреждения интегратора. Если при проверке обнаружено нарушение контакта и восстановить контакт на месте невозможно, интегратор следует направить в ремонт. После восстановления контакта необходимо провести проверку интегратора с датчиком по методике 8.7.7.

8.4 Проведение измерений при перерывах в работе регистрирующего прибора

8.4.1 При перерыве в работе регистрирующего прибора (профилактика прибора, ремонт, перерывы в электроснабжении) должны производиться измерения часовых сумм радиации при помощи интеграторов. Если регистратор отключается персоналом станции, то момент его отключения должен быть приурочен к концу часа по истинному времени, чтобы измерения с интеграторами начать в момент начала следующего часа. На диаграммной ленте необходимо записать время остановки прибора, продвинуть от руки диаграммную ленту на 2 - 3 см и отметить, что датчики переключены на интеграторы. Обратное переключение датчиков с интеграторов на регистирующий прибор рекомендуется произвести также в момент целого часа по истинному времени. На интеграторы переключают только актинометр и пиранометры.

8.4.2 Перед переключением датчиков на интеграторы следует снять начальные показания n_0S, n_0D, n_0R, n_0Q по интеграторам, подключенным к датчикам прямой солнечной, рассеянной, суммарной, отраженной радиации и радиационного баланса соответственно и записать в рабочую тетрадь. После этого подключить датчики и записать дату и время начала измерений.

8.4.3 По истечении целого часа по истинному времени с погрешностью ±1 мин, независимо от момента начала интегрирования, снять первые отсчеты n_1S, n_1D, n_1R, n_1Q по шкале интеграторов, подключенных к соответствующим датчикам, и записать их в рабочую тетрадь, указав время снятия отсчетов. Вычислить разности N_1S, N_1D, N_1R, N_1Q между первыми и начальными отсчетами по каждому интегратору: N_1D = n_1D - n_0D; N_1S = n_1S - n_0S; N_1R = n_1R - n_0R; N_1Q = n_1Q - n_0Q.

8.4.4 По истечении второго часа аналогичным образом снять и записать в рабочую тетрадь вторые отсчеты n_2S, n_2D, n_2R, n_2Q. Вычислить и записать показания для второго часа: N_2D = n_2D - n_1D; N_2S = n_2S - n_1S; N_2R = n_2R - n_1R; N_2Q = n_2Q - n_1Q. Таким образом выполнять наблюдения и далее.

8.4.5 В процессе проведения наблюдений внимательно следить, чтобы указатели интеграторов не вышли за пределы шкалы. Если отсчет выполнен в конце шкалы, нужно вернуть указатель в начало шкалы и через 1 мин снять отсчет n'_J. В этом случае в следующий час вычислить разность между показанием в конце часа и показанием n'_J, снятым после перемещения указателя в начало шкалы. Например, пусть по интегратору с датчиком суммарной радиации в конце первого часа получен отсчет n_1Q, в конце второго - n_2Q, после чего указатель был передвинут в начало шкалы и установлен на отметке n'_Q, а в конце третьего часа снят отсчет n_3Q. Тогда N_2Q = n_2Q - n_1Q, N_3Q = n_3Q - n'_Q.

8.5 Проведение измерений для определения характеристик прозрачности атмосферы

8.5.1 Если в программу работы пункта не включены срочные наблюдения, то в сроки, указанные в 7.1.1, при состоянии диска Солнца ʘ² необходимо проверить и откорректировать нацеливание актинометра, а затем на диаграммную ленту регистратора нанести метку с указанием среднего солнечного времени с погрешностью не более 1 мин. Необходимо учесть, что часовые суммы радиации должны определяться по истинному времени.

8.5.2 В рабочую тетрадь записать дату, время нанесения метки, значения температуры воздуха, парциального давления водяного пара и атмосферного давления по результатам ближайшего метеорологического срока.

8.5.3 На диаграммной ленте регистратора найти точку, соответствующую моменту нанесения метки, отложить 10 мм по ходу движения ленты и на этом участке определить среднюю ординату Н_S, отсчитав ее от линии записи места нуля актинометра с погрешностью не более 0,2 дел. Записать в рабочую тетрадь полученное значение Н_S, а также время середины 10-минутного интервала.

Примечание - При скорости движения диаграммной ленты, не равной 60 мм/ч, ширину участка необходимо брать соответствующей 10-минутному интервалу.

8.6 Обработка результатов регистрации

8.6.1 Общие указания

8.6.1.1 Если обработка результатов регистрации производится в центре обработки (ГГО или УГКС), то в пункте актинометрических наблюдений выполняют только первичную обработку, заключающуюся в определении среднечасовых ординат и дополнительной информации, состав и способ определения которой указан в 8.3.9.

8.6.1.2 При необходимости получения актинометрической информации на месте выполняют полную обработку, в результате которой определяют значения часовых сумм радиации, среднечасового альбедо подстилающей поверхности и коэффициента прозрачности атмосферы.

8.6.1.3 В случаях пропусков в регистрации и искажений показаний датчиков необходимо производить обработку с восстановлением данных по 8.6.4.

8.6.2 Обработка результатов регистрации для представления в центр обработки (первичная обработка)

8.6.2.1 Разметить диаграммную ленту по времени. Для этого значения среднего солнечного времени τ_m, отмеченные на ленте по 8.3.8, необходимо перевести в истинное время τ_ʘ по формуле

τʘ = τm + Δτ,

(43)

где Δτ - поправка к среднему солнечному времени (уравнение времени), указанная в таблице И.1 приложения И.

Нанести на ленту отметки по истинному времени и путем интерполяции между ними нанести отметки, соответствующие каждому целому часу истинного времени, предполагая, что скорость движения диаграммной ленты равномерна. Через нанесенные отметки провести часовые линии, делящие ленту на часовые промежутки. При перерывах в регистрации разметка по времени должна производиться с учетом времени перерыва.

Примечание - Если метки на диаграммной ленте нанесены по истинному времени, то пересчет по формуле (43) не выполняют.

8.6.2.2 Провести на диаграммной ленте нулевую линию для каждого датчика следующим образом:

- если датчик подключен без смещения места нуля и на канале 6 (или другом) производится запись места нуля регистратора, то нулевая линия датчика совпадает с линией канала 6;

- если датчик подключен со смещением места нуля или если запись места нуля регистратора на канале 6 не производится, то нулевая линия должна быть проведена по точкам регистрации места нуля датчиков (8.3.8.5).

Примечание - Линию регистрации сигналов актинометра или пиранометра в темное время суток использовать в качестве нулевой линии допускается только в крайнем случае.

8.6.2.3 По каждой кривой для каждого часового интервала определить среднюю ординату, отсчитав ее от соответствующей нулевой линии, и округлить до 0,1 дел. Если кривая проходит плавно (при ясном, малооблачном или пасмурном небе), то среднечасовую ординату можно определять методом равных площадей. Этот метод заключается в том, что для участка кривой между двумя соседними часовыми линиями определяют положение некоторой средней линии, параллельной нулевой линии и разделяющей этот участок кривой на две части таким образом, чтобы площадь, ограниченная средней линией и одной частью кривой (под средней линией), была равна площади, ограниченной средней линией и другой частью кривой (над средней линией).

При разбросе точек (в условиях переменной облачности) среднечасовую ординату необходимо определять либо как среднее арифметическое из ординат всех точек в часовом интервале, либо с помощью палетки Савиковского. Использование метода равных площадей допускается только при условии, что среднечасовая ордината будет определена с погрешностью не более 0,5 дел.

Палетка Савиковского представляет собой прозрачную линейку, на которой нанесена сетка, шириной 60 и длиной 200 мм (рисунок 3). Сетка разделена на полосы шириной, равной 5 делениям диаграммной ленты. Против каждой полосы указано значение ординаты для середины полосы. В полосе 0 проведена пунктиром линия с ординатой, равной нулю. Для определения средней за час ординаты палетку накладывают так, чтобы ее нулевая линия (пунктирная) совпадала с нулевой линией записи обрабатываемого вида радиации. Подсчитывают число точек, попавших в каждую полосу. Принимают, что для всех точек, попавших в одну полосу, ординаты одинаковы и равны значению, указанному против полосы, т.е. ординате ее середины. Среднечасовую ординату  для точек в данном часовом интервале определяют по формуле

(44)

Рисунок 3 - Общий вид палетки Савиковского
для обработки диаграммных лент регистратора

Рисунок 4 - Пример определения среднечасовой
ординаты с помощью палетки Савиковского

где п_i - количество точек в i-й полосе;

H_i - ордината середины i-й полосы, дел.

Пример использования палетки для определения среднечасовой ординаты приведен на рисунке 4. После совмещения нулевой линии палетки с нулевой линией записи в полосе 0 оказалось 4 точки записи, в полосе 5 - 2 точки, в полосе 10 - 1 точка, в полосе 15 - 3 точки, в полосе 20 - 11 точек, в полосе 25 - 5 точек. Подставив эти данные в формулу (44), получают

8.6.2.4 Отметку среднечасовой ординаты  нанести на диаграммную ленту в соответствующем часовом интервале в виде штриха параллельно нулевой линии на расстоянии от нулевой линии, равном числу делений среднечасовой ординаты , а на свободном участке диаграммной ленты записать полученное значение . Значения среднечасовых ординат необходимо записать также в рабочую тетрадь (см. рисунок 2). Среднечасовую ординату обозначают индексом, соответствующим виду радиации. При этом ординату, полученную по балансомеру, установленному в теневом кольце, обозначают Н_B'.

8.6.2.5 Если в течение данного месяца был изменен переводный множитель какого-либо датчика с регистратором или заменен датчик, то для представления в центр обработки необходимо выполнить пересчет среднечасовых ординат для их приведения к одному переводному множителю. Для этого среднечасовые ординаты, полученные при новом значении переводного множителя β'_J, приводят к значению переводного множителя β_J, применявшемуся в работе с начала месяца, путем умножения на коэффициент пересчета С, определяемый по формуле С = β'_J/β_J, и в материалах, направляемых в центр обработки, указывают одно значение переводного множителя β_J. Если переводный множитель изменился в начале месяца, то в целях уменьшения объема пересчета данные приводят к новому его значению β'_J, для чего среднечасовые ординаты, полученные до изменения переводного множителя, умножают на коэффициент С, определяемый по формуле С = β_J/β'_J и в центр обработки сообщают значение β'_J.

8.6.3 Полная обработка результатов регистрации

8.6.3.1 Выполнить первичную обработку по 8.6.2.

8.6.3.2 Вычислить значение часовой суммы прямой солнечной радиации Σ_чS до 0,01 МДж/м² по формуле

(45)

где β_ST - переводный множитель актинометра с регистратором, кВт/(м²·дел), при температуре воздуха Т;

 - значение среднечасовой ординаты записи сигналов актинометра, дел.

Значение β_ST определяют по формуле

βST = βS/[1 - 0,008(T - 20)],

(46)

где β_S - переводный множитель при температуре 20 °С, кВт/(м²·дел);

Т - значение температуры воздуха для данного часа, определяемого по 8.2.7, °С.

Для упрощения вычислений значения величины [1 - 0,0008×(Т - 20)] указаны в приложении М.

8.6.3.3 Вычислить значения часовых сумм рассеянной Σ_чD, отраженной Σ_чR_к, суммарной Σ_чQ радиации по формулам

	(47)
	(48)
	(49)

где β_D, β_R, β_Q - переводные множители соответствующего пиранометра c регистратором, кВт/(м²·дел);

 - среднечасовые ординаты для рассеянной, отраженной и суммарной радиации соответственно, дел.

Примечание - Значения Σ_чQ, полученные по незатененному пиранометру, используют для контроля и восстановления пропусков в регистрации (см. приложение К и 8.6.4).

8.6.3.4 Вычислить значение часовой суммы радиационного баланса без прямой солнечной радиации по формуле

(50)

где β_B - переводный множитель балансомера с регистратором, кВт/(м²·дел);

 - среднечасовая ордината, дел;

Ф_V - поправочный множитель балансомера на скорость ветра V, указанный в поверочном свидетельстве;

V - скорость ветра, определяемая по 8.2.7 для данного часа, м/с.

8.6.3.5 Определить значение часовой суммы суммарной радиации Σ_чQ* по формуле

ΣчQ* = ΣчD + sin h·ΣчS,

(51)

где h - высота Солнца в момент середины рассматриваемого часового интервала, определяемая по приложению И.

8.6.3.6 Определить значение часовой суммы радиационного баланса Σ_чB по формуле

ΣчB = Σч(B - S') + sin h·ΣчS.

(52)

Если балансомер используется без теневого кольца, то часовую сумму радиационного баланса определяют по формуле (50), в которую вместо Н'_B подставляют значение Н_B.

8.6.3.7 Определить значение среднечасового альбедо А_к подстилающей поверхности по формуле

Ак = ΣчQ*/ΣчRк.

(53)

8.6.3.8 Определить значения часовых сумм баланса коротковолновой Σ_чВ_к и длинноволновой Σ_чВ_д радиации по формулам

ΣчВк = ΣчQ* - ΣчRк,	(54)
ΣчВд = Σч(B - S') + ΣчRк - ΣчD.	(55)

8.6.3.9 Определить значение коэффициента прозрачности атмосферы по методике, указанной в приложении И, используя данные, полученные по 8.5. При этом значение прямой солнечной радиации S должно быть определено по формуле

S = βSTHS.

(56)

8.6.4 Обработка результатов регистрации, выполненной с пропусками и искажениями

8.6.4.1 Пропуски при регистрации появляются при отключении регистратора на период грозы, при выполнении регламентных или ремонтных работ, при отсутствии электроэнергии в сети, а также при отключении датчика или когда датчик был закрыт на период выпадения осадков. Искажения регистрируемых сигналов датчика появляются в случаях сбоя нацеливания актинометра на Солнце, сбоя затенения пиранометра или балансомера, при затенении датчика окружающими объектами, при отложении гидрометеоров, при выпадении снега, задерживающегося на датчиках, при запотевании стеклянного колпака пиранометра. В этих случаях допускается выполнять обработку с восстановлением данных. Способ восстановления зависит от следующих факторов:

- от продолжительности перерыва или искажения;

- от видов радиации, для которых требуется восстановление, и их количества;

- от причины пропуска, например из-за закрывания датчика от осадков.

8.6.4.2 Если продолжительность пропуска или искажения менее 20 мин в данном часовом интервале, то определяют среднюю ординату по точкам, нанесенным на диаграммную ленту в течение остальных 40 мин или более, и принимают ее в качестве среднечасовой ординаты. Сюда относится также случай, когда перерыв продолжался более 20 мин, но распределен в двух соседних часовых интервалах таким образом, что в каждом из них длился не более 20 мин. Если перерыв произошел внутри часового интервала, то среднюю ординату определяют по формуле

(57)

где  - средняя ордината для участка кривой до перерыва и после него соответственно, дел;

t₁, t₂ - продолжительность регистрации в данном часовом интервале соответственно до перерыва и после него, мин.

8.6.4.3 Если продолжительность пропуска или искажения от 20 до 60 мин в рассматриваемом часовом интервале, то восстановление пропущенных данных производится путем интерполяции. Для этого конец и начало правильной записи на диаграммной ленте соединяют прямой штриховой линией, и определяют среднечасовую ординату с учетом восстановленного участка. Искаженную часть кривой при этом перечеркивают. Сюда относится также случай, когда перерыв возник в начале одного часа, а прекратился в конце следующего. При восстановлении данных о прямой солнечной радиации необходимо учитывать данные, полученные по гелиографу, и в случае отсутствия солнечного сияния считать, что значения ординат равны нулю.

8.6.4.4 При перерывах в работе регистратора более целого часового интервала восстановление путем интерполяции не рекомендуется, и используют результаты измерений с интеграторами (8.4). Если имел место перерыв или искажение записи только для отдельных датчиков, то восстанавливаемые часовые суммы определяют по значениям часовых сумм других видов радиации, используя следующие формулы:

- для прямой солнечной радиации

ΣчS = (ΣчQ - ΣчD)/sin h;

(58)

- для рассеянной радиации

ΣчD = ΣчQ - sin h ΣчS;

(59)

- для отраженной радиации

ΣчRк = АкΣчQ*,

(60)

если же при этом регистрация прямой солнечной радиации не выполнялась, то

ΣчRк = АкΣчQ,

(61)

где А_к - среднее из значений альбедо, полученных по результатам измерений за остальные часы или в другие дни при аналогичных условиях облачности, состояния подстилающей поверхности и диска Солнца;

- для радиационного баланса

ΣчB = ΣчQ* - ΣчRк;

(62)

если при этом регистрация отраженной радиации не выполнялась, то

ΣчB = (1 - Aк)ΣчQ*;

(63)

если не выполнялась регистрация прямой солнечной радиации, то в формулах (62) и (63) вместо Σ_чQ* используют Σ_чQ.

8.6.4.5 Если актинометр был закрыт от осадков и в это время диск Солнца был закрыт облаками, то при определении среднечасовой ординаты принимают, что в пропущенном интервале ординаты записи сигналов актинометра равны нулю. Если при этом было отмечено наличие солнечного сияния, то часовую сумму прямой солнечной радиации определяют по формуле (58).

8.6.4.6 Если балансомер был закрыт от осадков, то в темное время суток принимают, что значения ординат записи сигналов балансомера равны нулю. В светлое время суток при перерыве менее 20 мин обработку выполняют по 8.6.4.2, при перерыве от 20 мин и более - по формуле (62) или (63).

8.6.5 Обработка результатов измерений, выполненных с интеграторами

8.6.5.1 В центр обработки должны быть представлены значения разностей отсчетов N_S, N_D, N_R, N_Q и N_B, полученные по 8.4, а также дополнительная информация, определяемая по 8.3.9.

8.6.5.2 Значения часовых сумм радиации должны быть определены по формуле

ΣчJ = AJNJ,

(64)

где J - обозначение вида радиации;

A_J - переводный множитель датчика с интегратором, МДж/(м²·дел);

N_J - значение разности отсчетов по интегратору, полученное для данного часа по 8.4, дел.

При вычислении значение Σ_чJ округляют до 0,01 МДж/м².

8.6.5.3 Значения переводных множителей датчиков с интеграторами должно быть определено по методике, указанной в 8.7.7.

8.7 Контроль рабочих приборов

8.7.1 Общие указания

8.7.1.1 При выполнении регистрации в пункте наблюдений должен регулярно проводиться контроль всех рабочих приборов, который включает:

- проверку переводных множителей рабочих датчиков с соответствующим измерительным прибором;

- текущий контроль рабочих датчиков, подключенных к регистратору.

8.7.1.2 Проверка переводных множителей должна выполняться по контрольному актинометру при состоянии диска Солнца ʘ² желательно в околополуденные часы, когда значения прямой солнечной радиации меняются меньше, чем в другое время дня.

8.7.1.3 Проверку необходимо выполнять по возможности ежемесячно (при наличии соответствующих погодных условий) для всех приборов, включенных в работу:

- для сравнительных приборов, т.е. для актинометра, пиранометра и балансомера, установленных на актинометрической стойке и подключенных к гальванометрам;

- для рабочих датчиков, т.е. для актинометра, трех пиранометров и балансомера, подключенных к регистратору.

В случае замены датчика или измерительного прибора должна быть проведена внеочередная проверка.

8.7.1.4 Для выполнения проверки необходимы следующие технические средства:

- контрольная пара (см. 7.7.2) или образцовый актинометр;

- поверочная труба;

- секундомер;

- приборный стол.

8.7.1.5 При выполнении проверки рабочие датчики должны быть подключены к тем же измерительным приборам, с которыми они используются в работе. В случае необходимости при установке пиранометра или балансомера в поверочную трубу допускается удлинить соединительные провода, используя для этого медный провод с сечением жилы не менее 0,5 мм² (диаметр 0,8 мм) при длине каждого конца не более 3 м.

8.7.1.6 Текущий контроль рабочих датчиков, подключенных к регистратору, должен проводиться ежедневно путем сравнения результатов измерений, получаемых в процессе выполнения регистрации, с результатами параллельно выполненных измерений по сравнительным приборам без перерыва работы регистрирующей установки.

8.7.1.7 Текущий контроль должен выполняться в условиях стабильной радиации в соответствии с указаниями 8.7.5.2. При осадках и отложении гидрометеоров контроль проводить не следует.

8.7.1.8 Материалы проверок и текущего контроля должны быть высланы в УГМС для их анализа и заключения о состоянии рабочих приборов и переводных множителей.

8.7.2 Проверка переводных множителей сравнительных приборов

Проверка переводных множителей сравнительных приборов и обработка полученных результатов должна выполняться аналогично периодическому контролю приборов, предназначенных для срочных наблюдений (7.7.1 - 7.7.8).

8.7.3 Проверка переводных множителей рабочих датчиков с регистратором

8.7.3.1 При выполнении проверки рабочий актинометр должен оставаться на гелиостате, а пиранометр или балансомер должен быть установлен в поверочную трубу. В процессе проведения одной проверки необходимо выполнить по одной серии измерений для трех рабочих пиранометров и балансомера. Проверка актинометра выполняется одновременно с проверкой каждого пиранометра. При наличии двух или трех поверочных труб проверка может выполняться одновременно для двух или трех пиранометров.

8.7.3.2 В процессе проведения проверки контрольный актинометр и поверочная труба, независимо от того, открыты они или закрыты крышками, должны быть постоянно нацелены на Солнце. Корректировать их нацеливание при выполнении серии отсчетов необходимо не реже 1 раза в 2 мин, а в перерывах между сериями допускается не реже 1 раза в 5 мин. Крышки, снятые с актинометров, и трубы необходимо класть в затененное от Солнца место внутренней стороной вверх. Порядок выполнения каждой серии измерений приводится ниже.

8.7.3.3 Подготовить к работе контрольную пару по указаниям 7.7.3.1.

8.7.3.4 Снять рабочий пиранометр с теневой стойки и установить его в поверочную трубу. Нацелить на Солнце трубу и контрольный актинометр, проверить нацеливание рабочего актинометра на гелиостате.

8.7.3.5 Проверить, заведен ли секундомер. На диаграммной ленте регистратора в момент нанесения очередной (любой) точки включить секундомер, обвести эту точку и поставить отметку времени t₀ в часах и минутах. Секундомер должен оставаться включенным до конца проверки всех пиранометров. Время t₀ записать в журнал поверок и контроля.

8.7.3.6 Закрыть крышками трубу и актинометр на гелиостате. Закрыть контрольный актинометр и через 1 мин снять отсчет п'_к места нуля его и температуру Т_г по термометру гальванометра. Определить и записать в журнал характеристики облачности, состояние диска Солнца, цвет неба и температуру воздуха Т. Трубу и актинометр на гелиостате выдержать закрытыми не менее 4 мин для нанесения на диаграммную ленту регистратора точек места нуля H_0S актинометра и H_0D пиранометра.

8.7.3.7 Открыть трубу и актинометры, откорректировать нацеливание на Солнце, выдержать не менее 2 мин, отсчитать по секундомеру и записать время t₁ начала измерений и выполнить первую серию отсчетов N'_к по контрольной паре с интервалами 20 - 30 с в течение 6 мин. С последним отсчетом N'_к отсчитать по секундомеру и записать время t₂ окончания 1-й серии. Если при измерениях радиация была недостаточно стабильной, т.е. значения отсчетов N'_к колебались в пределах 5 дел, то серию необходимо продолжить до 10 мин.

8.7.3.8 Установить в поверочную трубу пиранометр отраженной радиации и аналогичным образом выполнить его проверку, получив при этом вторую пару отсчетов п'_к и Т'_г, вторую серию отсчетов N'_к по контрольной паре, а также отсчитанные по секундомеру время t₃ начала и время t₄ окончания 2-й серии.

8.7.3.9 Аналогичным образом выполнить проверку пиранометра суммарной радиации, получив третью пару отсчетов п'_к и Т'_г, третью серию отсчетов N'_к, время t₅ начала и t₆ окончания 3-й серии, при этом время t₆ отсчитать также по часам и записать (это необходимо для контроля работы секундомера).

8.7.3.10 Установить в поверочную трубу балансомер стороной 1 к Солнцу. На нижний конец трубы надеть защитную насадку. При установке трубы проследить за тем, чтобы в поле зрения обращенной вниз стороны балансомера не было перемещающихся предметов, тени от наблюдателя, предметов с яркими бликами. Нацелить трубу на Солнце и выдержать 2 мин. Если показания регистратора выходят за пределы шкалы, то на канал балансомера подать напряжение смещения места нуля (или убрать, если оно подано).

8.7.3.11 Закрыть контрольный актинометр и трубу, включив секундомер в момент закрывания трубы. Отсчитать по часам и записать время t₇ начала 4-й серии. Через 1 мин по секундомеру снять отсчеты п'_к места нуля и температуры Т'_г для контрольной пары. Открыть актинометр. Определить и записать в журнал характеристики облачности, состояние диска Солнца и цвет неба. Секундомер должен оставаться включенным до конца проверки обеих сторон балансомера. Трубу выдержать закрытой в течение 3 мин для нанесения на диаграммную ленту регистратора первой группы точек п_т при закрытой трубе.

8.7.3.12 Открыть трубу, откорректировать нацеливание на Солнце трубы и актинометра и через 1 мин выполнить первую серию отсчетов по контрольной паре в течение 3 мин с интервалами 20 - 30 с. За это время на диаграммную ленту нанесена первая группа точек N_c при открытой трубе.

8.7.3.13 Закрыть трубу и выдержать 3 мин, корректируя нацеливание трубы и актинометра. Открыть трубу и через 1 мин выполнить 2-ю серию отсчетов N'_к в течение 3 мин. При этом на диаграммную ленту нанесены вторые группы точек при закрытой п_т и открытой N_c трубе.

8.7.3.14 Выполнить измерения по 8.7.3.13 в третий раз, получив при этом третью серию отсчетов N'_к и третьи группы точек при закрытой п_т и открытой N_c трубе. Закрыть трубу, выдержать 3 мин для записи регистратором 4-й группы точек п_т, отсчитать по секундомеру и записать время t₈ окончания проверки стороны 1 балансомера. Трубу рекомендуется выдержать закрытой еще не менее 3 мин для обозначения на диаграммной ленте места окончания записи, относящейся к проверке стороны 1, в дополнение к фиксации времени t₇ и t₈ для большей уверенности в идентификации точек при обработке.

8.7.3.15 У становить балансомер в трубе стороной 2 к Солнцу и выполнить проверку аналогично 8.7.3.10 - 8.7.3.14. Время окончания проверки указать по секундомеру и по часам.

8.7.4 Обработка результатов проверки переводных множителей рабочих датчиков с регистратором

8.7.4.1 В каждой из трех серий измерений, выполненных при проверке пиранометров, определить по показаниям контрольной пары значения прямой солнечной радиации S₁ в первой серии, S₂ во второй серии и S₃ в третьей серии по формуле (30) либо по формуле (31) в соответствии с 7.7.4.3.

8.7.4.2 На диаграммной ленте найти отметку времени t₀ и от нее нанести на ленту отметки времени t₁ и t₂, записанные в журнал по 8.7.3.7. При этом следует иметь в виду, что при рекомендованной скорости протяжки диаграммной ленты (60 мм/ч) она перемещается на 1 мм за одну минуту¹. При контроле правильности нанесения отметок t₁ и t₂ принять во внимание, что ранее была проведена регистрация места нуля проверяемых актинометра и пиранометра по 8.7.3.6. Аналогичным образом нанести на ленту отметки времени t₃, t₄, t₅ и t₆, отсчитывая расстояния от отметки t₀.

____________

¹ Если скорость протяжки V диаграммной ленты не равна 60 мм/ч, то длина участка ленты, соответствующего одной минуте, равна V/60.

8.7.4.3 По результатам 1-й серии, т.е. проверки пиранометра рассеянной радиации и рабочего актинометра (по 8.7.3.4 - 8.7.3.7), для каждого из них на участке кривой записи между отметками t₁ и t₂ отбросить первую точку, а по остальным точкам этого участка найти среднюю ординату  для актинометра и  для пиранометра рассеянной радиации с погрешностью не более 0,2 дел.

8.7.4.4 По результатам регистрации с закрытыми актинометром и трубой (по 8.7.3.6) отсчитать значения места нуля актинометра H_0S и пиранометра H_0D с погрешностью не более 0,2 дел.

8.7.4.5 Вычислить значение переводного множителя β_D, кВт/(м²·дел), для пиранометра рассеянной радиации с регистратором по формуле

(65)

где S₁ - значение прямой солнечной радиации для первой серии (8.7.4.1), кВт/м².

8.7.4.6 Аналогично указанному в 8.7.4.3 - 8.7.4.5 найти значения переводных множителей β_R для пиранометра отраженной радиации и β_Q для пиранометра суммарной радиации.

8.7.4.7 Определить значения переводного множителя рабочего актинометра для каждой серии проверки отдельно, обозначив их соответственно β_S1, β_S2, β_S3, по формуле

(66)

где i - номер серии;

S_i - значение прямой солнечной радиации, в i-ой серии, найденное по 8.7.4.1, кВт/м²;

 - средняя ордината регистрации сигналов рабочего актинометра в i-ой серии, дел;

H_0S - место нуля рабочего актинометра, дел;

Т - температура воздуха, при которой проводилась проверка, ºС.

Для упрощения расчетов значения величины [1 - 0,0008(Т - 20)] указаны в приложении М.

8.7.4.8 Из трех значений β_Si вычислить среднее β_S, которое будет представлять собой значение переводного множителя рабочего актинометра, приведенное к температуре 20 °С.

8.7.4.9 По результатам проверки стороны 1 балансомера выполнить следующее:

а) вычислить среднее значение прямой солнечной радиации S по формуле S = a_ST(N_к + ΔN_к - п_к), в которой в качестве N_к взять среднее из трех серий отсчетов N'_к, полученных по 8.7.3.12 - 8.7.3.14;

б) по времени начала t₇ и окончания t₈ проверки стороны 1, а также принимая во внимание, что по окончании проверки запись точек п_т выполнялась дольше, чем при проверке, найти на диаграммной ленте четыре группы точек п_т и три группы точек N_c, которые должны идти в такой последовательности: п_т, N_c, п_т, N_c, п_т, N_c, п_т;

в) в каждой группе точек отбросить первую точку и для второй точки¹ снять значение ординаты п_т или N_c с погрешностью не более 0,2 дел;

____________

¹ Номера точек указаны для регистрирующего прибора КСП-4 ТУ 25-0512.90 с циклом печатания 12 с. Для прибора А682 ТУ 25-0521.105 при цикле печатания 6 с следует отбросить две первые точки и определить ординату п_т или N_c как среднюю по третьей и четвертой точкам.

г) для каждого значения N_c вычислить разность , где  - среднее из двух соседних значений п_т, между которыми заключено данное значение N_c;

д) из трех полученных значений Н_В вычислить среднее ;

ж) вычислить значение переводного множителя для стороны 1 балансомера с регистратором по формуле .

8.7.4.10 Аналогичным образом определить значение переводного множителя β₂ для стороны 2 балансомера по результатам проверки при обращенной к Солнцу стороне 2.

8.7.4.11 Вычислить значение переводного множителя β_В балансомера с регистратором как среднее из полученных значений β₁ и β₂. Определить асимметрию Δβ_В (%) сторон балансомера, учитывая знак, по формуле

(67)

Если значение превышает по абсолютной величине 5 %, то повторить проверку для обеих сторон. При подтверждении выхода за указанный допуск с тем же знаком у величины Δβ_В балансомер необходимо заменить.

8.7.4.12 Если контрольный актинометр использовался с милливольтметром, то значения переводных множителей для каждого из пиранометров должны вычисляться по формуле

(68)

для балансомера - по формуле

(69)

для актинометра - по формуле

(70)

где  - среднее значение сигнала контрольного актинометра, мВ;

U₀ - значение места нуля контрольного актинометра, мВ;

K_Т, K - чувствительность контрольного актинометра при температуре Т и при температуре 20 °С соответственно, мВ·м²/кВт.

8.7.4.13 Полученные значения переводных множителей должны отличаться от применяемых значений не более чем на 3 % для актинометра, не более чем на 5 % для пиранометра и не более чем на 10 % для балансомера. В случае превышения указанных допусков необходимо выполнить внеочередной технический осмотр датчика, линий связи и регистратора и повторить проверку. Если при повторной проверке подтвердится превышение допуска с тем же знаком, то необходимо выполнить поверку датчика или заменить поверенным. Результаты проверки должны быть направлены в УГМС.

Примечание - Если известна чувствительность датчика и регулярно выполняется проверка и регулировка рабочего тока регистратора, то переводный множитель определяют по формуле

β = λ/K,

(71)

где K - чувствительность датчика, мВ·м²/кВт;

λ - цена деления шкалы диаграммной ленты регистратора, мВ/дел.

8.7.5 Текущий контроль рабочих датчиков

8.7.5.1 Текущий контроль датчиков с регистрирующим прибором предназначен для проверки состояния рабочих приборов в процессе их непрерывной работы и должен проводиться по возможности ежедневно.

8.7.5.2 Контроль должен выполняться при стабильной радиации в следующих условиях:

а) для актинометра - при состоянии диска Солнца ʘ² в течение не менее 15 мин;

б) для пиранометра суммарной радиации при любых условиях (кроме указанных в 8.7.1.7), когда ординаты точек на кривой записи суммарной радиации различаются между собой не более, чем на 1 деление, в течение не менее 10 мин;

в) для пиранометра рассеянной радиации - при состоянии диска Солнца ʘ² или ʘ, если границы колебания кривой записи рассеянной радиации не превышают 1 деления в течение 10 мин, а также при состоянии диска Солнца П, когда оно закрыто плотными непросвечивающими облаками¹ в зоне радиусом не менее 10° (на ширину ладони вытянутой руки) в течение более 10 мин;

____________

¹ Если облака недостаточно плотные, то показания сравнительного пиранометра будут выше показаний пиранометра в теневом кольце.

г) для пиранометра отраженной радиации - при состоянии подстилающей поверхности таком же, как под сравнительным пиранометром;

д) для балансомера в теневом кольце - при условиях, указанных для пиранометров рассеянной и отраженной радиации.

8.7.5.3 Порядок проведения контроля датчиков должен быть следующим:

а) перед началом контроля проверить состояние всех датчиков, откорректировать нацеливание на Солнце рабочего актинометра (установленного на гелиостате), проверить затенение пиранометра и балансомера на теневых стойках;

б) на диаграммной ленте регистратора согласно указаниям 8.7.3.5 поставить отметку t₀ по истинному времени, включив секундомер в момент нанесения отмечаемой точки. Секундомер не останавливать до конца контроля;

в) подготовить к работе сравнительные приборы таким же образом, как для выполнения срочных наблюдений (см. 7.5.1) и определить значения места нуля для актинометра п_S, пиранометра п_п и балансомера n_б, а также температуру Т_г по термометру гальванометра, подключенного к актинометру. Определить характеристики облачности, состояние подстилающей поверхности и диска Солнца, а также температуру воздуха Т.

г) откорректировать нацеливание сравнительного актинометра и затенение пиранометра, снять по секундомеру отсчет времени t₁ начала первой серии измерений и выполнить ряд синхронных отсчетов N'_S по актинометру и N'_D по пиранометру в течение 6 мин с интервалами между парами отсчетов не более 40 с. Записать время t₂ последнего отсчета и сразу же закрыть крышкой пиранометр в теневом кольце для обозначения на диаграммной ленте места окончания 1-й серии (дополнительно к отметкам времени).

д) установить сравнительный пиранометр приемной поверхностью вниз. Откорректировать затенение сравнительного балансомера, записать время t₃ (по секундомеру) начала 2-й серии и выполнить по возможности синхронно ряд отсчетов N'_R по пиранометру, V' по ручному анемометру и N'_B по балансомеру в течение 6 мин. Записать время t₄ последнего отсчета и снять крышку с пиранометра в теневом кольце для обозначения на диаграммной ленте места окончания 2-й серии измерений. Остановить секундомер.

ж) закрыть сравнительные приборы, как это указано в 7.5.1.8.

Примечание - Если при измерениях радиация была недостаточно стабильной, то серию продлить до 10 мин.

8.7.6 Обработка результатов текущего контроля

8.7.6.1 По показаниям сравнительных приборов вычислить средние значения  из соответствующих отсчетов N'_S, N'_D, N'_R, N'_B, V', полученных по 8.7.5.3, перечисления «г» и «д». Ввести все необходимые поправки и определить значения прямой солнечной S, рассеянной D, отраженной R радиации и радиационного баланса без прямой солнечной радиации В - S' (или радиационного баланса В, если балансомер не затенен) аналогично указаниям 7.6.3.1 - 7.6.3.5. Определить значение прямой солнечной радиации на горизонтальной поверхности S' (по 7.6.3.6) для времени середины 1-й серии, равного (t₀ + t₁ + 3) мин, и вычислить значение суммарной радиации Q по формуле Q = D + S·sin h.

8.7.6.2 На диаграммной ленте найти участки регистрации за время выполнения 1-й и 2-й серий измерений и поставить отметки времени t₁, t₂, t₃ и t₄, отсчитывая от отметки t₀ аналогично указаниям 8.7.4.2. Для контроля правильности нахождения этих участков принять во внимание, что после момента t₂ пиранометр рассеянной радиации был закрыт крышкой, а после момента t₄ - открыт.

8.7.6.3 Между отметками t₁ и t₂ в результатах записи сигналов актинометра, пиранометра рассеянной и пиранометра суммарной радиации отбросить первую и последнюю точки, а по остальным точкам определить средние значения ординат H_S, H_R и H_Q. Ординаты отсчитывать от линии места нуля, определяемой по 8.6.2.2. Между отметками t₃ и t₄ аналогичным образом найти средние ординаты H_R для пиранометра отраженной радиации и H_B для балансомера.

8.7.6.4 Значение H_S привести к температуре 20 ºС и получить исправленное значение Н₂₀ по формуле Н₂₀ = H_S/[1 - 0,0008×(Т - 20)]. Значение температуры воздуха Т определено по 8.7.5.3, перечисление «в». К значению H_B ввести поправку Ф_V на скорость ветра и вычислить исправленное значение Н_ш по формуле Н_ш = H_BФ_V. Значение скорости ветра взять как среднее из результатов отсчетов V', полученных по 8.7.5.3, перечисление «д».

8.7.6.5 Для каждого рабочего датчика построить график зависимости значения радиации J в киловаттах на метр квадратный (по оси ординат) от значения ординаты Н_J в делениях шкалы диаграммной ленты регистратора (по оси абсцисс). Рекомендуемый масштаб: 0,01 кВт/м² - не менее 2 мм, 1 дел - не менее 2 мм.

На каждом графике провести калибровочную прямую через начало координат и точку М, соответствующую максимальному значению радиации. Координаты этой точки J_mах и Н_mах определить следующим образом:

- значение J_mах (по оси ординат) принять равным 1,10 кВт/м² для прямой солнечной радиации; 0,80 кВт/м² для рассеянной; 1,50 кВт/м² для суммарной и отраженной радиации; 0,70 кВт/м² для радиационного баланса без прямой солнечной радиации;

- значение Н_mах (по оси абсцисс) определить по формуле Н_mах = J_mах/β_J, в которой β_J - переводный множитель соответствующего датчика с регистратором, кВт/(м²·дел).

8.7.6.6 По обе стороны калибровочной прямой провести линии верхнего и нижнего допусков.

Линию верхнего допуска провести через точку А с координатами 0,0 дел по оси абсцисс и 0,01 кВт/м² по оси ординат и через точку М_в, расположенную над точкой М на расстоянии ΔJ по оси ординат. Значения ΔJ равны 0,04 кВт/м² для прямой солнечной радиации; 0,11 кВт/м² для рассеянной радиации; 0,31 кВт/м² для суммарной радиации; 0,22 кВт/м² для отраженной радиации; 0,20 кВт/м² для радиационного баланса.

Линию нижнего допуска провести через точку Б с координатами 0,0 дел и минус 0,01 кВт/м² и через точку М_н, которая находится под точкой М на расстоянии по оси ординат, равном ΔJ.

Для радиационного баланса на графике должны быть положительные и отрицательные значения Н_В и В - S' или В.

Примеры

1 - Построить график зависимости значений прямой солнечной радиации S от ординат записи H_S на диаграммной ленте регистратора при значении переводного множителя актинометра с регистратором β_S, равном 0,0135 кВт/(м²·дел). График представлен на рисунке 5.

Определяем координаты точки М. Согласно 8.7.6.5, J_maх = 1,10 кВт/м², H_max = J_maх/β_S = 1,10/0,0135 = 81,5 дел. Наносим точку М на график (рисунок 5) и из начала координат проводим через нее калибровочную прямую. Наносим точки М_в и М_н на расстояниях от точки М, равных 0,04 кВт/м². На оси ординат по обе стороны от нуля наносим точки А и Б, соответствующие значениям 0,01 и минус 0,01 кВт/м². Проводим линию верхнего допуска через точки М_в и А и линию нижнего допуска через точки М_н и Б, при этом линию нижнего допуска доводим только до оси абсцисс.

2 - Построить график зависимости радиационного баланса без прямой солнечной радиации В - S' от ординат записи Н_в при значении переводного множителя балансомера с регистратором β_В, равном 0,0192 кВт/(м²·дел).

Определяем координаты точки М: J_maх = 0,70 кВт/м², H_max = 0,70/0,0192 = 36,5 дел. Наносим на график (рисунок 6) точку М и точки М_в и М_н, отстоящие от точки М на расстояниях ΔJ, равных 0,20 кВт/м² (8.7.6.6). Из начала координат проводим через точку М калибровочную линию. Как и в примере 1, наносим точки А и Б и проводим линию верхнего допуска через точки М_в и А и линию нижнего допуска через точки М_н и Б. Для отрицательных значений В - S' и Н_в подобным образом наносим точку М с координатами минус 0,70 кВт/м² и минус 36,5 дел, а затем точки М'_в и М'_н, отстоящие от точки М' на расстояниях 0,20 кВт/м². Проводим линии верхнего и нижнего допусков через точки А и М'_в через точки Б и М'_н соответственно.

Рисунок 5 - Пример графика зависимости прямой солнечной радиации
от ординаты записи сигналов актинометра на диаграммной ленте регистратора

Рисунок 6 - Пример графика зависимости радиационного баланса
без прямой солнечной радиации от ординат записи сигналов
балансомера на диаграммной ленте регистратора

8.7.6.7 По результатам контроля на график соответствующего датчика нанести точку, отложив по оси ординат значение радиации J, полученное по сравнительному прибору, а по оси абсцисс - значение H_J, снятое с диаграммной ленты регистратора. При этом для рабочего актинометра взять значение H₂₀, приведенное к температуре 20 ºС, а для рабочего балансомера - значение Н_ш, исправленное на скорость ветра (8.7.6.4). Если точка, полученная при контроле, вышла за пределы, ограниченные линиями верхнего и нижнего допусков, то необходимо выполнить внеочередной технический осмотр установки по методике 8.3.11, после чего повторить контроль. В случае трехкратного повторения выхода за пределы допуска в одну и ту же сторону необходимо провести внеочередную проверку переводного множителя или заменить датчик.

8.7.6.8 На один и тот же график рекомендуется наносить точки в течение нескольких месяцев разными цветами или обозначениями для каждого месяца. При замене датчика необходимо построить для него новый график, определив переводный множитель по формуле (71).

8.7.7 Контроль переводных множителей рабочих датчиков с интеграторами

8.7.7.1 Специальных измерений для контроля переводных множителей рабочих датчиков с интеграторами производить не требуется. Значения этих переводных множителей должны быть определены расчетным способом по характеристикам, указанным в свидетельствах о поверке датчиков и интеграторов по формуле

Ai = 3,6E(Ri + Rб + Rл)/105K,

(72)

где A - переводный множитель датчика с интегратором на диапазоне i, МДж/(м²·дел);

Е - емкость 100 делений шкалы интегратора, мкА·ч;

R_i - сопротивление интегратора на диапазоне i, Ом;

R_б, R_л - сопротивление термобатареи датчика и соединительной линии соответственно, Ом;

K - коэффициент преобразования (чувствительность) датчика, мВ·м²/кВт.

Расчет значений A_i должен быть выполнен для всех диапазонов интегратора.

Примечание - Если в результате поверки был указан только переводный множитель β для датчика с регистратором, то значение чувствительности датчика может быть определено на основании формулы (71), т.е. как K = λ/β. При этом значение λ должно регулярно проверяться при поверке регистратора.

8.7.7.2 Характеристики интегратора должны проверяться ежегодно при его поверке в УГМС или при инспекции пункта наблюдений.

8.7.7.3 Если изменилась хотя бы одна из характеристик датчика или интегратора, то значения А_i должны быть пересчитаны.

9 ВЫПОЛНЕНИЕ НАБЛЮДЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУТОЧНЫХ СУММ СУММАРНОЙ РАДИАЦИИ ПУТЕМ ИНТЕГРИРОВАНИЯ

9.1 Общие указания

9.1.1 При выполнении наблюдений, предназначенных для определения суточных сумм суммарной радиации путем интегрирования должны использоваться технические средства, указанные в таблице 5 раздела 5. Порядок их установки и ввода в работу приведен в приложении Д.

9.1.2 Рабочий, запасной и контрольный комплекты (пиранометр с интегратором), поступившие в пункт наблюдений, должны иметь свидетельства о поверке интегратора и комплекта.

9.1.3 После ввода в работу рабочий пиранометр должен непрерывно находиться на рабочем месте, при этом должны выполняться указанные в 9.3 операции по поддержанию пиранометра и интегратора в рабочем состоянии. Запасной и контрольный комплекты должны храниться в запираемом шкафу в сухом отапливаемом помещении при отсутствии паров кислот, щелочей и других газов, вызывающих коррозию.

9.1.4 В процессе выполнения наблюдений должны выполняться отсчеты по интегратору и вестись дополнительные наблюдения за состоянием подстилающей поверхности и диска Солнца.

9.1.5 В пункте наблюдений должны вестись журнал наблюдений и контроля рабочего комплекта в соответствии с указаниями приложения Б, а также рабочая тетрадь для записи результатов ежедневно выполняемых дополнительных наблюдений.

9.2 Условия проведения наблюдений

Наблюдения должны выполняться при любых условиях, за исключением выпадения града. На время выпадения града пиранометр необходимо закрыть для защиты стеклянного колпака от повреждения.

9.3 Выполнение наблюдений

9.3.1 Ежедневно после восхода Солнца следует проверить состояние стеклянного колпака пиранометра и в случае запотевания изнутри протереть его чистой мягкой сухой салфеткой, просушить и сменить силикагель в сушилке (по 5.3.9). Отметить это в рабочей тетради. Проверить горизонтальность пиранометра по уровню на штативе и при необходимости откорректировать. После этого протереть наружную поверхность стеклянного колпака, а в случае заметного на глаз загрязнения - с применением спирта-ректификата. Следует избегать касания голыми руками стеклянной поверхности колпака.

9.3.2 В течение дня следить за тем, чтобы указатель не вышел за пределы шкалы интегратора, так как при зашкаливании произойдет изменение самохода интегратора и потребуется его регулировка по Д.3.3.17 приложения Д. Если указатель приблизился к концу шкалы в светлое время суток и возможно зашкаливание, следует записать этот отсчет N₁ и время, переместить указатель в начало шкалы и через 2 мин снять и записать отсчет N₂, а в конце суток снять и записать отсчет N. Все отсчеты снимать с погрешностью не более 0,5 дел.

9.3.3 Переключение интегратора на другой диапазон должно выполняться по согласованию с УГМС в весенне-летний период, когда с ростом продолжительности дня появляется опасность зашкаливания интегратора, а также в осенний и зимний периоды, когда в течение полностью ясного дня указатель интегратора перемещается менее чем на 50 дел. Переключение диапазона необходимо производить после захода Солнца, чтобы не усложнять обработку результатов измерений.

9.3.4 Не реже чем 1 раз в 3 ч, выполнить наблюдения за состоянием подстилающей поверхности по методике 7.2.10, определить состояние диска Солнца по методике 7.2.3 и записать в рабочую тетрадь. Проверить состояние стеклянного колпака пиранометра и, если появилось запотевание изнутри, отметить это в рабочей тетради и указать принятые меры и время. Особо отметить случай, когда после очистки на стеклянном колпаке возобновляется отложение гидрометеоров (инея, изморози, обледенения) или выпадающий снег задерживается на стеклянном колпаке пиранометра. Пример записи в рабочей тетради приведен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Пример записей в рабочей тетради

9.3.5 Через 1 ч после захода Солнца¹ снять по интегратору конечный отсчет N, перевести указатель интегратора в начало шкалы и не менее чем через 2 мин снять отсчет п. Значения N и п записать в журнал наблюдений (рисунок Б.3 приложения Б). При этом значение п следует записать в строку следующего дня, для которого оно будет являться начальным отсчетом. В графе 4 указать время отсчета п. Отсчет N должен быть записан в графе 7, а время его выполнения - в графе 6 в строке того дня, к которому относится отсчет N. Номер диапазона интегратора (графа 2) необходимо указывать ежедневно. Переключение пиранометра на другой диапазон интегратора рекомендуется приурочить к первому числу месяца. После выпадения осадков каждый раз необходимо протереть стеклянный колпак пиранометра.

____________

¹ В условиях полярного дня отсчеты снимать в 00 ч ± 1 мин по среднему солнечному времени. Если это время совпадает с метеорологическим сроком, то отсчеты по интегратору могут быть сняты до либо после проведения метеорологических наблюдений, но каждый раз в одно и то же время, которое должно быть согласовано с УГМС.

9.3.6 Не реже 1 раза в месяц после захода Солнца прочистить капилляр интегратора путем прогона указателя вдоль шкалы в обе стороны (по 8.3.12.4). В этом случае отсчет п следует выполнить после прочистки капилляра и установления указателя в начало шкалы.

9.3.7 Один раз в месяц в день без осадков выполнить контроль рабочего комплекта по контрольному путем сравнения результатов измерений, выполненных по обоим комплектам в течение времени, за которое указатель интегратора сместится не менее чем на 30 дел. В летний период для этого бывает достаточно четырех околополуденных часов, а в зимний - сутки и более. Во время выполнения контроля текущие наблюдения не прерываются. Результаты измерений при каждом контроле необходимо направить в УГМС для их анализа и принятия решения в сомнительных случаях.

9.3.8 Порядок проведения контроля указан ниже.

9.3.8.1 Установить указатель интегратора контрольного комплекта (в дальнейшем - контрольный интегратор) в начало шкалы. Включить контрольный интегратор на такой же диапазон, как и рабочий интегратор. Пиранометр контрольного комплекта (в дальнейшем - контрольный пиранометр) установить на стойке рядом с рабочим пиранометром, снять крышку, развернуть номером на юг, подключить выводы, идущие от контрольного интегратора, соблюдая полярность, и выждать не менее 0,5 ч.

9.3.8.2 Снять первые отсчеты синхронно по контрольному п_к и рабочему п_р интеграторам. Отметить время начала контроля. Значения п_к, п_р и t₁ записать в журнал (рисунок Б.2 приложения Б).

9.3.8.3 Во время выполнения контроля следить за показаниями интеграторов во избежание зашкаливания, а также проверять состояние стеклянных колпаков у пиранометров. В случае запотевания изнутри или отложения гидрометеоров результаты контроля бракуются, и он должен быть выполнен заново.

9.3.8.4 По окончании контроля снять вторые отсчеты синхронно по контрольному N_к и рабочему N_p интеграторам в такой же последовательности, как и при выполнении отсчетов п_к и п_р. Записать в журнал значения N_к и N_p, а также время t₂ окончания контроля.

9.3.8.5 Вычислить значения сумм радиации по показаниям контрольного ΣQ_к и рабочего ΣQ_p комплектов по формуле

ΣQ = Ai(N - n),

(73)

где A_i - переводный множитель соответствующего комплекта на диапазоне i, мДж/(м²·дел), определенный с учетом сопротивления линии связи R_л (по приложению Д);

N, п - второй и первый отсчеты по соответствующему интегратору, дел.

9.3.8.6 Вычислить разность Δ_рк между полученными значениями ΣQ_p и ΣQ_к и выразить в процентах от значения ΣQ_к. Если значение Δ_рк лежит в пределах допуска, равного 10 %, то контроль считают законченным. Контрольный пиранометр необходимо снять и поместить в шкаф для хранения до следующего контроля.

9.3.8.7 Если значение Δ_рк превысило допуск, то необходимо сначала выполнить внешний осмотр обоих комплектов и устранить обнаруженный дефект (оголенные участки проводов, загрязненные или окисленные клеммы, ненадежный контакт и пр.), а затем провести сравнения рабочего, запасного и контрольного комплектов аналогичным образом. По результатам сравнений определить значения сумм суммарной радиации по рабочему ΣQ_p, контрольному ΣQ_к и запасному ΣQ_з комплектам, а также значения разностей между ними по формулам Δ_рк = ΣQ_p - ΣQ_к, Δ_зк = ΣQ_з - ΣQ_к, Δ_рз = ΣQ_p - ΣQ_з.

9.3.8.8 Если полученные в результате сравнения значения Δ_рк и Δ_рз превышают допуск, а значение Δ_зк в пределах допуска, то в работу установить запасной комплект, а рабочий отправить в поверку и запросит в УГМС новый запасной. В остальных случаях необходимо получить рекомендацию из УГМС.

9.3.9 Один раз в 3 мес проверить напряжение источника питания интегратора по методике, указанной в 8.3.13.

9.3.10 Один раз в 6 мес проверить самоход интегратора по методике, указанной в 8.3.14.

9.3.11 Один раз в год после поступления из бюро поверки поверенного комплекта необходимо заменить рабочий комплект. По получении нового комплекта следует произвести его внешний осмотр, проверить сопротивление изоляции и отсутствие обрыва в цепи термобатареи пиранометра (по приложению Д); проверить отсутствие обрыва в измерительной цепи и напряжение источника питания интегратора (по 8.3.13). В случае обнаружения дефекта комплект необходимо направить в УГМС и запросить другой.

9.3.12 Перед заменой рабочего комплекта выполнить сравнения рабочего, запасного и контрольного комплектов (по 9.3.8.7 - 9.3.8.8), не прерывая наблюдений по рабочему комплекту, и найти значения Δ_рк, Δ_зк и Δ_рз.

9.3.13 Выполнить сравнения поступившего нового комплекта с контрольным и запасным комплектами. В период проведения сравнений не должно быть пропуска в наблюдениях. Поэтому на период отключения рабочего комплекта необходимо ввести в работу запасной или контрольный комплект (не переключая линий связи). Для этого включаемый в работу комплект, например запасной, требуется установить и подключить накануне сравнений и в конце суток (см. 9.3.5) перевести указатель интегратора в начало шкалы и снять начальный отсчет для последующего определения суточной суммы суммарной радиации по этому комплекту. В журнале наблюдений отметить это, записать номер диапазона и значение переводного множителя.

9.3.14 Перед началом сравнений отключить рабочий интегратор от линии связи на канале 1 (см. приложение Д) и подключить интегратор нового комплекта на таком же диапазоне. Установить в начало шкалы указатели контрольного и нового интеграторов. Снять со стойки рабочий пиранометр, установить на его место пиранометр нового комплекта и подключить к нему выводы, отключенные от рабочего пиранометра. Установить и подключить контрольный комплект. Снять крышки с контрольного и нового пиранометров.

9.3.15 Выполнить по возможности синхронно первые отсчеты по запасному, контрольному и новому интеграторам и записать время t₁ начала сравнения. После того как указатели интеграторов переместятся не менее чем на 30 дел, снять вторые отсчеты в той же последовательности и записать время t₂ окончания сравнения. Аналогично указанному в 9.3.8.5 определить значения сумм радиации по сравниваемым комплектам. При этом значение переводного множителя нового комплекта должно быть пересчитано с учетом сопротивления R_л1 линии связи на канале 1 по формуле (Д.7) (см. приложение Д).

9.3.16 Если расхождения в значениях сумм радиации, полученных по трем сравниваемым комплектам, отличаются друг от друга не более чем на 10 % , то эти комплекты можно использовать в работе, причем новый комплект - в качестве контрольного. Рабочий комплект необходимо направить в поверку, а на его место установить один из служивших до этого в качестве запасного или контрольного.

9.3.17 Если по результатам сравнений показания нового комплекта отличаются от показаний запасного и контрольного комплектом более чем на 10 %, то необходимо выполнить сравнения еще 3 раза. В случае если эти расхождения подтверждаются, но при этом между контрольным, запасным и рабочим комплектами расхождения не превышают 10 %, то новый комплект следует вернуть в УГМС и запросить другой. Во всех остальных случаях необходимо получить рекомендации из УГМС.

9.4 Обработка результатов наблюдений

9.4.1 При обработке результатов наблюдений должны использоваться данные, записанные в журнале наблюдений (см. Б.5.3 приложения Б) и в рабочей тетради (см. 9.3.4). При выполнении первичной обработки для представления материалов наблюдений в центр обработки для каждого дня необходимо определить значение разности между конечным N и начальным п отсчетами, выполненными по интегратору (см. 9.3.5 и Б.5.3), а также определить следующие характеристики:

- продолжительность солнечного сияния по показаниям гелиографа согласно указаниям раздела 8 наставления [1];

- преобладающее за светлое время суток состояние подстилающей поверхности по результатам наблюдений, выполненных в соответствии с 9.3.4;

- характеристика ясности дня, оценка которой производится согласно таблице 12 (см. 8.2.6) на основании наблюдений за состоянием диска Солнца, выполненных в соответствии с 9.3.4, а также с учетом продолжительности солнечного сияния по гелиографу;

- атмосферные явления по результатам метеорологических наблюдений и по результатам проверки состояния пиранометра (см. 9.3.4); при этом из числа наблюдавшихся атмосферных явлений указывают только следующие: дождь, продолжавшийся более половины светлого времени суток; снег, задерживающийся на стеклянном колпаке пиранометра и продолжавшийся более половины светлого времени суток; отложение гидрометеоров на стеклянном колпаке, восстанавливающееся после его очистки.

Примечание - Если в течение дня для предотвращения зашкаливания указатель интегратора был перемещен в начало шкалы (см. 9.3.2), то по выполненным отсчетам необходимо найти сумму двух разностей: между отсчетом N₁ и начальным п и между отсчетом N после захода Солнца и отсчетом N₂, т.е. (N₁ - п) + (N - N₂).

9.4.2 Все результаты первичной обработки должны определяться ежедневно за предыдущий день и заноситься в рабочий журнал (см. Б.5.3 приложения Б). В графе 13 необходимо указывать время и причину перерыва в наблюдениях, связанного с обслуживанием установки (замена силикагеля в сушилке пиранометра, чистка контактов и др.) и продолжавшегося более 10 мин, а также случаи, когда на стеклянном колпаке пиранометра имело место отложение гидрометеоров, налипание мокрого снега или запотевание изнутри в течение 3 ч и более. Например: «12.30 - 12.50 - восстановление контакта в цепи», «мокрый снег на колпаке», «изморозь на колпаке» и т.д.

9.4.3 По истечении месяца в центр обработки или УГМС в установленный срок должны быть направлены материалы наблюдений, занесенные в таблицу (см. рисунки Б.4 и Б.5 приложения Б).

9.4.4 В случае необходимости в пункте наблюдений выполняют полную обработку, в результате которой определяют также значения суточных сумм суммарной радиации Σ_cQ, округляя до 0,01 МДж/м², по формуле

ΣcQ = Ai(N - n)

(74)

где А_i - переводный множитель рабочего комплекта на i-ом диапазоне, МДж/(м²·дел);

N, п - значения конечного и начального отсчетов по интегратору за данные сутки, дел.

9.4.5 В случае перерыва в интегрировании более 1 ч результаты измерений бракуются и в таблице ТИ-1 ставят знак пропуска данных.

10 ВЫПОЛНЕНИЕ НАБЛЮДЕНИЙ АКТИНОМЕТРИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ

(Введено дополнительно. Изм. № 1)

10.1 Назначение и составы актинометрических комплексов

10.1.1 Актинометрические комплексы - автоматизированный актинометрический комплекс (ААК) и актинометрический измерительный комплекс (АИК) предназначены для проведения непрерывных (круглосуточных) измерений радиационного баланса и его составляющих¹⁾ (по программе регистрации) в наблюдательных подразделениях (НП) с персоналом.

____________

¹⁾ Определения радиационного баланса и его составляющих приведены в [1].

10.1.2 Принцип действия ААК и АИК основан на дистанционном измерении первичными измерительными преобразователями (далее - датчики) основных составляющих радиационного баланса. Значения измеряемых величин преобразовываются в цифровой код вторичным преобразователем (контроллером) и передаются по каналам связи на персональный компьютер (ПК).

10.1.3 ААК и АИК различаются по составу оборудования и состоят из актинометрических датчиков, контроллера, ПК и вспомогательного оборудования. Составы ААК и АИК приведены в таблице 13.

Таблица 13 - Составы ААК и АИК

10.1.4 Следящая система обеспечивает постоянное нацеливание на солнце пиргелиометра ААК и актинометра АИК путём непрерывного поворота по азимуту и угловой высоте в соответствии с перемещением солнца по небосводу.

В комплект следящей системы ААК входит кожух, предназначенный для обеспечения ее работоспособности при температуре воздуха менее 0 °С. Кожух сделан из прочной нейлоновой ткани, заполненной изоляционным материалом.

Установленные на следящей системе ААК пиранометр, измеряющий рассеянную радиацию, и пиргеометр, измеряющий приходящую длинноволновую радиацию, располагаются горизонтально и постоянно затеняются экранами (зачернёнными шарами), которые следящая система перемещает по азимуту и угловой высоте в соответствии сдвижением солнца по небосводу.

Примечание - Пиранометры и пиргеометры, входящие в состав ААК, могут оснащаться вентиляционной защитой (устройством принудительного обдува) для предотвращения отложения гидрометеоров (инея, изморози, обледенения), а также капель дождя и снега на защитных колпаках датчиков.

Установленный на следящей системе АИК пиранометр, измеряющий рассеянную радиацию, постоянно затеняется экраном.

Установленные на следящих системах ААК и АИК пиранометры, измеряющие суммарную радиацию, не затеняются.

10.1.5 Стойка-стрела в составе ААК предназначается для размещения на ее конце пиранометра для измерения отраженной радиации и пиргеометра для измерения уходящей длинноволновой радиации. Оба датчика обращены приемной поверхностью вниз. На торце стойки-стрелы устанавливается ультрафиолетметр.

В зависимости от комплектации в состав ААК могут входить два ультрафиолетметра: один для измерения ультрафиолетовой радиации UV_a в спектральном диапазоне от 315 до 400 нм, другой для измерения ультрафиолетовой радиации UV_b в спектральном диапазоне от 280 до 315 нм. Ультрафиолетметры UV_a и UV_b устанавливаются на торце стойки-стрелы.

В АИК на стойке-стреле размещаются два пиранометра, один из которых для измерения суммарной радиации и обращен приемной поверхностью вверх, а другой для измерения отраженной радиации расположен на конце стрелы и обращен вниз.

10.1.6 Теневое кольцо в составе АИК предназначается для постоянного затенения приемной поверхности балансомера от прямой солнечной радиации непрозрачным кольцевым экраном, закрывающим от приемника зону неба угловой шириной 10°. Внутренняя часть кольца зачернена, а наружная окрашена в белый цвет.

10.1.7 Контроллер обеспечивает сбор показаний актинометрических датчиков, преобразование их в цифровой код и передачу информации в ПК со специализированным программным обеспечением для ААК - «АРМ оператора автоматизированного актинометрического комплекса» (далее - ПО ААК)¹⁾, а для АИК -«Программное обеспечение для актинометрического измерительного комплекса» (далее - ПО АИК)²⁾.

____________

¹⁾ ПО ААК разработано в ФГБУ «ГГО», зарегистрировано в ФГБУ «ФИПС», свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013660165 от 25.10.2013.

²⁾ ПО АИК разработано в ФГБУ «ГГО», зарегистрировано в ФГБУ «ФИПС», свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017616912 от 19.06.2017.

10.2 Требования к размещению актинометрических комплексов

10.2.1 Принципиальные схемы размещения ААК и АИК на метеорологической площадке и в помещении НП представлены на рисунках 8 и 9 соответственно.

10.2.2 Технические средства для установки на них датчиков размещаются, как правило, в юго-восточной части метеорологической площадки. Допускается установка оборудования актинометрических комплексов в другой части метеорологической площадки более репрезентативной для производства актинометрических наблюдений.

Конкретная схема размещения автоматизированных комплексов в каждом НП составляется ФГБУ «УГМС» по согласованию с ФГБУ «ГГО» с учетом особенностей метеорологической площадки и ее ближайшего окружения.

В помещении НП размещается ПК с установленным на нем ПО ААК или ПО АИК и источник бесперебойного питания.

Рисунок 8 - Принципиальная схема размещения ААК на
метеорологической площадке и в помещении НП

Рисунок 9 - Принципиальная схема размещения АИК на
метеорологической площадке и в помещении НП

10.2.3 Следящая система ААК монтируется на платформе, которая закрепляется в грунте (бетонируется). Высота платформы должна быть не менее максимальной наблюденной высоты снежного покрова в данном пункте наблюдений.

Следящая система АИК закрепляется на специальной стойке, которая бетонируется в грунт, как правило, на глубину ниже слоя промерзания почвы (в целях исключения подвижек при промерзании и таянии почвы).

Примечание - В случае, если закрытость горизонта в месте установки следящей системы в азимутальных направлениях восхода и захода Солнца превышает 3° по угловой высоте, а в остальных направлениях - 5°, следящую систему допускается устанавливать на специальной вышке или на крыше здания. Размещение следящей системы должно быть согласовано с ФГБУ «ГГО».

10.2.4 Основание стойки-стрелы ААК и АИК бетонируется в грунт. Стрела стойки имеет длину 1,5 м. Она должна быть расположена горизонтально на высоте 1,5 м над земной поверхностью и ориентирована на юг. Стойка имеет устройство для подъема стрелы при установлении устойчивого снежного покрова. Подъем стрелы осуществляется при высоте снежного покрова более 0,5 м.

10.2.5 Контроллеры ААК и АИК размещаются в специальных боксах. Боксы могут быть закреплены на отдельной стойке или на опоре платформы следящей системы для ААК и на стойке-стреле для АИК.

10.2.6 Для обеспечения корректной работы ААК и АИК, особенно в ночное время, актинометрические датчики не должны освещаться искусственными источниками света.

10.3 Проведение наблюдений автоматизированным актинометрическим комплексом

10.3.1 Обслуживание и контроль работоспособности ААК

10.3.1.1 В процессе проведения актинометрических наблюдений с помощью ААК должны проводиться регулярный и текущий осмотр состояния приборов и оборудования, периодическая проверка технического состояния, а также работы по поддержанию метеорологической площадки в надлежащем состоянии.

10.3.1.2 Текущий осмотр состояния приборов и оборудования ААК выполняет дежурный техник-метеоролог.

В процессе текущего осмотра ежедневно после восхода солнца, в полуденное время, перед заходом солнца, а также после прекращения атмосферных осадков необходимо:

а) проверить визуально чистоту входных окон датчиков, отсутствие на них пыли, капель дождя, снега, инея и т.п. При необходимости входные окна датчиков очищают мягкой гигроскопичной салфеткой;

б) проверить срабатывание следящей системы и правильность нацеливания пиргелиометра, правильность затенения экранами пиранометра и пиргеометра (рисунок 10).

Рисунок 10 - Размещение на следящей системе пиргелиометра
(слева), пиранометров и пиргеометра (справа)

При правильной работе следящей системы световое пятно, создаваемое солнечным лучом на фланце пиргелиометра, не должно быть смещено относительно черной марки более чем на 1 мм, а пиранометр рассеянной радиации и пиргеометр должны полностью затеняться экранами;

в) оценить состояние подстилающей поверхности.

В летний период высота травы должна быть не более 20 см; в зимний период при высоте снежного покрова более 0,5 м должна быть поднята стойка-стрела.

В холодный период, в течение которого температура воздуха опускается ниже 0 °С, на следящую систему ААК следует надеть утепляющий кожух, входящий в комплект ААК.

10.3.1.3 Для контроля работы ААК в течение суток дежурный техник-метеоролог или специалист, отвечающий за производство актинометрических наблюдений, должен проверять правильность значений радиации, отображающихся на мониторе ПК.

При правильном функционировании ААК:

а) в ночное время пиргелиометр и пиранометры для измерения рассеянной, суммарной и отраженной радиации должны показывать нулевые значения. В случае выявления нарушений следует проверить правильность места нуля в каналах измерения. Место нуля определяется по результатам измерения радиации в ночное время, которые не должны превышать ±1 Вт/м². Место нуля для каналов, на которых измеряются Eu, Ed, не определяется;

б) в дневные часы значения суммарной радиации должны быть выше значений отражённой радиации и радиационного баланса;

в) в дневные часы при открытом солнечном диске значения рассеянной радиации должны быть ниже суммарной;

г) в ясные и малооблачные дни изменения показаний составляющих радиационного баланса должны быть плавными.

Контроль характера хода кривых начинают с суммарной радиации, если ее ход плавный, то ход всех остальных составляющих радиационного баланса должен быть плавным.

Наличие хаотичного разброса измеряемых значений указывает на нарушение контакта в измерительной цепи. Проверку нарушения контакта в цепи рекомендуется начинать отдатчика.

10.3.1.4 Один раз в 10 дней специалист, отвечающий за производство актинометрических наблюдений, должен выполнить периодическую проверку технического состояния ААК, в процессе которой проверяется:

а) состояние проходящих снаружи соединительных проводов, кабелей, которые не должны иметь повреждения изоляции. В зависимости от характера обнаруженного повреждения изолируют оголённые участки кабеля либо заменяют его;

б) состояние наружной окраски приборов, стойки-стрелы, затеняющих экранов на следящей системе. При необходимости окраска восстанавливается;

в) состояние трущихся частей вспомогательного оборудования. При необходимости очищают их от загрязнений и смазывают (в соответствии с рекомендациями, содержащимися в эксплуатационной документации ААК);

г) горизонтальность расположения пиранометров и пиргеометров;

д) цвет силикагеля (силикагелевый поглотитель влаги). Если цвет полностью прозрачный (обычно это происходит через несколько месяцев), то силикагель необходимо заменить на свежий.

10.3.1.5 Причинами возникновения ошибочных результатов измерений ААК могут являться:

а) нерегулярность проведения технического осмотра и операций по уходу за оборудованием;

б) обновление ПО контроллера или ААК;

в) выполнение отладки оборудования ААК;

г) нарушение синхронизации времени между контроллером ААК и ПК;

д) проведение поверки ААК.

10.3.1.6 При выходе на станции оборудования ААК из строя следует незамедлительно сообщить в УГМС (ЦГМС).

В случае выхода из строя любого из датчиков ААК наблюдения по нему прекращаются до его ремонта или замены.

В случае выхода из строя следящей системы ААК следует прекратить наблюдения за прямой и рассеянной радиацией для чего закрыть крышками пиргелиометр и пиранометр, измеряющий рассеянную радиацию. Наблюдения по установленным на следящей системе пиранометру, измеряющему суммарную радиацию, и пиргеометру, измеряющему приходящую длинноволновую радиацию, должны быть продолжены.

10.3.1.7 Сведения о всех проводимых работах по обслуживанию ААК, выявленных нарушениях в установке и работе комплекса следует фиксировать в «Журнале работы ААК».

В «Журнал работы ААК» ежедневно по среднему солнечному времени заносятся сведения о выполненных операциях по уходу за датчиками, сбоях в работе ААК и произведённых корректировках. Фиксируются даты скоса травы и изменения высоты стойки-стрелы. Примеры записей в «Журнале работы ААК» показаны в таблице 14.

10.3.1.8 В процессе проведения непрерывных измерений составляющих радиационного баланса с помощью ААК необходимо отмечать сопутствующие метеорологические условия в соответствии с 8.2 и заносить в табличный файл согласно 10.3.2.6.

Таблица 14 - Пример заполнения «Журнала работы ААК»

10.3.2 Обработка данных ААК

10.3.2.1 Обработка данных ААК в НП производится с использованием ПО ААК.

ПО ААК обеспечивает взаимодействие с контроллером и предназначено для сбора, накопления, обработки и визуализации результатов измерений, а также для архивации данных.

10.3.2.2 ПО ААК автоматически формирует месячные массивы данных измерений ААК в истинном солнечном времени и распределяет файлы в следующие папки:

- папка «ТААК», содержащая файлы со средними минутными и часовыми значениями параметров, измеряемых комплексом ААК, Вт/м², а также данные о сопутствующей метеорологической информации, полученные автоматизированным метеорологическим комплексом (АМК);

- папка «НААК», содержащая файлы значений ультрафиолетовой радиации, приходящей длинноволновой радиации, уходящей длинноволновой радиации, Вт/м²;

- папка «VODAAK», содержащая файлы с исходными данными, сформированными для ввода в систему обработки SONE.

10.3.2.3 В папке «ТААК» содержатся две идентичные по структуре папки:

- «Н» - набор суточных файлов со средними часовыми значениями;

- «М» - набор суточных файлов со средними минутными значениями.

Пример файла средних часовых данных ААК в папке «Н» представлен в приложении П.

Суточные файлы «Н» и «М» представляют собой таблицу, содержащую 22 столбца:

- в первом столбце файла «Н» указан часовой интервал по истинному солнечному времени, обозначенный концом часа, а в файле «М» - минутный интервал по истинному солнечному времени в формате 00:00:00 (час : минута : секунда);

- в столбцах 2 - 9 содержатся средние часовые или минутные значения радиации Q, S, D, R, UV_a, UV_b, Eu, Ed, выраженные в Вт/м²;

- в столбцах 10 - 14 содержатся средние часовые или минутные метеорологические характеристики, измеренные АМК:

- Т - температура воздуха, °С;

- Rh - относительная влажность воздуха, %;

- Р - атмосферное давление, гПа;

- WS - скорость ветра, м/с;

- GrTemp - температура подстилающей поверхности, °С;

- в столбцах 15 - 22 содержатся средние часовые или минутные значения напряжения на выходе актинометрических датчиков, выраженные в мВ.

10.3.2.4 Папка «НААК» предназначена для хранения данных за месяц о длинноволновой, ультрафиолетовой радиации и продолжительности солнечного сияния. В папке «НААК» содержатся следующие файлы:

- «ЗНСС» - значения продолжительности солнечного сияния за каждые три часа, ч;

- «ССС» - значения продолжительности солнечного сияния за каждый час, ч. Пример данного файла приведен в приложении Р;

- «UV_A» - значения часовых сумм ультрафиолетовой радиации в спектральном диапазоне от 315 до 400 нм, МДж/м²;

- «UV_B» - значения часовых сумм ультрафиолетовой радиации в спектральном диапазоне от 280 до 315 нм, МДж/м²;

- «Ed» - значения часовых сумм длинноволновой приходящей радиации, МДж/м²;

- «Еu» - значения часовых сумм длинноволновой уходящей радиации, МДж/м².

10.3.2.5 Папка «VODAAK» содержит исходные данные, необходимые для обработки месячного массива информации системой SONE, представляющей материалы измерений в форматах режимно-справочного банка данных (РСБД) «Актинометрия». В папке «VODAAK», содержатся следующие файлы:

- «В» - значения радиационного баланса, кВт/м²;

- «D» - значения напряжения на выходе датчика рассеянной радиации, мВ;

- «Q» - значения напряжения на выходе датчика суммарной радиации, мВ;

- «R» - значения напряжения на выходе датчика отраженной радиации, мВ;

- «S» - значения напряжения на выходе датчика прямой радиации, мВ.

В файлах «D», «Q», «R», «S» содержатся средние часовые значения напряжения на выходе датчиков, разделённые на 4 с точностью до 0,01 мВ и занесённые в файл как целое число.

В файле «В» содержатся средние часовые значения радиационного баланса, кВт/м².

10.3.2.6 Для проведения дальнейшей обработки данных ААК в системе SONE требуется подготовить вспомогательные файлы «pr_srb», «МЕТ», «ТМ13Т1».

В файл «pr_srb» заносятся переводные множители согласно приложению С.

В файл «МЕТ» в табличном виде заносятся данные о продолжительности солнечного сияния за сутки (ПСС), преобладающем за день состоянии подстилающей поверхности (ПП), характеристике ясности дня (ясность дня) и атмосферных явлениях (вид, интенсивность, время начала и окончания по среднему солнечном времени). Фрагмент файла «МЕТ» приведен в таблице 15.

Таблица 15 - Фрагмент файла «МЕТ»

Для сведений об атмосферных явлениях отведено не более пяти граф. В случае, если в течение суток наблюдалось более пяти атмосферных явлений, то из числа наблюдавшихся выбирают пять, оказавших наибольшее влияние на значения радиации.

В файл «ТМ13Т1» для формирования титульного листа заносятся сведения о станции, рабочих и контрольных проборах, изменениях в установке, выходе из строя оборудования и условиях производства измерений.

10.3.2.7 После подготовки вспомогательных файлов запускается обработка данных ААК в системе SONE. В результате обработки формируются файлы для долговременного архивного хранения исходных и обработанных материалов актинометрических наблюдений за данный месяц в форматах РСБД «Актинометрия», размещенные в папках «ARH», «REZ», «TAB», «VOD».

10.4 Проведение наблюдений актинометрическим измерительным комплексом

10.4.1 Обслуживание и контроль работоспособности АИК

10.4.1.1 В процессе проведения актинометрических наблюдений с помощью АИК должны проводиться регулярный и текущий осмотр состояния приборов и оборудования, периодическая проверка технического состояния, а также работы по поддержанию метеорологической площадки в надлежащем состоянии.

10.4.1.2 Текущий осмотр состояния приборов и оборудования АИК выполняет дежурный техник-метеоролог.

В процессе текущего осмотра ежедневно после восхода солнца, в полуденное время, перед заходом солнца и после прекращения атмосферных осадков необходимо:

а) проверить визуально чистоту и состояние входного окна актинометра, защитных колпаков пиранометров. При наличии на них пыли, капель дождя, снега, инея и т.п. приборы следует очистить мягкой гигроскопичной салфеткой. В случае запотевания изнутри защитных колпаков пиранометров следует заменить силикагель;

б) проверить визуально состояние приемных поверхностей балансомера. При появлении на них пыли, соринок, росы или изморози следует их сдуть резиновой грушей либо осторожно смахнуть мягкой кисточкой, чтобы не повредить черное покрытие;

в) проверить срабатывание следящей системы и правильность нацеливания актинометра, и затенения пиранометра, измеряющего рассеянную радиацию (рисунок 11).

Рисунок 11 - Размещение на следящей системе
актинометра (слева) и пиранометра (справа)

При правильной работе следящей системы световое пятно, создаваемое солнечным лучом на фланце актинометра, не должно быть смещено относительно черной марки более чем на 1 мм, а пиранометр должен полностью затеняться экраном;

г) оценить состояние подстилающей поверхности.

В летний период высота травы должна быть не более 20 см; в зимний период при высоте снежного покрова более 0,5 м должна быть поднята стойка-стрела.

10.4.1.3 Для контроля работы АИК в течение суток дежурный техник-метеоролог или специалист, отвечающий за производство актинометрических наблюдений, должен проверять правильность значений радиации, отображающихся на мониторе ПК.

При правильном функционировании АИК:

а) в ночное время при высоте солнца менее 0° актинометр и пиранометры для измерения рассеянной, суммарной и отраженной радиации должны показывать нулевые значения. В случае выявления нарушений следует проверить правильность места нуля в каналах измерения. Место нуля определяется по результатам измерения радиации в ночное время, которые не должны превышать ±1 Вт/м²;

б) в дневные часы значения суммарной радиации должны быть выше значений отражённой радиации и радиационного баланса;

в) в дневные часы при открытом солнечном диске значения рассеянной радиации должны быть ниже суммарной;

г) в ясные и малооблачные дни изменения показаний составляющих радиационного баланса должны быть плавными. Контроль характера хода кривых начинают с суммарной радиации, если ее ход плавный, то ход всех остальных составляющих радиационного баланса должен быть плавным.

Наличие хаотичного разброса измеряемых значений указывает на нарушение контакта в измерительной цепи. Проверку нарушения контакта в цепи рекомендуется начинать отдатчика.

д) в ночное время показания балансомера должны быть отрицательными за исключением случаев сильной температурной инверсии.

10.4.1.4 Один раз в 10 дней специалист, отвечающий за производство актинометрических наблюдений, должен выполнить периодическую проверку технического состояния АИК, в процессе которой проверяется:

а) состояние проходящих снаружи соединительных проводов, кабелей, которые не должны иметь повреждения изоляции. В зависимости от характера обнаруженного повреждения изолируют оголённые участки кабеля либо заменяют его;

б) состояние наружной окраски приборов, стойки-стрелы, теневого кольца, затеняющих экранов на следящей системе. При необходимости окраска восстанавливается;

в) состояние трущихся частей вспомогательного оборудования. При необходимости очищают их от загрязнений и смазывают (в соответствии с рекомендациями, содержащимися в эксплуатационной документации АИК);

г) горизонтальность положения пиранометра, измеряющего рассеянную радиацию, по показанию уровня на столе следящей системы. В случае необходимости горизонтальность положения стола восстанавливается регулировкой болтов у основания следящей системы;

д) горизонтальность расположения приемных поверхностей балансомера, а также наклон плоскости теневого кольца в направлении север - юг и горизонтальность в направлении восток-запад;

е) цвет силикагеля (силикагелевый поглотитель влаги). Если цвет полностью прозрачный (обычно это происходит через несколько месяцев), то силикагель необходимо заменить на свежий.

10.4.1.5 Первого числа каждого месяца в утренние часы необходимо производить смену сторон балансомера путем его поворота на 180° относительно горизонтальной оси.

10.4.1.6 Причинами возникновения ошибочных результатов измерений АИК могут являться:

а) нерегулярность проведения технического осмотра и операций по уходу за оборудованием;

б) обновление ПО контроллера или АИК;

в) выполнение отладки оборудования АИК;

г) нарушение синхронизации времени между контроллером АИК и ПК;

д) проведение поверки АИК.

10.4.1.7 При выходе на станции оборудования АИК из строя следует незамедлительно сообщить в УГМС (ЦГМС).

В случае выхода из строя любого из датчиков АИК наблюдения по нему прекращаются до его ремонта или замены.

В случае выхода из строя следящей системы АИК следует прекратить наблюдения за прямой и рассеянной радиацией для чего закрыть крышками актинометр и пиранометр, измеряющий рассеянную радиацию. Наблюдения по установленным на стойке-стреле пиранометрам, измеряющим суммарную и отраженную радиацию, и балансомеру в теневом кольце должны быть продолжены.

10.4.1.8 Сведения о всех проводимых работах по обслуживанию АИК, выявленных нарушениях в установке и работе комплекса, следует фиксировать в «Журнале работы АИК».

В «Журнал работы АИК» ежедневно по среднему солнечному времени заносятся сведения о выполненных операциях по уходу за датчиками, сбоях в работе АИК и произведённых корректировках. Фиксируются даты скоса травы и изменения высоты стойки-стрелы. Примеры записей в «Журнале работы АИК» показаны в таблице 16.

10.4.1.9 В процессе проведения непрерывных измерений составляющих радиационного баланса с помощью АИК необходимо отмечать сопутствующие метеорологические условия в соответствии с 8.2 и заносить в табличный файл согласно 10.3.2.6.

Таблица 16 - Пример заполнения «Журнала работы АИК»

10.4.2 Обработка данных АИК

10.4.2.1 Обработка данных АИК в НП производится с использованием ПО АИК.

ПО АИК обеспечивает взаимодействие с контроллером и предназначено для сбора, накопления, обработки и визуализации результатов измерений, а также для архивации данных.

10.4.2.2 ПО АИК автоматически формирует месячные массивы данных измерений АИК в истинном солнечном времени (папка «TST») и всемирном скоординированном времени (папка «UTC»).

Информация папки «UТС» предназначается для специализированных задач геофизического мониторинга и в данном документе не рассматривается.

Папка «TST» содержит шесть папок:

- «1Н» - набор суточных файлов со средними часовыми значениями радиации и выходного напряжения датчиков;

- «10MIN» - набор суточных файлов за месяц со средними десятиминутными значениями радиации и выходного напряжения датчиков;

- «ССС» - файл с часовыми и суточными данными о продолжительности солнечного сияния, определяемой на основании показаний актинометра;

- «LOG» - набор суточных файлов с минутными значениями радиации и выходного напряжения датчиков ;

- «PTNA» - файл с минутными значениями расчетных характеристик прозрачности атмосферы (коэффициент прозрачности, фактор и индекс мутности, оптическая плотность) в полуденные часы;

- «VOD» - набор файлов с исходными данными, сформированными для ввода в систему обработки SONE.

10.4.2.3 Файлы в папках «1Н», «10MIN», «LOG» идентичны по структуре. Пример суточного файла со средними часовыми значениями параметров, сформированного ПО АИК в папке «1Н», представлен в приложении Т.

Суточный файл представляет собой таблицу, содержащую 17 столбцов:

- в первом столбце указана дата (число, месяц, год) и время, отнесенное к середине интервала осреднения;

- во втором столбце приведена высота солнца Н в градусах;

- в столбцах 3 - 7 содержатся средние за определенный интервал времени измеренные АИК значения радиации S, D, Q, R, В*, выраженные в Вт/м²;

- в столбцах 8 - 12 содержатся средние за определенный интервал времени расчетные значения радиации:

- В - радиационный баланс (полный), Вт/м²;

- S* - прямая солнечная радиация на горизонтальной поверхности, Вт/м²;

- Аk - альбедо подстилающей поверхности, %;

- Вk - радиационный баланс коротковолновый, Вт/м²;

- Bd - радиационный баланс длинноволновый, Вт/м²;

- в столбцах 13 - 17 содержатся средние за определенный интервал времени значения напряжения на выходе датчиков АИК, выраженные в мВ.

10.4.2.4 Папка «VOD», автоматически сформированная ПО АИК, содержит исходные данные, необходимые для обработки месячного массива информации системой SONE, представляющей материалы измерений в форматах РСБД «Актинометрия».

В папке VOD содержатся следующие файлы:

- «b» - значения напряжения на выходе балансомера, мВ.

- «d» - значения напряжения на выходе датчика рассеянной радиации, мВ,

- «q» - значения напряжения на выходе датчика суммарной радиации, мВ,

- «r» - значения напряжения на выходе датчика отраженной радиации, мВ,

- «s» - значения напряжения на выходе датчика прямой радиации, мВ.

В файлах, «b», «d», «q», «r», «s» содержатся средние часовые значения напряжения на выходе датчиков (мВ), разделённые на 4 с точностью до 0,01 и занесённые как целое число.

10.4.2.5 Для проведения дальнейшей обработки данных АИК в системе SONE требуется подготовить вспомогательные файлы «pr_srb», «МЕТ», «ТМ13Т1».

В файл «pr_srb» заносятся переводные множители согласно приложению У.

В файлы «МЕТ» и «ТМ13Т1» заносится информация в соответствии с 10.3.2.6.

10.4.2.6 После подготовки вспомогательных файлов запускается обработка данных АИК в системе SONE. В результате обработки формируются файлы для долговременного архивного хранения исходных и обработанных материалов актинометрических наблюдений за данный месяц в форматах РСБД «Актинометрия», размещенные в папках «ARH», «REZ», «TAB», «VOD».

10.5 Порядок передачи материалов наблюдений ААК и АИК

10.5.1 Схема подготовки и передачи месячных массивов актинометрических наблюдений из НП в УГМС (ЦГМС) и ФГБУ «ГГО» регламентируется [2].

10.5.2 В УГМС (ЦГМС) по окончании месяца из НП передается в электронном виде полный комплект данных ААК или АИК.

Комплект данных ААК включает сформированные ПО ААК папки «ТААК», «НААК», «VODAAK», вспомогательные файлы «pr_srb», «МЕТ», «ТМ13Т1» и «Журнал работы ААК».

Комплект данных АИК включает сформированные ПО АИК папки «1Н», «10MIN», «LOG», «ССС», «PTNA», «VOD», вспомогательные файлы «pr_srb», «МЕТ», «ТМ13Т1» и «Журнал работы АИК».

10.5.3 УГМС (ЦГМС) осуществляет:

- прием и учет месячных массивов актинометрических наблюдений, поступающих из НП;

- первичный контроль информации и при необходимости исправление ошибок в файлах исходных данных;

- обработку и получение полного месячного комплекта файлов, сформированных системой «SONE» (файлов в папках «ARH», «REZ», «TAB», «VOD»);

Примечание - Допускается по согласованию с УГМС проведение полной обработки информации системой «SONE» непосредственно в НП;

- пополнение фонда данных УГМС стандартным комплектом месячных таблиц ТМ-13 в бумажном и/или электронном виде в установленные в УГМС (ЦГМС) сроки;

- передачу в ФГБУ «ГГО» по электронной почте полного месячного комплекта файлов в папках «ARH», «REZ», «TAB», «VOD», а также «Журнал работы ААК (АИК)», в течение 20 дней после окончания месяца наблюдений;

- передачу в ФГБУ «ГГО» сведений об обнаруженных ошибках и исправлениях в файлах исходных данных.

10.5.4 В ФГБУ «ГГО» информация отправляется в виде электронного архива XXXRYYMMaaк.rar или XXXRYYMMaaк.zip, XXXRYYMMaик.rar или XXXRYYMMaик.zip, в названии которых:

XXX - актинометрический индекс станции,

R - тип обработки (в данном случае «регистрация»),

YY - год (последние две цифры),

ММ - месяц,

аак или аик - признак данных ААК или АИК.

10.5.5 ФГБУ «ГГО» осуществляет:

- прием и учет поступившей от УГМС обработанной и прошедшей первичный контроль актинометрической информации;

- контроль качества, редактирование и в случае необходимости переработку поступившей актинометрической информации;

- подготовку и передачу в УГМС замечаний по качеству материалов актинометрических наблюдений;

- накопление годовых исходных и обработанных материалов актинометрических наблюдений ААК (АИК) объемов проконтролированной информации по УГМС и станциям;

- формирование архивных ЯОД-файлов с годовой информацией по станциям Росгидромета;

- ведение и пополнение материалами актинометрических наблюдений информационной базы РСБД «Актинометрия»;

- передачу в Российский государственный фонд данных о состоянии окружающей среды (ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД») архивных ЯОД-файлов.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

ПОНЯТИЯ ОБ АКТИНОМЕТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИНАХ
И КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
АКТИНОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

А.1 Актинометрические величины и их единицы

А.1.1 Актинометрия - раздел геофизики, в котором изучается энергия, излучаемая Солнцем, поверхностью Земли и атмосферой, и ее преобразования. Терминология, принятая в актинометрии, определена ОСТ 52.04.10.

А.1.2 Основным источником энергии для Земли является Солнце. Солнечное излучение на пути к земной поверхности частично поглощается атмосферой, частично достигает уровня земной поверхности, а частично уходит в пространство. Таким образом, солнечное излучение, приходящее к земной поверхности, может быть направленным, т.е. идущим от Солнца, и рассеянным, т.е. идущим из всех точек небесного свода.

Достигая земной поверхности, солнечное излучение частично отражается, неотраженная часть излучения поглощается деятельным слоем и превращается в тепло. В свою очередь, земная поверхность является источником теплового излучения , направленного в атмосферу. Атмосфера, поглощая тепловое и солнечное излучение, также является источником теплового излучения, направленного как к земной поверхности, так и в мировое пространство.

А.1.3 Слой земной поверхности, в котором происходит поглощение радиации, называется деятельным слоем. Его толщина зависит от свойств поверхности и может составлять от долей сантиметра (для уплотненной почвы) до десятков метров (для прозрачной воды). В метеорологии чаще пользуются термином «подстилающая поверхность».

А.1.4 В актинометрии изучают энергетическую освещенность, создаваемую излучением, приходящим от Солнца, атмосферы и земной поверхности. В соответствии с ОСТ 52.04.10 ее принято называть радиацией. В зависимости от источника излучения и, следовательно, спектрального состава в актинометрии различают солнечную, земную и атмосферную радиацию.

А.1.5 Солнечная радиация сосредоточена в интервале длин волн 0,3 - 4,0 мкм, и в актинометрии ее называют коротковолновой радиацией. Земная и атмосферная радиация занимает спектральную область 4 - 100 мкм, и в актинометрии ее называют длинноволновой радиацией.

А.1.6 Солнечную (коротковолновую) радиацию подразделяют на прямую S (от диска Солнца), рассеянную D (от небесной сферы) и отраженную коротковолновую R_к (от подстилающей поверхности).

А.1.7 Земная радиация Е_з создается тепловым излучением подстилающей поверхности, которое для большинства видов поверхности Земли близко к излучению черного тела.

А.1.8 Под атмосферной радиацией Е_а понимают энергетическую освещенность, создаваемую тепловым излучением атмосферы.

А.1.9 Тепловое излучение атмосферы, отраженное от подстилающей поверхности, создает отраженную атмосферную радиацию R_д, но ее значения малы по сравнению с земной радиацией Е_з и при изучении радиационного режима величину R_д обычно не учитывают.

А.1.10 В пунктах актинометрических наблюдений по результатам непосредственных измерений определяют пять основных видов радиации (прямую солнечную, рассеянную, суммарную, отраженную радиацию и радиационный баланс), по значениям которых вычисляют ряд дополнительных характеристик. Если нет дополнительных указаний, то имеется в виду, что полученные данные относятся к горизонтальной поверхности на высоте 1,5 м от земной поверхности.

А.1.11 В практике актинометрических наблюдений прямой солнечной радиацией S называют энергетическую освещенность, создаваемую излучением, поступающим в виде практически параллельного пучка лучей от диска Солнца и лучей от околосолнечной зоны радиусом 5°, на поверхности, перпендикулярной направлению солнечных лучей. Прямую солнечную радиацию на горизонтальной поверхности S' вычисляют по значению S по формуле S' = S·sinh, где h - высота Солнца в момент наблюдения.

А.1.12 Рассеянной радиацией D называют энергетическую освещенность, создаваемую рассеянным в атмосфере солнечным излучением, поступающим на горизонтальную поверхность от всего небосвода (из телесного угла 180°), за исключением диска Солнца и околосолнечной зоны радиусом 5°.

А.1.13 Суммарная радиация Q включает рассеянную и прямую солнечную на горизонтальной поверхности, т.е. Q = D + S'.

А.1.14 Отраженная коротковолновая радиация R_к создается коротковолновым излучением, отраженным от подстилающей поверхности.

А.1.15 Отношение отраженной коротковолновой радиации к суммарной является характеристикой подстилающей поверхности и называется коротковолновым альбедо А_к, т.е. А_к = R_к/Q.

А.1.16 В целом приход радиации к горизонтальной поверхности складывается из прямой солнечной радиации S', рассеянной радиации D и атмосферной радиации Е_а. Уходящая от подстилающей поверхности радиация складывается из отраженной коротковолновой радиации R_к и излучения земной поверхности Е_з. Разность между энергетическими освещенностями, создаваемыми приходящим и уходящим от подстилающей поверхности излучением, называют радиационным балансом В. В литературе радиационный баланс В иногда называют остаточной радиацией. С другими видами радиации он связан следующим образом: В = D + S' + Е_а - R_к - Е_з - R_д. Величина В может также рассматриваться как сумма баланса коротковолновой радиации В_к и баланса длинноволновой радиации В_д, т.е. В = В_к + В_д.

А.1.17 Баланс коротковолновой радиации, или коротковолновый баланс В_к, представляет собой разность между суммарной и отраженной радиацией, т.е. В_к = Q - R_к = D + S' - R_к = Q(1 - А_к). Величина В_к характеризует поглощение коротковолнового излучения подстилающей поверхностью.

А.1.18 Баланс длинноволновой радиации, или длинноволновый баланс В_д, представляет собой разность между атмосферной радиацией Е_а, земной радиацией Е_з и отраженной длинноволновой радиацией R_д, т.е. В_д = Е_а - Е_з - R_д.

Величина В_д, взятая с обратным знаком, называется эффективным излучением подстилающей (деятельной) поверхности и обозначается Е_эф. Атмосферная Е_а, земная Е_з и отраженная длинноволновая радиация R_д при выполнении актинометрических наблюдений не определяются. Косвенным путем определяются только коротковолновый В_к и длинноволновый В_д баланс.

А.1.19 Величина В определяется в результате непосредственных измерений или вычисляется по формуле В = (В - S') + S', где В - S' - радиационный баланс без прямой солнечной радиации, измеренный непосредственно.

А.1.20 Длинноволновый баланс вычисляется по формуле В_д = В - В_к = В - Q + R_к. Ночью значение В_к равно нулю и радиационный баланс В становится равным балансу длинноволновой радиации, т.е. ночью В = В_д. Схематично приход радиации к деятельной поверхности представлен на рисунке А.1.

Рисунок А.1 - Радиационный баланс В в светлое (а) и темное (б) время суток и его
составляющие: прямая солнечная S, рассеянная D, атмосферная E_а, отраженная
коротковолновая R_к, отраженная длинноволновая R_д и земная Е_з радиация

А.1.21 Воздействие излучения зависит от энергетической экспозиции (количества облучения), равной произведению энергетической освещенности на время ее действия. В актинометрии как синоним этой характеристики применяется термин «сумма радиации». Энергетическая экспозиция, соответствующая целому часовому интервалу, определяется термином «часовая сумма радиации». В практике актинометрических наблюдений используется также энергетическая экспозиция за сутки (суточная сумма), за декаду (декадная сумма), за месяц (месячная сумма) и за год (годовая сумма). Для обозначения суммы используется символ 2 с индексом, обозначающим интервал времени, за который оценивается экспозиция, и буква, обозначающая вид радиации. Например, месячная сумма суммарной радиации обозначается Σ_мQ.

А.1.22 В качестве единицы измерения радиации на сети Росгидромета используют киловатт на квадратный метр (кВт/м²). Суммы радиации на сети Росгидромета выражают в мегаджоулях на квадратный метр (МДж/м²).

А.1.23 В таблицах, справочниках, монографиях значения радиации и ее сумм могут быть представлены в других единицах. Для возможности сравнения значений, выраженных в различных единицах, следует использовать соотношения:

1 Вт = 1 Дж/с;	1 кал/(см2·мин) = 0,698 кВт/м2;
1 кВт/м2 = 1000 Вт/м2;	1 кал/см2 = 0,0419 МДж/м2;
1 кВт/м2 = 0,1 Вт/см2;	1 ккал/см2 = 41,9 МДж/м2;
1 МДж/м2 = 100 Дж/см2;	1 кал/см2 = 4,19 Дж/см2.

Примеры

1 - Дано значение Q = 1,12 кал/(см²·мин);

Q = 1,12 кал/(см²·мин) = 0,698·1,12 = 0,78 кВт/м².

2 - Дано: Q = 0,56 кВт/м²;

Q = 0,56 кВт/м² = 0,56/0,698 = 0,80 кал/(см²·мин).

3 - Дано: Σ_чQ = 53 кал/см²;

Σ_чQ = 53 кал/см² = 0,0419 53 = 2,22 МДж/м².

4 - Дано: Σ_чQ = 1,79 МДж/м²;

Σ_чQ = 1,79 МДж/м² = 1,79/0,0419 = 43 кал/см².

А.1.24 Для перевода суточных, декадных, месячных сумм радиации из одной системы единиц измерения в другую используют тот же коэффициент, что и для часовых сумм, т.е. 0,0419.

А.1.25 Шкала измерения радиации несколько раз менялась по мере уточнения эталонных приборов. В частности, актинометрические данные бывшего СССР, полученные до 31 декабря 1956 г., представлены в Европейской пиргелиометрической шкале; в период с 1 января 1957 г. по 31 декабря 1980 г. - в Международной пиргелиометрической шкале (МПШ-56), которая выше Европейской на 1,5 %; начиная с 1 июля 1982 г. - в шкале Международного радиометрического эталона (МРЭ), которая выше МПШ-56 на 1,8 %. По этой причине при сопоставлении многолетних рядов наблюдений данные, полученные до 1 июля 1982 г., должны быть приведены к шкале МРЭ путем умножения на следующие коэффициенты:

- по 31 декабря 1956 г. коэффициент равен 1,025;

- с 1 января 1957 г. по 30 апреля 1966 г. коэффициент равен 1,010;

- с 1 мая 1966 г. по 30 июня 1982 г. коэффициент равен 1,018.

Примечание - Для других стран эти коэффициенты имеют иные значения.

А.2 Краткие сведения об использовании актинометрических данных в различных областях хозяйственной деятельности

А.2.1 При решении многих вопросов в различных областях хозяйственной деятельности требуется актинометрическая информация, не всегда совпадающая с получаемой на сети по составу видов радиации, формам представления и оперативности получения.

А.2.2 В таблице А.1 перечислены виды актинометрической информации, указаны основные пользователи и направления использования данных.

Таблица А.1 - Использование актииометрической информации

А.2.2 Результаты актинометрических наблюдений, выполненных на сети Российской Федерации, заносятся в режимно-справочный банк данных (РСБД) «Актинометрия», который хранится в Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. Результаты измерений обобщены в климатических справочниках, в которых приведены данные режимного характера [2, 3], обобщенные для районов страны и ряда пунктов наблюдений. РСБД «Актинометрия» может выдавать информацию в удобном для пользователя виде по конкретным пунктам наблюдений за требуемый период, производить выборки и группировку данных по условиям измерений.

А.2.3 Для оперативного обслуживания пользователей в пункте наблюдений может выполняться полная обработка результатов измерений под контролем УГМС.

А.2.4 По результатам сетевых наблюдений расчетным путем могут быть определены месячные суммы фотосинтетически активной радиации Σ_мQ_ф по формуле Σ_мQ_ф = 0,52Σ_мQ, где Σ_мQ - месячная сумма суммарной радиации, МДж/м².

Более точно значения суммарной и рассеянной фотосинтетически активной радиации (ФАР) могут быть получены при помощи пиранометра ФАР, изготовляемого в экспериментально-производственных мастерских ГГО (ЭПМ ГГО). Данные о ФАР требуются в агротехнике, растениеводстве, лесном хозяйстве и др.

А.2.5 Некоторым пользователям требуются данные об ультрафиолетовой радиации, естественной освещенности, прямой солнечной и рассеянной радиации в отдельных спектральных интервалах.

А.2.6 Данные об ультрафиолетовой радиации необходимы в здравооохранении, химической и лакокрасочной промышленности. Ультрафиолетовая радиация в зоне А (315 - 400 км) и в зоне В (280 - 315 км), а также эритемная радиация наблюдаются на некоторых метеорологических станциях с помощью ультрафиолетметра, изготовляемого в ЭПМ ГГО, Наблюдения выполняются вручную в установленные сроки.

А.2.7 Естественная освещенность в настоящее время измеряется на нескольких станциях при помощи люксметра, изготовляемого в ЭПМ ГГО.

Данные о естественной освещенности требуются проектным строительным организациям, в коммунальном хозяйстве (оперативная информация для определения моментов включения и выключения уличного освещения), для планирования работы электростанций, в гигиене труда и др. Иногда люксметры используются также и там, где требуются данные о фотосинтетически активной радиации.

Связь между естественной освещенностью и радиацией неоднозначна и зависит от облачности и высоты Солнца.

А.2.8 Прямая солнечная радиация в отдельных спектральных интервалах определяется по результатам измерений при помощи актинометра с набором стеклянных светофильтров. Такие измерения выполняются в нескольких пунктах под руководством ГГО.

Данные об этих характеристиках требуются в гелиотехнике, химической промышленности, строительстве, растениеводстве, для контроля загрязнения воздушного бассейна.

А.2.9 Подробнее сведения об использовании актинометрических данных в различных отраслях хозяйственной деятельности приведены в [4].

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)

ТРЕБОВАНИЯ К ВЕДЕНИЮ РАБОЧИХ ЖУРНАЛОВ

Б.1 В рабочих журналах пункта актинометрических наблюдений должны записываться сведения, отражающие программу наблюдений, состояние технических средств, изменения, происходящие на площадке и вне ее (в том числе изменения закрытости горизонта), меры, принятые для устранения замеченных недостатков. Для этой цели служат: журнал работы приборов, журнал контроля и поверки приборов, журнал ошибок и замечаний. В отдельную папку должны быть подшиты поверочные свидетельства и сертификаты всех средств измерений, а также паспорта, технические описания и инструкции по эксплуатации. Конкретные формы рабочих журналов не устанавливаются, но перечень основных сведений, которые должны в них содержаться, приводится в Б.2 - Б.5.

Б.2 В журнале работы приборов должно записываться следующее:

а) типы и номера датчиков и подключенных к ним измерительных приборов, клеммы включения или диапазон, дата ввода в работу; для регистрирующей установки указывают отдельно приборы, находящиеся на актинометрической стойке (сравнительные приборы) и подключенные к регистрирующему прибору, номера каналов, измеряемый элемент радиации, номера интеграторов, подключаемых при перерывах в работе регистрирующего прибора;

б) случаи изменения в состоянии приборов: нарушение окраски приемных поверхностей, износ изоляции проводов, запотевание стеклянного колпака пиранометра изнутри, намокание датчиков, появление электрического контакта термобатареи с корпусом, нарушение наружной окраски приборов, затеняющих экранов или стоек;

в) сбои нацеливания актинометра на Солнце, засветка датчиков, установленных на теневых стойках и др.;

г) дата обнаружения нарушения, дата и способ его устранения;

д) дата технического осмотра приборов и перечень проведенных регламентных работ по профилактике приборов;

ж) дата и причины замены приборов или соединительных проводов;

и) дата, когда была скошена трава на площадке, окрашены ограда и стойки, поднята стрела стойки при высоком снежном покрове и пр.

Четкие и подробные записи в журнале могут помочь определить причину брака в случае его появления и решить вопрос о необходимости и возможности корректировки данных. При записях можно пользоваться сокращениями и условными обозначениями, перечень которых должен быть приведен в начале журнала.

Примеры записей:

1 - 19.04.92, 9 ч 20 мин. У балансомера на стойке появилась царапина на стороне 1, нарушение окраски менее 10 % площади. У пиранометра в теневом кольце запотел колпак изнутри после сильного дождя - протерт и просушен. Установлен в 9 ч 41 мин.

2 - 01.06.92 с 10 до 12 ч техосмотр. Проверка изоляции проводов, чистка контактов, осмотр всех приборов и стоек, гелиостата. Смена сторон балансомера (вверх - сторона 2). Смазка трущихся поверхностей у стоек, теневых колец. Подкрашена актинометрическая стойка. Заменен пиранометр № 321 (незатененный) по причине замыкания на корпус; установлен № 2571. После 19 ч скошена трава.

3 - 13.06.92, 12 ч 25 мин. Засвечен край корпуса балансомера в теневом кольце - выполнена регулировка по склонению Солнца.

4 - 30.12.92, 10 ч. Поднята стрела стойки после снегопада.

Б.3 В журнале контроля и поверок должны вестись записи результатов соответствующих измерений и обработки, а также должна быть дана оценка полученных результатов, которую выполняют путем сравнения с применяемым в работе переводным множителем.

Пример - Выполнить контроль рабочего актинометра с гальванометром. Запись результатов измерений и обработки производится в таблице Б.1.

Таблица Б.1 - Результаты измерений при контроле рабочего актинометра М-3 № 531 с гальванометром ГСA-1МA № 394, клеммы «+», «А» по контрольной паре 2497/8918

Находим исправленные отсчеты по формуле (8), указанной в 7.6.2:

- по контрольной паре N_к =   + ΔN_к - п_к = 64,4 + 0,1 - 4,9 = 59,6 дел;

- по рабочей паре N_a =  + ΔN_а - п_а = 61,2 - 0,4 - 5,0 = 55,8 дел.

Из поверочных свидетельств возьмем следующие данные:

- для контрольной пары а = 0,0125 кВт/(м²·дел);

Δа = 2,1·10^-5 кВт/(м² дел·ºС);

- для рабочей пары а = 0,0132 кВт/(м²·дел);

Δа =2,5·10^-5 кВт/(м²·дел·ºС).

Определяем значение прямой солнечной радиации по контрольной паре по формуле (16) из 7.6.3: S = N[a + Δа(Т - 20)] = 59,6[0,0125 + 2,1 10^-5 (22,3 - 20)] = 0,75 кВт/м².

Определяем значение переводного множителя рабочей пары для температуры 23,0 °С по формуле (32) из 7.7.4: а_Т = S/(N_а + ΔN_a - п_а) = 0,75/55,8 = 0,0134 кВт/(м² дел).

Приводим к температуре 20 ºС полученное значение а_Т, пользуясь формулой (33): а_а = а_Т - Δа(Т - 20) = 0,0134 - 2,5 10^-5(23 - 20) = 0,0133 кВт/(м² дел).

Оцениваем результат контроля в соответствии с указаниями 7.7.4, для чего вычисляем по формуле (34) , что лежит в пределах допуска, равного 3 % (по 7.7.4.7). Таким образом, результат выполненного контроля подтверждает правильность применяемого переводного множителя рабочей пары, равного 0,0132 кВт/(м² дел).

При контроле рабочего пиранометра с гальванометром форма записей такая же с той лишь разницей, что для него полученное значение переводного множителя не приводят к температуре 20 °С.

Форма записей при контроле рабочего балансомера с гальванометром приведена в следующем примере.

Пример - Выполнить контроль рабочего балансомера с гальванометром. Запись результатов измерений и обработки производится в таблице Б.2.

Таблица Б.2 - Результаты измерений при контроле балансомера М-10М № 1050 с гальванометром ГСА-1 № 1231, клеммы «+», «С»

При обработке результатов измерений сначала вычислим переводный множитель контрольной пары по формуле а_Т = а + Δа(Т - 20) и для температуры 23,5 ºС получим а_Т равным 0,0126 кВт/(м² дел). Значение а_Т также может быть определено по таблице, построенной по методике приложения В. По формуле (30) из 7.7.4 для каждого значения N'_к из графы 3 определим значение прямой солнечной радиации. Например, для первого из них имеем S = a_T(N'_к + ΔN - n_к) = 0,0126(68,9 - 0,3 - 5,0) = 0,801, где ΔN - шкаловая поправка гальванометра на отметке шкалы 68,9 дел, равная минус 0,3 дел. Значения S записаны в графе 4. В графе 5 указаны отсчеты по балансомеру п'_т при закрытой трубе и N'_c при открытой в порядке их выполнения. В графе 6 записаны шкаловые поправки для каждого отсчета по балансомеру. В графе 7 записаны отсчеты по балансомеру, исправленные на шкаловую поправку. В графе 8 - среднее из двух соседних исправленных отсчетов при закрытой трубе. В графе 9 - разность между исправленным отсчетом при открытой трубе из графы 7 и отсчетом при закрытой трубе из графы 8. В графе 10 - значение переводного множителя стороны 1 балансомера для данного отсчета. Например, для первого из них . В конце таблицы указано значение переводного множителя стороны 1 балансомера, полученное как среднее из всех значений а'₁ графы 10.

Аналогичным образом записывают результаты контроля для стороны 2 балансомера.

Для лучшей наглядности при оценке результатов контроля или поверки рекомендуется для контрольной и каждой рабочей пары, а также для каждого рабочего датчика регистрирующей установки иметь в тетради отдельный лист, на котором записывать результаты поверок и контроля в хронологическом порядке за весь срок службы прибора.

Пример - Результаты поверки и контроля рабочего актинометра с гальванометром

Актинометр М-3 № 531 с гальванометром ГСА-1МА № 394, клеммы «+», «А»

Б.4 В журнал ошибок и замечаний необходимо записывать замечания по материалу наблюдений, поступившие из центра обработки или из УГМС, а также выявленные ошибки систематического характера, допускаемые наблюдателями. В этом случае должна быть проведена техническая учеба на станции или даны разъяснения в рабочем порядке.

С неясными вопросами обращаться в УГМС или в Методический отдел ГГО.

Б.5 При выполнении наблюдений по программе определения суточных сумм суммарной радиации путем интегрирования должен вестись журнал наблюдений и контроля рабочего комплекта. На обложке журнала должны быть указаны название станции, дата начала и окончания записей. Далее должны записываться результаты наблюдений и контроля рабочего комплекта (пиранометра с интегратором), выполняемого ежемесячно. Рекомендуемые формы записи при выполнении всех необходимых работ приводятся ниже.

Б.5.1 На первой странице указывают сведения о рабочем, контрольном и запасном комплектах на момент начала записей в журнале, а также значения сопротивления линии связи на каждом канале. Форма записи показана на рисунке Б.1. Нумерация диапазонов указана в Д.3.4.4.1.

Рисунок Б.1 - Форма первой страницы журнала наблюдений и контроля

После замены комплекта или в случае изменения его назначения записи в таблице продолжают.

Б.5.2 На второй странице журнала записывают результаты ежемесячного контроля рабочего комплекта. Форма записи показана на рисунке Б.2. При записи сведений о приборах должны быть указаны номер диапазона, на котором комплект работал во время контроля, и переводный множитель на данном диапазоне. В графах 2 и 4 таблицы указывают время выполнения начального п и конечного N отсчетов, выполненных по рабочему комплекту (в первой строке) и по контрольному комплекту (во второй строке). В графе 6 записывают значение разности между вторым и первым отсчетами, в графе 7 - значение суммы суммарной радиации, полученной по каждому комплекту при контроле, которую вычисляют по формуле ΣQ = А_i(N - п), где А_i - значение переводного множителя на том диапазоне, на котором выполнен контроль, МДж/(м²·дел). В графе 8 указывают разность между суммами радиации, полученными по рабочему и контрольному комплектам, в абсолютных единицах, а в графе 9 - значение этой разности в процентах от суммы радиации, полученной по контрольному комплекту.

Рисунок Б.2 - Форма записей при контроле рабочего комплекта

Если в течение месяца произведена замена рабочего комплекта, на второй странице должна быть сделана соответствующая запись: причина замены, типы и номера пиранометра и интегратора, составляющих комплект, переводные множители на каждом диапазоне.

Б.5.3 На третьей странице записывают результаты ежедневных наблюдений и обработки. Рекомендуемая форма записи приведена на рисунке Б.3, где А_i - переводный множитель пиранометра с интегратором; п, N - начальный и конечный отсчеты по интегратору в делениях его шкалы; τ - продолжительность солнечного сияния в часах и десятых долях часа; ПП - состояние подстилающей поверхности, преобладающее за светлое время суток; ЯД - характеристика ясности дня; АЯ - атмосферные явления за светлое время суток, оказавшие влияние на состояние стеклянного колпака пиранометра; Σ_сQ - суточная сумма суммарной радиации, определяемая при необходимости. Значения суточных сумм суммарной радиации вычисляют и записывают в графу 14, если требуется оперативная передача данных. В графе 13 указывают время начала и окончания перерыва в измерениях, произошедшего в результате отключения приборов по какой-либо причине.

Рисунок Б.3 - Форма записи результатов ежедневных наблюдений по пиранометру
с интегратором для определения суточных сумм суммарной радиации

Б.5.4 Материалы наблюдений за истекший календарный месяц должны быть представлены в центр обработки по форме таблицы ТИ-1, показанной на рисунке Б.4. В верхней части таблицы указывают сведения о рабочем комплекте: типы и номера интегратора и пиранометра, номер диапазона и переводный множитель, использованный в данном месяце; если в течение месяца было произведено переключение на другой диапазон, либо был изменен переводный множитель, то на следующей строке указывают дату (день месяца) введения изменения и новые значения. Последнюю графу заполняют по указанию УГМС.

Рисунок Б.4 - Форма таблицы ТИ-1

В эту таблицу записывают соответствующие данные из граф 1, 8 - 12 таблицы Б.3, т.е. из журнала наблюдений. К таблице ТИ-1 следует приложить сопроводительную информацию по форме, показанной на рисунке Б.5.

Рисунок Б.5 - Форма записи сопроводительной информации к таблице ТИ-1

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)

ПОСТРОЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ТАБЛИЦ ШКАЛОВЫХ
ПОПРАВОК И СПОСОБЫ УЧЕТА ЗАВИСИМОСТИ
ПЕРЕВОДНОГО МНОЖИТЕЛЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

В.1 Таблицы шкаловых поправок гальванометра

В свидетельстве о поверке гальванометра содержится таблица со шкаловыми поправками ΔN для отметок шкалы N через каждые 5 - 10 делений. Для использования в повседневной работе в пункте наблюдений составляют более подробную таблицу (рабочую), позволяющую быстро находить шкаловую поправку к любой отметке шкалы. Такую таблицу составляют путем интерполяции значений, указанных в свидетельстве о поверке, расчетным способом или графическим.

В.1.1 При расчетном способе строят таблицу по форме таблицы В.1, приведенной в примере 1. Построение такой таблицы начинают с нижней строки, в которую записывают все значения ΔN, указанные в свидетельстве о поверке. Между ними вписывают промежуточные значения ΔN с шагом 0,1 дел. Затем для каждого значения ΔN находят границы интервала шкалы, внутри которого оно действует. Каждый интервал имеет верхнюю границу N_в, которую записывают в строку «до», и нижнюю границу N_н, которую записывают в строку «от».

Значение N_в вычисляют по формуле

(B.1)

где ΔN_к - наибольшее значение, взятое до сотых долей, которое при округлении до десятых долей дает рассматриваемое значение ΔN;

ΔN₁ и ΔN₂ - две соседние шкаловые поправки из числа указанных в свидетельстве о поверке, между которыми заключена рассматриваемая, дел;

N₁, N₂ - отметки шкалы, которым в свидетельстве о поверке соответствуют значения ΔN₁ и ΔN₂, дел.

Вычисленное значение N_в записывают в среднюю строку таблицы В.1.

В верхней строке «от» указывают нижнюю границу N_н, которая по величине всегда на 0,1 дел больше значения N_в, вычисленного для предыдущего ΔN.

Пример 1 - Построить таблицу шкаловых поправок для гальванометра ГСА-1МА № 1148.

Пусть в свидетельстве о поверке этого гальванометра указаны следующие шкаловые поправки:

Строим таблицу по форме В.1. В нижнюю строку запишем значения ΔN из свидетельства о поверке, оставив между ними место для промежуточных значений. Для удобства при расчетах ΔN, переписанные из свидетельства о поверке, выделим например, жирным шрифтом или другим цветом. Впишем промежуточные значения с шагом 0,1 дел.

Таблица В.1 - Шкаловые поправки для гальванометра ГСА-1МА № 1148

Далее для каждого ΔN, указанного в нижней строке, будем находить границы интервала шкалы.

Рассмотрим первое из них, равное минус 2,8 дел. Для него в качестве нижней границы N_н берем первое значение N из свидетельства о поверке, которое в данном случае равно 0. Запишем его в строку «от».

Значение N_в вычислим по формуле (В.1), в которую подставим ΔN₁, равное минус 2,8, и ΔN₂, равное минус 2,6, т.е. два соседних значения, указанные в свидетельстве о поверке.

Значение ΔN_к нужно взять с третьей значащей цифрой. Учитывая, что для отрицательных чисел большим является меньшее по абсолютной величине, берем ΔN_к равным минус 2,75, поскольку оно является наибольшим, дающим при округлении рассматриваемое значение минус 2,8 (действительно, следующим является число минус 2,74, но оно при округлении дает минус 2,7, а число минус 2,76 меньше числа минус 2,75).

Значения N₁ и N₂ находим в свидетельстве о поверке. Они указаны над значениями ΔN₁ и ΔN₂ и равны соответственно 0 и 5 дел.

Подставив найденные величины в формулу (В.1), вычислим N_в с точностью до десятых долей и запишем в строку «до». Для значения N_в округление производим в меньшую сторону.

Для следующего (второго) значения ΔN, равного минус 2,7, нижнюю границу определяем сразу, поскольку она на 0,1 деления больше верхней границы для предыдущего ΔN, т.е. N_н = 1,2 + 0,1 = 1,3 дел. Среди значений ΔN, указанных в свидетельстве о поверке, находим два соседних, между которыми заключено рассматриваемое. Первое из них (ΔN₁) равно минус 2,8, а второе (ΔN₂) равно минус 2,6. Им соответствуют N₁, равное 0, и N₂, равное 5 дел. Для рассматриваемого ΔN, равного минус 2,7 дел, значение ΔN_к составляет минус 2,65. По формуле (В.1) вычисляем верхнюю границу N_в и записываем в строке «до».

Для третьего значения ΔN, равного минус 2,6, получаем: N_н = 3,7 + 0,1 = 3,8 дел. В свидетельстве о поверке находим: ΔN₁ = -2,6, N₁ = 5, ΔN₂ = -1,9, N₂ = 10 дел. Для рассматриваемого ΔN значение ΔN_к составляет минус 2,55. По формуле (В.1) получим

Аналогичным образом выполняется расчет до конца шкалы гальванометра. При этом необходимо иметь в виду, что для положительных значений ΔN верхнее значение ΔN_к лучше брать до тысячной доли, например для ΔN, равной 1,1, берем ΔN_к, равное 1,149.

В.1.2 При графическом способе строят график хода шкаловой поправки (можно отдельно для нескольких интервалов шкалы), откладывая по оси абсцисс деления шкалы N в масштабе 1 дел равно 10 мм, а по оси ординат - шкаловые поправки ΔN в таком же масштабе. По графику определяют верхнее значение N_в отметки шкалы, при котором значение ΔN отличается от предыдущего на 0,05 дел. При этом заполняют таблицу по форме таблицы В.1. Результат получается таким же, как и по методу В.1.1.

В.1.3 Таблица шкаловых поправок может быть построена и по другой форме, например по форме таблицы В.2, но в любом случае данные для ее построения должны быть получены способом, указанным в В.1.1 или (и) В.1.2.

В примере 2 показана форма таблицы В.2, в которой заполнены несколько строк для того же гальванометра, что и в примере 1.

Пример 2

Таблица В.2 - Значения шкаловых поправок гальванометра ГСА-1МА № 1148

При работе удобно, если на листе с этой таблицей указаны тип гальванометра и номера гальванометра, датчика, а также переводный множитель пары, полученный в результате поверки.

В.2 Способы учета температурной зависимости актинометра с гальванометром

В.2.1 При обработке результатов измерений учет температурной зависимости показаний актинометра с гальванометром (в дальнейшем - пары) должен осуществляться путем использования переводного множителя а_Т, приведенного к температуре, при которой выполнено наблюдение, или путем введения температурной поправки ΔN_T к отсчету по гальванометру.

В.2.2 Значение переводного множителя а_Т можно либо вычислять непосредственно при обработке (этот способ используется при автоматизированной обработке данных), либо определять по таблице, которую составляют для данной пары.

В.2.3 Вычисление значения а_Т должно производиться по формуле

аТ = а + Δа(Тг - 20),

(В.2)

где а - значение переводного множителя при температуре, равной 20 °С;

Δа - температурный коэффициент переводного множителя данной пары, кВт/(м²·дел·°С);

Т_г - температура, при которой выполнено наблюдение, °С.

Температурный коэффициент Δа вычисляют по одной из следующих формул:

- для актинометра, подключенного к гальванометру ГСА-1 на клеммы «+» и «С»

(В.3)

- для актинометра, подключенного к гальванометру ГСА-1МА на клеммы «+» и «А»

(В.4)

- для актинометра, подключенного к гальванометру ГСА-1МА на клеммы «+» и «П»

(В.5)

где α - цена деления гальванометра ГСА-1 по току, мкА/дел;

K - чувствительность актинометра по данным его поверочного свидетельства, мВ·м²/кВт;

G_1A, G_1П - цена деления гальванометра ГСА-1МА по току на клеммах «+», «А» и «+», «П» соответственно, мкА/дел;

R_б - сопротивление термобатареи актинометра, Ом;

R_р - сопротивление рамки гальванометра ГСА-1, Ом;

R_д - добавочное сопротивление гальванометра ГСА-1, Ом;

R_гA, R_гП - внутреннее сопротивление гальванометра ГСА-1МА соответственно между клеммами «+», «А» и «+», «П».

Значения величин α, G_1A, G_1П, R_р , R_д, R_гA, R_гП должны быть взяты из поверочного свидетельства гальванометра, но не из его технического описания. Значение Δа должно быть округлено до 0,000001 кВт/(м²·дел·°С).

В.2.4 Температурный коэффициент Δа должен быть указан в материалах актинометрических наблюдений, направляемых в центр обработки. Определение значения Δа должно быть произведено в УГМС или под его контролем при вводе в работу новой пары, при замене актинометра или гальванометра. Полученное значение Δа рекомендуется записать в свидетельство о поверке.

В.2.5 Таблица зависимости переводного множителя от температуры может быть построена графическим или расчетным способом. В случае изменения переводного множителя таблица должна быть пересчитана.

В.2.6 При построении таблицы графическим способом вычисляют переводные множители а_Т1 и а_Т2 для двух значений температуры T₁ и T₂, разность между которыми не менее 40 °С, по формулам

аТ1 = а + Δa(T1 - 20) и аТ2 = а + Δa(T2 - 20).

(В.6)

Значения а_Т1 и а_Т2 наносят на график, откладывая по оси абсцисс температуру Т, а по оси ординат - а_Т в масштабе: 0,0001 кВт/(м²·дел) равен 5 мм, 1 °С равен 5 мм. Через нанесенные точки проводят прямую линию. С графика снимают значения границ температурного интервала, в котором значение а_Т не меняется в пределах шага, равного 0,0001 кВт/(м²·дел).

Пример 3 - Для актинометра М-3 № 792 с гальванометром ГСА-1МА № 541 на клеммах «+», «А» вычислить температурный коэффициент Δa и построить таблицу переводных множителей графическим способом.

В поверочных свидетельствах указано:

- для актинометра R_б равно 17,2 Ом;

- для гальванометра R_гА равно 24,3 Ом (на клеммах «+» и «А»);

- чувствительность актинометра K равна 10,0 Мв/(кВт·м²);

- цена деления гальванометра на клеммах «+» и «А» G_1A равна 3,3 мкА/дел;

- переводный множитель пары на этих клеммах при температуре 20 ºС равен 0,0137 кВт/(м²·дел).

По формуле (В.4) вычисляем:

Пусть в данном пункте по результатам метеорологических наблюдений в дневные сроки самое низкое значение температуры T₁ составило минус 31 °С, а самое высокое Т₂ равно 40 °С.

Определим значения переводных множителей, соответствующих минимальной и максимальной температурам, наблюдаемым в данном пункте, по формуле (В.2):

amin = 0,0137 + 2,6·10-5(-31 - 20) = 0,0124 кВт/(м2 дел);
amax = 0,0137 + 2,6·10-5(40 - 20) = 0,0142 кВт/(м2 дел).

Построим график зависимости переводного множителя данной пары от температуры. Для этого нанесем (рисунок В.1) точки с координатами a_min, Т₁ и a_max, Т₂ и проведем через них прямую линию.

Рисунок В.1 - Зависимость переводного множителя актинометра М-3 № 792
с гальванометром ГСА-1 № 541 от температуры

Построим таблицу В.3. В третью графу запишем все значения переводного множителя а_Т с шагом 0,0001 кВт/(м²·дел) от наименьшего a_min до наибольшего a_max.

Таблица В.3

По графику (рисунок В.1) для каждого значения а_Т, указанного в таблице В.3, определим границы температурного интервала, т.е. значения температур «от» и «до», которые запишем в первой и второй графах таблицы.

В.2.7 При построении таблицы расчетным путем строят такую же таблицу (см. таблицу В.3) и заполняют сначала третью графу, в которой указывают все значения а_Т от a_min до a_max таким же образом, как указано в примере, приведенном в В.2.6. Затем вычисляют границы температурного интервала для каждого значения а_Т из третьей графы по формуле

(В.7)

При этом достаточно определить только одну из границ, например верхнюю, так как граница начала следующего интервала температур больше значения верхней границы предыдущего на 0,1 °С.

Пример 4 - Рассчитать таблицу значений переводного множителя в зависимости от температуры для актинометра с гальванометром, характеристики которого указаны в примере 3.

Будем определять только верхние границы Т_в температурного интервала по формуле (В.7), в которую будем подставлять значение а_Т с четвертой значащей цифрой 4, например, 0,01244; 0,01254; 0,01264 и т.д. Для первого значения а_Т, равного 0,0124, получим

Это значение Т_в запишем в графе «до», а в графе «от» укажем самое низкое значение температуры, равное минус 31 °С для данного пункта в дневное время.

Для второго значения а_Т в графе «от» запишем значение нижней границы Т_н температурного интервала, которое на 0,1 °С больше значения Т_в, полученного для первого а_Т, т.е. Т_н = -28,5 + 0,1 = -28,4 °С. Верхнюю границу Т_в определим таким же образом, как это было сделано для первого значения а_Т, т.е.

Для третьего значения а_Т нижняя граница Т_н = -24,6 + 0,1 = -24,5 °С и т.д.

В.2.8 Температурные поправки ΔN_Т могут быть определены по формуле

ΔNТ = N·Δа/а(Тг - 20),

(В.8)

где N - отсчет по гальванометру, дел.

Как следует из формулы (В.8), значение ΔN_Т зависит не только от температуры, но и от отсчета N. Расчет упростится, если границы температурного интервала вычислять для температурных поправок, выраженных в относительных единицах (ΔN_от) по формуле

ΔNот = Δа/а(Тг - 20),

(В.9)

а затем переводить их в деления шкалы по формуле ΔN_Т = ΔN_отN.

Таблица для ΔN_Т получается очень громоздкой, поэтому при обработке удобнее использовать переводный множитель a_T.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)

УКАЗАНИЯ ПО ЗАПОЛНЕНИЮ КНИЖКИ ДЛЯ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ
АКТИНОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ КМ-12

Г.1 Книжка КМ-12 предназначена для записей при выполнении срочных актинометрических наблюдений, сопутствующих метеорологических параметров, а также результатов обработки выполненных измерений.

Г.2 На титульном листе книжки КМ-12 (рисунок Г.1) указывают: текущий год, число и месяц начала записей в данной книжке, число и месяц окончания записей, в строке «Площадка» указывают «основная» или «сравнительная»; название метеорологической станции, область, район, высоту расположения над уровнем моря, фамилии и инициалы начальника станции и ответственного за актинометрические наблюдения, фамилии и инициалы наблюдателей.

Г.3 На второй странице (рисунок Г.2) в таблице, расположенной вверху, указывают сведения о рабочих датчиках, установленных на актинометрической стойке: типы и номера актинометра, пиранометра¹, балансомера и подключенных к ним гальванометров; переводный множитель пары, при этом для актинометра с гальванометром указывают значение для температуры 20 °С; в четвертой графе в строке «Актинометр» пишут «20 °С», строку «Пиранометр» не заполняют, а в строке «Балансомер» указывают номер стороны балансомера, обращенной вверх («1» или «2») на момент начала записей в книжке КМ-12; в последней графе указывают клеммы, к которым подключен датчик, при этом для гальванометров ГСА-1МА и ГСА-1МБ указывают также положение шунта: «б/ш» - без шунта, т.е. винт шунта зажат или «с/ш» - с шунтом, т.е. винт шунта отпущен; в первой графе рядом со словом «Гальванометр» должен быть указан его тип: ГСА-1, ГСА-1МА или ГСА-1 МБ.

____________

¹ В период организации актинометрической сети в СССР пиранометр называли альбедометром, а измерения выполняли в калориях на сантиметр квадратный в минуту. Соотношения единиц радиации даны в приложении А.

Рисунок Г.1 - Титульный лист книжки КМ-12

Рисунок Г.2 - Форма второй страницы книжки КМ-12

Под таблицей указывают типы и номера контрольного актинометра и гальванометра, например: «М-3 № 2497, ГСА-1 № 8919». В третьей строке записывают номер ручного анемометра, используемого при проведении срочных наблюдений.

В разделе «Сведения об изменении в установке приборов» делают записи о замене датчиков, гальванометров, переключателей, проводов, теневых экранов, стоек, о новой окраске, ремонте стоек и прочего оборудования с указанием даты и номера нового прибора; указывают дату и время смены сторон балансомера, например: «с 9 ч 10 мин 01.06.93 у балансомера № 1046 вверх - сторона 2». В случае замены балансомера указывают номер стороны, обращенной вверх.

В разделе «Сведения об изменении состояния деятельной поверхности» указывают дату и время, когда была скошена трава на площадке, случаи нарушения состояния поверхности (рытье канав, следы пожаров вблизи площадки и другие).

Г.4 С четвертой страницы начинают записи при выполнении срочных наблюдений. На рисунке Г.3 представлена форма бланка книжки КМ-12; для удобства при пояснении порядка внесения записей пронумерованы все ячейки (клеточки) бланка.

Г.4.1 Информацию, полученную во время выполнения срочного наблюдения (по 7.5), записывают в ячейках (в дальнейшем - яч.) следующим образом.

В яч. 1 - 4 (см. рисунок Г.3 и пример 1) записывают дату наблюдения, облачность, цвет неба и состояние подстилающей поверхности соответственно, в яч. 5 - температуру поверхности почвы (снега), в яч. 6 - температуру воздуха, в яч. 14 - место нуля актинометра и температуру по термометру гальванометра. Значения места нуля балансомера и пиранометра записывают в яч. 15 и 16 соответственно.

В яч. 17 и 18 указывают время начала (первого из отсчетов D₁) и окончания (последнего из отсчетов D₂) срочного наблюдения с точностью до 1 мин.

В яч. 19, 25, 31 и 34 указывают состояние диска Солнца при выполнении измерений в сериях 1 - 4 соответственно.

В яч. 43 - 45 записывают значения трех отсчетов N'_D1 по затененному пиранометру, а в яч. 91 и 92 - двух отсчетов N'_S1 по актинометру при выполнении измерений в серии 1.

Рисунок Г.3 - Форма бланка книжки КМ-12 для записи результатов наблюдений
и обработки (нумерация ячеек введена для объяснения порядка заполнения)

По результатам измерений в серии 2 записывают три отсчета V' по анемометру в яч. 40 - 42, три отсчета N'_B в яч. 49 - 51 и два отсчета N'_SB по актинометру в яч. 97 и 98.

По результатам измерений в серии 3 записывают три отсчета N'_R в яч. 55-57 и два отсчета N'_SR в яч. 103 и 104.

По результатам измерений в серии 4 записывают три отсчета N'_D в яч. 58 - 60 и два отсчета N'_S2 в яч. 106 и 107.

В яч. 8 указывают парциальное давление водяного пара (влажность воздуха) по результатам метеорологических наблюдений, выполненных в ближайший срок.

Г.4.2 При обработке срочного актинометрического наблюдения (см. 7.6) в яч. 61, 67, 73 и 76 записывают средние значения  из каждой тройки отсчетов N'_D1, N'_B, N'_R и N'_D2 соответственно. В яч. 62, 68, 74 и 77 - шкаловые поправки гальванометров, в яч. 63, 69, 75 и 78 - значения места нуля, взятое с обратным знаком (для удобства при обработке). В яч. 79, 84, 89 и 90 указывают исправленные значения N_D1, N_R, N_B и N_D2 (7.6.2.4). В яч. 85 указывают среднее значение скорости ветра из указанных в яч. 40 - 42.

В яч. 93, 99, 105 и 108 указывают шкаловые поправки гальванометра, подключенного к актинометру. Значение места нуля актинометра достаточно указать один раз, например, под яч. 108.

Вяч. 109, 115, 121 и 124 записывают средние исправленные отсчеты N_S (см. 7.6.2.7) по результатам измерений в сериях 1 - 4 соответственно.

В яч. 10 указывают среднее солнечное время τ_т как среднее из указанных в начале и конце наблюдений.

Г.4.3 В центр обработки представляют данные из ячеек 1 - 6, 8, 10, 19, 25, 31, 34, 79, 84, 85, 89, 90, 109, 115, 121, 124, т.е. результаты первичной обработки (по 7.6.2).

Г.4.4 Результаты полной обработки (по 7.6.3) записывают следующим образом. В яч. 86 указывают поправочный множитель на скорость ветра и вычисляют приведенный к штилю отсчет по балансомеру N_ш (по 7.6.3.2), который записывают в яч. 87.

Если учет температурной зависимости актинометра с гальванометром производится путем использования переводного множителя, приведенного к температуре Т_г (по 7.6.3.5), то в яч. 110 записывают значение а_Т (достаточно указать его один раз). Если же используют температурную поправку ΔN_T, то ее значение указывают в яч. 110, 116, 122 и 125, а в яч. 111, 117, 123 и 126 - исправленные с учетом ΔN_T значения отсчетов по актинометру.

Значения рассеянной радиации D₁ и D₂ и отраженной радиации R_к (см. 7.6.3.3) записывают в яч. 127, 136 и 133 соответственно, а значение радиационного баланса без прямой солнечной радиации (В - S') - в яч. 128. В яч. 129 и 134 записывают значения прямой солнечной радиации S по результатам измерений в сериях 2 и 3 соответственно. В яч. 130 и 135 - значения прямой солнечной радиации на горизонтальной поверхности S' (см. 7.6.3.6), в яч. 131 - значение радиационного баланса В, в яч. 137 - значение суммарной радиации Q, в яч. 138 - значение альбедо, в яч. 132 - значение баланса длинноволновой радиации В_д (см. 7.6.3.8 - 7.6.3.10).

Г.4.5 Примеры обработки результатов срочных наблюдений, выполненных при различных условиях стабильности радиации и состояния солнечного диска, а также в ночное время и при осадках

В примере 1 обработка выполнена по 7.6.3.8. В примере 2 значение S'₂ выше всех остальных, поэтому обработка выполнена по рассеянной радиации D₁. В примере 3 значения |S'_R - S'₂| и | S'_R - S'₁| выше допуска, поэтому в соответствии с 7.6.3.9 не вычислено значение А_к. В этом же выше допуска также и значение |S'_B - S'_R|, поэтому в соответствии с 7.6.3.10 не вычислено значение В_д. В примере 4 не вычислено значение В_д, поскольку | S'_B - S'_R| выше допуска. В примере 5 обработка выполнена по 7.6.3.8. В примере 6 в условиях выпадения осадков наблюдения выполнены только по пиранометру. В примере 7 взято Q = D₁ и А_к вычислено по D₁, поскольку состояние диска Солнца было одинаковым в сериях 3 и 1 (см. 7.6.3.12).

В примере 9 срочное наблюдение совмещено с текущим контролем рабочих пиранометра и балансомера. В яч. 139 записано значение радиационного баланса В_o по измерениям с незатененным балансомером (В_o = a_бN_б = 0,0372·15,4 = 0,57), а в яч. 140 - значение S'₀ для этой серии. В яч. 141 указана суммарная радиация Q_о по измерениям с незатененным пиранометром, а в яч. 142 - значение S'_Q для этой серии. В журнале контроля необходимо записать:

Пример 1 - Срочное наблюдение, выполненное в условиях стабильной радиации