《分光谱辐射表》编制说明

气象行业标准《分光谱辐射表》编制说明

一、工作简况

1.任务来源

本标准由江苏省无线电科学研究所有限公司（现已更名为航天新气象科技有限公司）提出，全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会（SAC/TC 507）归口。2019年4月22日中国气象局政策法规司下达《法规司关于下达2019年第二批气象行业标准制修订项目计划的通知》（气法函〔2019〕25号）文件，项目名称为《分光谱辐射表》，项目编号QX/T-2019-58。

2. 起草单位

负责起草单位为：江苏省无线电科学研究所有限公司（现已更名为航天新气象科技有限公司）

参加起草单位包括：中国气象科学研究院、中国气象局大气探测中心、中国科学院大气物理研究所。

3.主要工作过程

（1）2014年1月，江苏省无线电科学研究所有限公司（现已更名为航天新气象科技有限公司）牵头，联合长春理工大学及中国气象局气象探测中心获得2014年度公益性行业（气象）科研专项项目资助立项，项目编号为GYHY201406037，项目主要研究内容如下。本项目主要研究开发适应气象业务观测条件，满足业务观测需求的，紫外至近红外波段高分辨率光谱辐射表。包括紫外与可见近红外两个观测波段以及总辐射表和直接辐射表两种基本型式计4种类型样机，以实现280nm～1100nm波段太阳光谱总辐射和直接辐射的高分辨率、实时、连续和快速精细化观测；研究分光谱辐射表实验室测试和定标技术，研制项目专用的高准直性太阳模拟器，为传感器研制、测试、生产、维护和持续改进提供设备保证；在三个气象台站开展连续一年的外场试验和业务应用试验，为分光谱辐射表气象业务应用开展研究与试验工作。研究并建立分光谱辐射观测仪器的观测方法和观测规范，为我国建立太阳光谱辐射观测业务能力提供技术保障。

项目自2014年开始进行原理样机的核心技术公关，至2016年已经完成原理样机的开发工作，2017年度的工作任务主要是对原理样机的测试验证和工程化样机的试制及测试验证，2018年是工程样机优化及关键工艺技术问题攻关，2019年主要是外场观测方案设计、系统安装调试与运行维护，以及行业标准撰写。

（2）2019年4月22日中国气象局政策法规司下达《法规司关于下达2019年第二批气象行业标准制修订项目计划的通知》（气法函〔2019〕25号）文件，项目名称为《分光谱辐射表》，项目编号QX/T-2019-58。全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会（SAC/TC 507）归口。

4. 标准主要起草人及其所做的工作

本标准主要起草人为郑峰、孙立新、边泽强、崇伟、郑向东、夏祥鳌、刘丽莹、杨礼艳、徐毅刚、李晖、顾平月、花卫东、王子君。各起草人分工如下：

郑峰，标准负责人，负责确定标准制定原则和标准制定方案，负责编写标准文本和编制说明，确定标准框架、测试方法；

孙立新、边泽强、崇伟、郑向东、夏祥鳌、徐毅刚，负责行标技术参数论证实验，检测方法可行性验证；

刘丽莹、杨礼艳负责GAW技术报告及CIE233国际标准等相关英文资料的翻译整理；

王子君，负责标准征求意见、送审及反馈意见修改工作；

李晖、顾平月、花卫东，负责为起草组提供技术支持。

二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据

1. 标准编制原则

本标准以GB/T 1.1--2009 《标准化工作导则第1 部分：标准的结构和编写规则》系列标准为基础，遵照我国相关法律、法规、规章、技术规范、标准及其规范，以及气象行业标准的特点，本着完整性、统一性、科学性、开放性和实用性为基本原则进行编制。

本标准以本单位自主研制开发的分光谱辐射表为基础，编制过程中进行了大量测试实验，为标准编制提供数据支持。同时对标准中的技术指标和测试方法经过多次实验验证，确保标准具有可操作性。

根据太阳辐射观测的业务需求，在编制行标《分光谱辐射表》的标准框架、性能要求、通用技术要求时以实际需求为指导，确保标准的适用性。

2. 确定标准主要内容的论据

行业标准撰写依据主要来自以下三个方面：

（1）现有的国际或国内相关的光谱辐射测量仪器及方法的技术标准、科技文献或其它形式的技术资料。

（2）代表性同类光谱辐射测量仪器的性能指标参考。

（3）国家公益性行业（气象)行业科研专项项目《分光谱辐射表的研制与业务应用实验》中的相关的各项试验数据分析评估的结果。

本标准编制过程中，重点借鉴的资料主要有：

QX/T 8-2002 气象仪器术语：规范标准的术语和计量单位。

JJG 2083—2005 光谱辐射亮度、光谱辐射照度计量器具检定规程

GB/T 31163-2014 太阳能资源术语

GB/T 31156-2014 太阳能资源测量总辐射

GB/T 33698-2017 太阳能资源测量直接辐射

GB/T 19565—2017 总辐射表

GB/T 37468-2019 直接辐射表

CNAS-TRL-010:2019测量不确定度在符合性判定中的应用

CNAS-GL015:2018声明检测或校准结果及与规范符合性的指南

CIE 233:2019 Calibration, Characterization and Use of Array Spectroradiometers.

CIE TN 009:2019 The Use of “Accuracy” and Related Terms in the Specifications of Testing and Measurement Equipment.

CIE 214:2014 Effect of Intrumental Bandpass Function and Measurement Interval on Spectral.

BS ISO 9060:2018 Solar energy -- Specification and classification of instruments for measuring hemispherical solar and direct solar radiation

IEC 60904-3:2019 RLV Photovoltaic devices – Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data.

WMO-No.8 Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation,2008 edition(Updated in 2014)

ISO/CIE 19476:2014 Characterization of the Performance of Illuminance Meters and Luminance Meters.

ASTM G138-12 Standard Test Method for Calibration of a Spectroradiometer Using a Standard Source of Irradiance.

ASTM G173 - 03(2012) Standard Tables for Reference Solar Spectral Irradiances: Direct Normal and Hemispherical on 37° Tilted Surface.

NIST SP 250-89: Spectral Irradiance Calibrations. 2011

WMO/TD-No.1538, Instruments to Measure Solar Ultraviolet Radiation Part 4: Array Spectroradiometers [S].Switzerland: World Meteorological Organization, 2010.

ISO/IEC Guide 98-4:2012（JCGM 106:2012）Evaluation of measurement data – The role of measuremnet uncertainty in conformity assessment.

ISO/IEC Guide 98-3:2008(JCGM 100:2008), Evaluation of measurement data —Guide to the expression of uncertainty in measurement.

ISO/IEC Guide 99:2007(JCGM 200:2012) International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms(VIM).

Henry J. Kostkowski. Reliable Spectroradiometry [M] La Plata,Maryland: Spectroradiometry Consulting, 1997.

刘丽莹, 精密光谱辐射计的定标与特性表征 [D] 长春理工大学 2019

三、前期背景及主要工作过程

在标准编写过程中，参考了《GB/T 19565—2017 总辐射表》和《GB/T 37468-2019 直接辐射表》标准结构框架。重点在分光谱辐射表的定义、分类及性能方面进行了研究和论证。

3.1 WMO的指南及技术报告的相关论述

WMO的气象仪器与观测方法指南（Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation 2014edition）中有少量的相关论述。主要是在第七章7.6节紫外辐射的测量内容中提及仪器分为3类，窄带滤光探测器，多带滤光探测器，以及光谱辐射计（spectroradiometer）。

WMO的GAW Report No.191 Instruments to Measure Solar Ultraviolet Radiation Part 4: Array Spectroradiometers. 中则对阵列光谱辐射计进行紫外太阳辐照度测量的性能参数给出