太阳光度计天空辐射亮度观测
太阳亮度 计算
太阳亮度计算太阳亮度是指太阳辐射的光线强度，也可以理解为太阳光的明亮程度。
太阳亮度是一个基本的物理量，它对地球上的生物和环境都有着重要的影响。
我们来了解一下太阳亮度的计量单位。
太阳亮度通常使用“太阳光度”来表示，单位是“太阳光度”。
太阳光度是指太阳的辐射能量，即太阳每秒辐射出的能量总量。
太阳光度是一个非常庞大的数量级，通常使用科学计数法来表示。
太阳光度的数值约为3.8×10^26瓦特，这个数值非常惊人，足以说明太阳的辐射能量有多么巨大。
太阳亮度的计算可以通过测量太阳光的辐射强度来实现。
科学家使用太阳辐射计来测量太阳光的辐射强度，然后根据辐射强度计算太阳亮度。
太阳辐射计通常使用光电效应原理来工作，通过测量太阳光在光电池上产生的电流来间接测量太阳光的辐射强度。
根据测量结果，科学家可以得出太阳的亮度。
太阳亮度对地球上的生物和环境都有着重要的影响。
首先，太阳亮度直接影响着地球上的气候和季节变化。
太阳亮度的变化会导致地球上的温度变化，进而影响大气环流和降水分布。
太阳亮度的增加会导致地球变暖，而太阳亮度的减小则会导致地球变冷。
因此，太阳亮度的计算对于气候预测和气候变化研究具有重要意义。
太阳亮度的计算还可以用于研究太阳活动的周期性变化。
太阳活动周期大约为11年，其中包括太阳黑子和太阳耀斑等现象的周期性变化。
太阳黑子是太阳表面上的暗斑，太阳耀斑则是太阳表面上的亮斑。
通过观测太阳黑子和太阳耀斑的数量和分布，科学家可以推断太阳亮度的变化情况，进而研究太阳活动的周期性变化。
太阳亮度的计算还可以用于研究恒星的亮度。
太阳是一颗恒星，它的亮度对于研究其他恒星的亮度和演化具有重要意义。
科学家通过观测太阳的亮度和光谱，可以推断其他恒星的亮度和特性，进而研究恒星的形成和演化过程。
太阳亮度是一个重要的物理量，它对地球上的生物和环境都有着重要的影响。
太阳亮度的计算可以通过测量太阳光的辐射强度来实现，从而了解太阳的辐射能量和亮度。
测太阳辐射
测太阳辐射
测量太阳辐射可以使用太阳辐射计或太阳辐射仪。
以下是一种常见的方法：
1. 准备工具和设备：太阳辐射计、阴影板、计时器、书写工具。
2. 设置测量场地：选择一个没有遮挡物的开阔区域，确保太阳能直接照射到太阳辐射计上。
3. 确定测量时间：最好选择一个晴朗的天气，太阳高度角较高的时候进行测量（例如中午时分）。
4. 安置太阳辐射计：将太阳辐射计放置于平坦的地面上，确保仪器水平，并且没有遮挡物。
可以使用阴影板将太阳辐射计遮住，等待几分钟使其达到一个稳定状态。
5. 开始测量：将阴影板移开，开始计时器，并且记录下测量开始时间。
6. 测量结束：在一定的时间间隔后停止计时器，并且记录下停止时间。
7. 计算太阳辐射：将测量得到的时间间隔与太阳辐射计的刻度进行对应，可以得到实际太阳辐射的数值。
需要注意的是，太阳辐射的测量会受到许多因素的影响，例如天气条件、地理位置、季节等等，因此在进行太阳辐射测量时
需要选择合适的时间和地点，尽量减小测量误差。
同时，使用太阳辐射计仪器时需要注意安全，避免直接看向太阳以及在强烈的太阳辐射条件下长时间接触仪器。
测量太阳辐射
测量太阳辐射
测量太阳辐射的方法主要有以下几种：
1. 光度计：使用光敏元件（如硅光电池）测量太阳辐射的光强。
这种方法可以直接测量辐射的光功率，也可以计算辐射的辐射通量。
2. 辐射计：使用辐射计（如热电偶、焓差计等）测量太阳辐射的热能。
通过测量辐射的能量，可以计算出辐射通量。
3. 全天球辐射计：全天球辐射计可以在所有方向上测量太阳辐射的强度。
它通常由一个具有多个光敏元件的球形探测器组成，可以测量辐射在不同角度上的分布。
4. 高空辐射测量：使用气象探测设备（如气象卫星、激光雷达等）进行高空测量，可以获取更全面的太阳辐射数据。
需要注意的是，太阳辐射的测量与天气、地点、时间等因素有关，因此在进行太阳辐射测量时需要考虑这些因素的影响，以获得准确的数据。
风电相关概念解析
风电相关概念解析北京天源科创风电技术有限责任公司2015年10月北京风功率公式：P = 2 3风能公式：W = 2 31. 风向玫瑰图(1) 基本概念风向玫瑰图，也叫风玫瑰图、风向频率玫瑰图，它是根据某一地区多年平均统计的各个 风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用 8 个或 16 个罗盘方位表示，由于形 状酷似玫瑰花朵而得名。
简单来说，风向玫瑰图就是用极坐标表示不同风向相对频率的图解。
玫瑰图上所表示风的吹向，是指从外部吹向地区中心的方向，各方向上按统计数值画出 的线段，表示此方向风频率的大小，线段越长表示该风向出现的次数越多。
(2) 相关概念风向玫瑰图、风频图：表示某一地区某时段内各风向出现的频率的统计图。
风速玫瑰图：表示某一地区某时段内各风向平均风速的统计图。
(3) 图解该地区主导风向是东风，风向频率为 10.6%，平均风速是 3.0m/s ；其次是西南风，风向 频率为 9.4%，平均风速为 2.9m/s ；静风频率为 24.4%。
(4) 应用价值风玫瑰图为城市规划、建筑设计和气候研究提供了一定的参考价值。
在风力发电行业， 风玫瑰图为风电场选址提供了重要依据。
2. 风能玫瑰图(1) 基本概念风能玫瑰图就是用极坐标来表示不同方位风能相对大小的图解。
在风能玫瑰图中，各射 线长度分别表示某一方向上风向频率与相应风向平均风速立方值的乘积。
根据风能玫瑰图能 看出哪个方向上的风具有能量的优势，并可加以利用。
(2) 相关概念 1 1 其中，P 为风功率，单位是 W ；ρ为空气密度，单位是 3；V 为风速，单位是 ；S 为截面积，单位是 2；t 表示时间，单位是秒。
(3) 图解本地区东南偏南方向风能优势最大。
3.湍流、尾流湍流是流体的一种流动状态。
当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，也称为稳流或片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合,形成湍流，又称为乱流、扰流或紊流。
亮度国家检测方法
亮度国家检测方法一、辐射照度计法利用辐射照度计测量物体表面的亮度，通常需要将传感器放置在距离物体表面一定距离的位置，测量方向与物体表面法线成一定角度。
该方法主要用于测量高反射表面的亮度，如光滑的金属表面。
二、发光二极管法利用发光二极管照射待测物体表面，通过测量从物体表面反射回来的光线强度来计算物体表面的亮度。
该方法适用于测量各种反射表面的亮度，如纸张、塑料等。
三、光电倍增管法利用光电倍增管测量物体表面的亮度。
该方法通常需要将光电倍增管放置在距离物体表面很近的位置，以便能够捕捉到微弱的反射光线。
该方法适用于测量低反射表面的亮度，如黑色塑料、深色纸张等。
四、光学积分法利用光学积分的方法测量物体表面的亮度。
该方法通常需要使用一个积分球和光电池，将待测物体放置在积分球内，通过测量球内壁反射回来的光线强度来计算物体表面的亮度。
该方法适用于测量各种反射表面的亮度，尤其是具有复杂形状的物体表面。
五、色温法利用色温的方法测量物体表面的亮度。
该方法是通过测量物体表面发射的光线颜色和强度来计算其亮度。
该方法适用于测量具有自发光的物体表面的亮度，如荧光灯管、LED等。
六、视觉比法利用视觉比的方法测量物体表面的亮度。
该方法是通过人眼观察待测物体与已知亮度的参考物体之间的视觉差异来计算待测物体的亮度。
该方法适用于测量具有相似反射特性的物体表面，如各种纸张、布料等。
七、基于图像的亮度测量法利用数字图像处理技术测量物体表面的亮度。
该方法是通过拍摄待测物体的照片并进行分析来计算其亮度。
该方法适用于测量具有各种反射特性的物体表面，具有广泛的应用价值。
通过对图像的像素值进行计算可得到待测区域的平均亮度。
首先，需要将待测物体放置在一个标准光照条件下，并拍摄照片。
然后，通过图像处理软件对照片进行分析，得到每个像素的灰度值或颜色值，从而计算出平均亮度。
在计算平均亮度时需要注意的是，要选择合适的像素范围和权重，以避免受到光照不均匀和物体表面不平整等因素的影响。
POM-02太阳光度计
南京欧熙科贸有限公司太阳光度计自动进行太阳直接辐射和天空光扫描探测,通过反演计算可获取大气气溶胶各种光学特性,在大气环境监测与研究领域发挥着重要作用。
POM-02太阳光度计为高精度野外太阳和天空辐射测量仪器，具有易携带安装，自动瞄准，太阳能供电，可自动传输数据等特点。
主要用于测量太阳和天空在可见光和近红外的不同波段、不同方向、不同时间的辐射亮度，来推算大气气溶胶、水汽、臭氧等成分的特性。
用于大气环境监测，卫星校正等应用。
POM-02太阳光度计由一个光学头、一个控制箱和一个双轴步进马达系统组成，光学头带有两个瞄准筒：一个用于测量太阳直射辐射不带聚光透镜，另一个用于天空辐射测量带有聚光透镜。
在光学头上还装有四象限探测器用于太阳自动跟踪时的微调。
控制箱内装有2个微处理器，分别用于数据获取和步进马达系统的控制。
在全自动测量状态，附设的湿度传感器探测到降雨，电子控制箱将置光度计于停机状态，以保护仪器的光学系统。
步进马达系统具有方位和测量高度角两个自由度，由时间方程来控制太阳的初步跟踪，用四象限探测器系统作严密跟踪。
南京欧熙科贸有限公司仪器经过站点参数设置，数据采集，数据存储，通过数据传输线下载到PC机，并直接读取，也可通过MODEM远程下载。
通过数据收集网，还可直接通过INTERNET下载准实时数据。
南京欧熙科贸有限公司专业经营各类实验仪器、科研仪器设备，代理各大国际知名品牌仪器，如德国Lambrecht气象站，Spectrum 农业用仪器，进口全自动太阳光度计，意大利重金属分析仪，澳大利亚 Next Instruments 近红外谷物分析仪, 法国GBX 水分活度仪，日本FUDOH 蛋品高胶强度测定仪，美国Organomation氮吹仪等，服务于环境，食品，生命科学、工业、制药以及商业实验室等众多领域。
公司本身以高校及企事业科研院所的技术力量为依托，具备了扎实的专业基础和丰富的实践经验。
公司自成立以来与众多国内外知名仪器设备制造商长期保持良好的合作关系，作为一家专注于为客户提供简捷﹑快速有效解决方案的科研产品供应商，以不懈的努力、真诚的服务和更加优惠的价格来回报广大客户一直是我公司不变的承诺。
太阳光和天空光的光谱测量分析
太阳光和天空光的光谱测量分析太阳光和天空光的光谱测量分析引言太阳光和天空光都是我们日常生活中不可或缺的自然光源。
通过对太阳光和天空光的光谱测量分析，我们可以深入了解它们的特性和成分，进而为气象学、环境科学等领域的研究提供重要数据。
本文将探讨太阳光和天空光的光谱测量方法、分析结果以及相关应用。
一、光谱测量方法1. 太阳光的光谱测量太阳光的光谱测量是通过太阳光谱仪进行的。
太阳光谱仪是一种专门用于测量太阳光强度和波长分布的仪器。
常见的太阳光谱仪有光栅式太阳光谱仪、分光电极化太阳光谱仪等。
这些仪器可以将太阳光分散成不同波长的光束，并测量其强度，从而得到太阳光的光谱分布。
典型的太阳光谱通常展示为连续谱，即在整个可见光谱范围内存在连续的颜色变化。
然而，在太阳光谱中还包含较弱的吸收线（如Ca II、Fe I等）。
这些吸收线是由太阳上的原子或分子吸收特定波长的太阳光而产生的。
通过测量这些吸收线，可以进一步理解太阳的物理特性，如温度、化学成分等。
2. 天空光的光谱测量天空光的光谱测量是通过天空光谱仪进行的。
天空光谱仪可以测量来自不同方向上的天空光，并将其分散成光谱。
天空光的光谱特性受到多种因素的影响，如大气散射、吸收等。
天空光中的主要成分为散射光、吸收光和辐射光。
散射光是太阳光在大气中碰撞气溶胶、云、雾等颗粒物后发生的散射。
吸收光是大气中的分子吸收特定波长的光而产生的。
辐射光是由地面和不同方向上的物体反射或发射的光线。
二、光谱分析结果1. 太阳光的光谱分析结果太阳光的光谱分析结果显示，在可见光谱范围内，太阳光的能量分布不均匀。
在短波长端（紫外线）和长波长端（红外线）的能量较低，而在绿色光谱范围内的能量较高。
这是由于太阳的辐射能力和大气层的吸收作用的影响。
另外，太阳光的光谱中还包含许多吸收线。
这些吸收线的位置和形状可以告诉我们太阳的物理特性。
例如，Ca II线对应于太阳的外层大气层，其强度与太阳的活动性有关。
通过对这些吸收线的测量和分析，可以研究太阳的活动周期和变化规律。
气象仪器课件：辐射和日照时数的观测
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双金属片日照传感器
• 双金属片日照传感器通过聚丙烯罩顶部的风道螺纹管底部 的网孔来通风散热。风道的外形使得在下雪时仍然能正常 通风。
• 仪器的校准有两种方法： 1. 一种是纯技术调整，调整外部调节螺丝间隙； 2. 另外一种是对阈值精确调整方法，利用太阳光源或室 内光源作为标准进行调整。
个金属圆环 – 感应件：由感应面和热电堆组成，安装在光筒
的后面，感应面垂直于太阳。 – 跟踪架：使进光筒自动准确的跟踪太阳。
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1) 埃斯川姆补偿式绝对日射表
• 由埃斯川姆1893年设计， 现在用作二级标准。
• 进光筒内有两块接收系数 近似1的黑色锰铜片。
• 观测时，圆筒正对太阳， 使一块锰铜片受日光照射 而增热，不受照射的锰铜 片通过电流加热，调节加 热电流直到两块锰铜片温 度相等，加热电流平方与 辐射强度成正比。
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日照传感器—— 2、双金属片日照传感器
• 构成：双金属片日照传感器由置 于聚丙烯圆罩下，相互均匀隔开 的6对双金属黑化元件构成。
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• 当照射在仪器上的直接辐射大于某预设阈值 (≥120W·m-2)时，被照射的那对双金属片外部黑 色元件受热高于内侧背光处元件，导致正向的 接触闭合形成电回路，外部和内部的不同弯折 度又使它们产生自动擦除动作，形成接触闭合。 接触闭合的瞬间和持续时间被采集器有日照时 间记录下来。
• 地球辐射：是地表、大气、气溶胶、云层 所发射的长波辐射。3~100um。
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辐射的观测
• 一级站：
– 散射辐射、直接辐射、总辐射、净全辐射、反 射辐射
太阳辐射强度测量
4太阳辐射照度实验（略）实验设备：辐射电流表、总辐射表、辐射热计实验原理：太阳辐射电流表是与太阳总辐射表配套使用的二次仪表，将其测得数据经过换算后，即为太阳辐射的瓦/平方米值。
其具有检测精度高，便携式设计，性能稳定，功能丰富等方面特点，是太阳能测试方面的理想工具。
该表用来测量光谱范围为0.3-3μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射,如加配遮光环可测量散射辐射。
因此，它可广泛应用于教学、太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。
仪器的工作原理基于热电效应。
在锰铜—康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用他们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势。
用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。
辐射热计用于测量工作地点所接受到的单向辐射热强度。
实验方法：（1）在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的三个螺钉，使仪器感应面成水平位置。
辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。
（2）将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的（+）、（-）端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。
（3）测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。
（4）把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度。
设备参数：辐射电流表测试范围：0～2000瓦/平方米检测精度：<±1瓦/平方米显示数值:小于200毫伏(液晶显示) 使用温度:-20～+50℃电池供电：DC:9V连续使用大于七天相对湿度：80%重量：小于600克总辐射表灵敏度：7～14mv／kw.m-2 响应时间：<35秒(99％)余弦响应：不大于±7％(太阳高度10°时) 年稳定度:不大于±2%温度系数：不大于±2％(-10℃～＋40℃) 光谱范围:0.3～3.2μm信号输出：0～20mv 非线性：±2％重量：2.5kg辐射热计量程：0-2kW/平方米分辨率：0.01kW/平方米标定精度：±5%实验报告要求：测量记录本地太阳能辐射强度。
实验一太阳辐射和日照时数的观测分析
实验一太阳辐射和日照时数的观测分析太阳辐射和日照时数是气象学中重要的观测参数，对于了解和预测天气状况、气候变化以及各种自然现象具有重要意义。
本实验旨在对太阳辐射和日照时数进行观测和分析。
实验仪器主要包括太阳辐射计和日照时数计。
太阳辐射计是一种测量太阳辐射能量的仪器，可以记录太阳辐射的强度和变化。
日照时数计是一种用于记录日照时数的仪器，可以通过测量阳光的强度和持续时间来得到日照时数。
实验首先需要选取观测地点，并确保观测点的无遮挡、无干扰。
接着，在观测地点安装太阳辐射计和日照时数计，并确保仪器的准确性和稳定性。
在观测过程中，需要每天定时对太阳辐射和日照时数进行观测记录，一般可以选择在早晨9点至下午3点之间进行观测。
观测记录完成后，我们可以对观测到的数据进行整理和分析。
首先，我们可以对太阳辐射和日照时数进行统计，得到平均值、最大值和最小值等参数。
通过对比不同日期的观测数据，我们可以了解太阳辐射和日照时数的季节变化规律。
此外，我们还可以对太阳辐射和日照时数之间的关系进行研究，进一步探究它们之间的相互作用及影响因素。
在分析的过程中，可以参考历史的天气数据、气象指数和气候模型等信息，以进一步理解太阳辐射和日照时数的意义和作用。
此外，还可以利用统计方法，比如相关分析和回归分析等，来探究太阳辐射和日照时数与其他气象参数之间的关系，如温度、湿度、风速等。
通过这些分析，可以更全面地认识太阳辐射和日照时数对天气和气候的影响。
在实验的过程中，需要注意观测的准确性和连续性。
确保仪器的正常运行和数据记录的准确性，避免人为因素对观测结果的影响。
此外，在观测的过程中也要注意保护自己的安全，避免在太阳强烈射线下长时间暴露。
综上所述，太阳辐射和日照时数的观测和分析是一项重要的实验工作。
通过观测和分析，可以得到有关太阳辐射和日照时数的重要信息，对于研究天气、气候和自然现象等具有重要意义。
因此，我们应该重视太阳辐射和日照时数的观测和分析工作，并加强对其规律和影响因素的研究，以推动气象学的进步和发展。
大气探测学 辐射和日照时数的观测
太阳光度测量
• 太阳光度计：由一窄带干涉滤光片和一个 硅光二极管制造的检测器组成。 • CE318自动跟踪太阳光度计，由法国 CIMEL公司制造，目前应用最为广泛。
Microtops II Sunphotometer
Cimel Sun Photometer
The POM-01 sky radiometer
• 世界辐射中心：瑞士 达沃斯
• 世界标准仪器组（WSG）每5年组织一次 国际对比，区域辐射中心的标准与WSG对 比，将仪器系数调整到WRR。 • 我国辐射测量标准器由中国气象科学研究 院气象仪器计量检定研究所（国家气象计 量站）负责保存和维持，并按WRR进行传 递，每2年对辐射站网上网仪器进行一次检 定。
宽波段直接辐射测量
• 在直接辐射表露光空开口处加上宽波段滤 光片，用来选择所关注的光谱带。
• 滤光片因子的定义 1.理想滤光片：在截止波长内滤光片的透过率为1，在截 止波长外透过率为0。 2.滤光片因子：理想滤光片后的太阳辐射通量密度与实 际滤波片测量的比值。 3.由于以下原因，不太可能精确地确定滤光片因子，大 大影响了太阳辐射分波段测量的精度。 • 难于精确确定太阳辐射在大气层上界的光谱分析； • 难于精确确定大气透过率与气象条件的关系； • 这块滤光片透过率的谱分布不一样。 • 由于不太可能精确地确定滤光片因子，因而大大影响了太 阳辐射分波段测量的精度。
• 地球大气上界的太阳辐射光谱的99％以上在波长 0.15～ 4.0微米之间。
– 大约50％的太阳辐射能量在可见光谱（波长0.4～0.76微米）， – 7％在紫外光谱区（波长<0.4微米）， – 43％在红外光谱区（波长>0.76微米）， – 最大能量在波长0.475微米处。
实验一太阳辐射与日照时间的观测
（3）光电日照计：根据1981年WMO第八届 仪器和观测方法委员会建议，用太阳直接 辐射强度≥120瓦/平方米作为日照阈值。使 用阈值为120瓦/平方米的直接日射表作为日 照基准仪器，当太阳直接辐射照射到受光 元件时，受光元件输出与直接辐射相对应 的脉冲电压，当脉冲电压幅度超过阈值电 压时，输出一个时间脉冲，作为日照时数 记录下来。
该表为热电效应原理，感应元件采用绕线电 镀式多接点热电堆，其表面涂有高吸收率的黑色 涂层。热接点在感应面上，而冷结点则位于机体 内，冷热接点产生温差电势。在线性范围内，输 出信号与太阳辐照度成正比。为减小温度的影响 则配有温度补偿线路，为了防止环境对其性能的 影响，则用双层石英玻璃罩，罩是经过精密的光 学冷加工磨制而成的。
（一）测定日照时数的仪器
（1）暗筒式日照计：一个圆型暗筒上留有小 孔，当阳光透过小孔射入筒内时，装在筒 内涂有感光药剂的日照纸上便留下感光迹 线，利用感光迹线可计算出日照时数，这 是气象台站常用的仪器。
（2） 聚焦式日照计：利用太阳光经玻璃球 折射聚焦，在日照纸上留下烧灼的焦痕， 根据焦痕的总长度即可算出日照时数。
二、太阳辐射的观测
辐射指太阳、地球和大气辐射的总称。通 常称太阳辐射为短波辐射，地球和大气辐射 为长波辐射。观测的物理量主要是辐射通量 密度或辐射强度，标准单位瓦/平方米。ຫໍສະໝຸດ （一）气象上常测定以下几种辐 射量
（1） 太阳直接辐射，指来自日盘0.5°立体角内与 该立体角轴垂直的面的太阳辐射。
（2） 天空辐射（或称太阳散射辐射），指地平面 上收到的来自天穹2π立体角向下的散射辐射。
（2）TBQ-2天空辐射表
TBQ-2天空辐射表
该表用来测量光谱范围为0.3-3μm的太 阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的 太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射， 如加遮光环可测量散射辐射。因此，它可 广泛应用于太阳能利用、气象、农业、建 筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射 能量的测量。
反射率基法辐射定标原理和流程介绍
反射率基法辐射定标原理和流程介绍文章对反射率基法辐射定标进行介绍，并详细描述了定标原理，对定标过程中涉及到的公式给予解释说明，并给出了单点法和两点法的定标系数计算公式。
对定标过程中用到的6S辐射传输模型进行了简要介绍，针对可见光近红外场地定标试验，对6S输入参数也进行了说明，最后对定标具体流程进行了介绍。
标签：反射率基法；6S辐射传输模型；原理引言反射率基法作为目前使用最广泛的场地定标法，已成功对多颗卫星传感器进行了在轨辐射定标，是目前在轨辐射定标中不可或缺的定标方法之一。
反射率基法需要测量场地反射率、大气气溶胶光学厚度、臭氧含量及其他气象参数，利用辐射传输模型计算出大气吸收和散射透过率，最终得到场地大气层顶表观反射率和表观辐亮度，同场地图像平均DN值的比较，即可得到传感器的绝对辐射定标。
文章主要对反射率基法辐射定标进行介绍。
1 反射率基法定标原理场地定标是指在地面上选取均匀区域作为辐射定标场，当卫星过境时，通过地面或飞机上准同步测量，实现在轨卫星遥感器的辐射定标。
场地定标方法包括以下三种：反射率基法、辐亮度法和辐照度基法[1]。
反射率基法辐射定标是在卫星传感器过境时，在辐射校正场同步进行场地反射率测量、大气消光测量、常规气象观测，并用gps设备记录测量过程中的定位信息。
对以上观测数据进行处理，获得场地反射率、水汽含量、气溶胶光学厚度等辐射定标过程中需要的参数。
将所得参数输入相应的辐射传输模型，计算得到卫星传感器入瞳处各光谱波段的表观辐亮度或表观反射率，其中针对不同传感器还需要光谱响应函数进行卷积处理。
同时，还需对同一时刻卫星图像进行处理，根据定位信息提取并计算测量场地的平均计数值。
最后将计算得到的表观辐亮度或表观反射率与卫星传感器图像平均计数值比较，得到卫星各波段表观辐亮度或表观反射率定标系数[2，3]。
对于卫星传感器第i波段，其等效表观辐亮度Li与传感器探测得到的计数值DNi的关系为：式中，ai为传感器第i波段辐亮度定标系数的增益；DN0i为计数值的偏移量。
光谱仪,光谱响应,辐射量,辐照度,辐射亮度,辐射率,光栅,辐射计
光谱仪简介光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线，。
阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。
通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。
这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。
将复色光分离成光谱的光学仪器。
光谱仪有多种类型，除在可见光波段使用的光谱仪外，还有红外光谱仪和紫外光谱仪。
按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。
按探测方法分，有直接用眼观察的分光镜，用感光片记录的摄谱仪，以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。
单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的光谱仪器，常与其他分析仪器配合使用。
图片图中所示是三棱镜摄谱仪的基本结构。
狭缝S与棱镜的主截面垂直，放置在透镜L的物方焦面内，感光片放置在透镜L的像方焦面内。
用光源照明狭缝S，S的像成在感光片上成为光谱线，由于棱镜的色散作用，不同波长的谱线彼此分开，就得入射光的光谱。
棱镜摄谱仪能观察的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收。
普通光学玻璃只适用于可见光波段，用石英可扩展到紫外区，在红外区一般使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体。
目前普遍使用的反射式光栅光谱仪的光谱范围取决于光栅条纹的设计，可以具有较宽的光谱范围。
表征光谱仪基本特性的参量有光谱范围、色散率、带宽和分辨本领等。
基于干涉原理设计的光谱仪（如法布里-珀罗干涉仪、傅立叶变换光谱仪）具有很高的色散率和分辨本领，常用于光谱精细结构的分析。
单色仪科技名词定义中文名称：单色仪英文名称：monochromator定义：从一束电磁辐射中分离出波长范围极窄单色光的仪器。
所属学科：机械工程(一级学科) ；光学仪器(二级学科) ；物理光学仪器(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布monochromator光谱仪器中产生单色光的部件。
CE318 太阳光度计技术手册
CE318太阳光度计技术手册中国气象局监测网络司编写说明为了满足中国气象局沙尘暴站业务化运行的需求，同时，为观测人员了解测量原理、对仪器进行操作和维护提供指导，为研究人员开展科研工作提供参考，有关专家和有经验的业务技术人员共同编写了本材料。
本材料由中国气象科学研究院中国气象局大气成分观测与服务中心、北京市气象局和国家卫星气象中心共同组织编写。
目 录1 概述 (1)2 系统结构及原理 (1)2.1 仪器工作原理 (1)2.1.1 大气光学厚度 (1)2.1.2 气溶胶参数 (2)2.1.3 改进Langley法 (2)2.2 仪器结构 (3)2.3 技术指标 (5)3 系统安装及操作方法 (5)3.1 系统安装 (5)3.2 操作方法 (6)3.2.1 太阳光度计的启动和关闭 (6)3.2.2 重要操作指令列表 (8)3.2.3 天空扫描测量 (12)3.2.4 自动模式测量 (13)3.3 日常检查 (14)4 系统维护与校准 (14)4.1 系统维护 (14)4.1.1 检查系统的完整性 (14)4.1.2 检测电池电压 (14)4.1.3 检测仪器的时钟 (15)4.1.4 检测机器人臂和光学头是否水平 (15)4.1.5 检测仪器的跟踪和对准器 (15)4.2 系统定标 (15)5 数据及格式 (16)6 安全及注意事项 (16)7 附录 (18)7.1 日检查表 (18)7.2 周检查表 (19)1 概述大气气溶胶光学厚度的测量可反映气溶胶粒子对太阳辐射的消光作用。
世界气象组织的全球大气观测网（WMO-GAW ）将大气气溶胶光学厚度的观测作为基本观测项目，目的是对全球大气气溶胶的变化趋势进行长期观测，进而研究其对全球和局地气候变化的影响。
同时气溶胶光学厚度的地基观测结果，也是对卫星光学遥感校准的一种重要的手段。
WMO-GAW 推荐了两种通过直接测量太阳分光辐射求出气溶胶光学厚度的方法，一种方法是采用一组短波截止滤光片和直接日射表相配合进行测量，另外一种是使用太阳光度计的测量方法。
天体的光度测量
天体的光度测量天体的光度测量是天文学中一项重要的测量技术，它用于确定天体的亮度、光度以及其他相关参数。
通过对天体的光度进行准确测量，我们可以了解它们的物理特性、距离以及演化过程。
本文将介绍天体光度测量的原理、方法以及一些重要的应用。
一、光度测量的原理光度测量是通过测量天体发出或反射的光的强度来进行的。
天体的光度与其亮度直接相关，但并不完全相同。
亮度是指天体在某个单位面积上辐射的能量流密度，而光度是指天体总共辐射出的能量。
因此，光度测量通常需要考虑天体的距离、遮挡因素以及大气吸收等因素的影响。
二、光度测量的方法1. 天文观测仪器：近年来，随着天文观测仪器技术的发展，光度测量的精度和范围得到了大幅提高。
现代天文学家使用的观测仪器包括望远镜、光电探测器、光谱仪等。
这些仪器可以捕捉天体发出的光，并将其转化为电信号，然后通过计算和分析得到天体的光度数据。
2. 标准星：为了准确测量天体的光度，天文学家经常使用标准星作为参照物。
标准星是已经测量并确定光度的恒星，它们的亮度值已经被认可为标准。
通过与标准星进行比较，可以推导出天体的光度。
3. 光度校正：在进行光度测量之前，需要对观测数据进行光度校正。
这是因为天文观测数据受到大气吸收、遮挡以及仪器本身的系统偏差等因素的影响。
通过对这些因素进行校正，可以得到更准确的光度测量结果。
三、光度测量的应用1. 星系演化：天体的光度测量为研究星系的演化提供了重要的依据。
通过测量星系的光度和光度分布，可以推测它们的年龄、质量以及星际物质分布等信息。
这对于研究宇宙的演化过程至关重要。
2. 行星研究：光度测量也可以应用于对行星的研究。
通过观测行星的光度变化，可以推测其公转周期、轨道特性以及大气构成等信息。
这对于寻找类地行星以及其他宜居行星具有重要意义。
3. 恒星物理学：恒星的光度测量是研究恒星物理特性的重要手段之一。
通过测量恒星的光度和光谱，可以推测其质量、温度、年龄以及化学成分等。
是大气的透过率,是大气向上辐射的亮度。-概念解析以及定义
是大气的透过率，是大气向上辐射的亮度。
-概述说明以及解释1.引言1.1 概述大气的透过率和大气向上辐射的亮度是气候学和大气科学领域中的重要概念。
大气的透过率是指大气中的光线透过大气层而到达地面或其他观测点的能力。
它与大气中的水汽、气溶胶、云等因素有关，也受到地理位置、季节、天气状况等的影响。
大气向上辐射的亮度则是指从地面或其他物体上反射、散射的光线经过大气后向上辐射到大气层外的能力。
在气候研究和环境监测中，了解大气的透过率和大气向上辐射的亮度对于预测天气变化、评估气候变化以及研究大气污染等都具有重要意义。
测量大气的透过率和大气向上辐射的亮度可以通过多种方法，例如使用光度计、辐射测量设备等。
本文将首先介绍大气的透过率的定义和概念，包括光线在大气中的传播和衰减原理，以及与大气透过率相关的影响因素。
然后，我们将探讨测量大气透过率的方法，包括地面观测和卫星遥感技术。
接下来，我们将转向大气向上辐射的亮度，介绍其含义和特点，并讨论影响大气向上辐射亮度的因素，例如地表反射率、大气散射等。
我们也将探讨测量大气向上辐射亮度的方法，包括地面辐射观测和遥感技术。
然后，我们将探讨大气的透过率与大气向上辐射亮度之间的相关性和应用。
我们将讨论它们之间的关系以及在气候变化、天气预测、环境监测等领域的应用和意义。
此外，我们将通过实际案例分析，展示大气透过率和大气向上辐射亮度的实际应用效果。
最后，本文将总结讨论的要点，归纳研究给出的结论，探讨对相关领域的启示，并展望未来在大气透过率和大气向上辐射亮度研究方面的发展方向。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：2. 正文2.1 大气的透过率2.1.1 定义和概念2.1.2 影响因素2.1.3 测量方法2.2 大气向上辐射的亮度2.2.1 含义和特点2.2.2 影响因素2.2.3 测量方法2.3 相关性和应用2.3.1 大气透过率与向上辐射亮度的关系2.3.2 应用领域及意义2.3.3 实际案例分析在本篇长文中，我们将探讨大气的透过率以及大气向上辐射的亮度这两个重要的概念。
太阳绝对光谱辐射照度测量基准
太阳绝对光谱辐射照度测量基准
我国的光谱辐射度国家基准体系分为两个分支：光谱辐射亮度和光谱辐射照度，是光学领域的重要基础量值，也是世界各国计量院独立复现并保存量值的重要基准之一。
其中，光谱辐射照度被国际咨询委员会确定为六项光辐射关键性量值比对参数之一，定期进行国际比对以确保量值的准确可靠。
光谱辐射度国家基准为应对气候变化、气象、航空航天、海洋水色测量、材料老化、LED照明、太阳能光伏、光辐射安全、防晒化妆品检测与民众健康、医疗卫生、光电子等领域，提供了最高的光谱辐射度量值溯源标准。
第四代光谱辐射度国家基准装置主要由高温黑体辐射源BB3500M、黑体温度反馈系统和供电电源、辐射亮度和辐射照度入射光学系统、温度测量系统、光谱比较测量系统、信号采集与控制系统、标准灯调节和定位系统、传递副基准灯组等组成。
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太阳光度计天空辐射亮度观测的浅析
【摘要】目前ce-318太阳光度计被各广泛应用于气象观测中，为了使人们了解ce-318太阳光度计工作原理、数据存储格式及解读方法，使观测数据更好地发挥作用，本文介绍了太阳光度计在天空观测（主要在大气气溶胶的观测）方面的应用，并将根据观测资料讨论太阳光度计的后续研究方向。
【关键词】太阳光度计；天空亮度；气溶胶
1.引言
全自动太阳光度计ce-318，是一种自动跟踪扫描太阳辐射计。
测得的直射太阳辐射数据和天空扫描数据，主要用来计算大气通透率，反演气溶胶光学和其他特性，如粒度谱、相函数等。
大气气溶胶是由固态或液态的质粒分散到空气中形成的分散体系。
悬浮在大气中的大气气溶胶颗粒的直径通常小于10，它们对大气辐射传输和水循环均有重要的影响[1]。
近年来先后出现的臭氧层的破坏、酸雨的形成、北极霾、烟雾事件[2]等现象都与大气气溶胶密切相关。
由于气溶胶对天空的亮度存在很大的影响，因而，我们可以利用ce-318 获得的太阳直接辐射数据来反演南京地区的大气气溶胶光学厚度，并对反演所得的结果进行分析，从而判断南京地区天空亮度的日变化和随季节的不同或天气状况的不同而产生的变化。
2.测量仪器和测量原理
2.1 ce-318型太阳光度计
图1 ce-318太阳光度计结构示意图[3]
本文采用的是测量仪器是全自动太阳分光光度计ce-318，待测的天空亮度能直接从测量仪器中读出。
ce-318由一个光学头、一个控制箱和一个双轴步进马达系统组成，光学头带有两个瞄准筒：一个用于测量太阳直射辐射不带聚光透镜，另一个用于天空辐射测量带有聚光透镜。
在光学头上还装有四象限探测器用于太阳自动跟踪时的微调。
控制箱内装有2个微处理器，分别用于数据获取和步进马达系统的控制。
在全自动测量状态，如附设的“湿度传感器”探测到降雨，控制箱将置光度计于停机状态，以保护仪器的光学系统。
步进马达系统具有方位和测量高度角两个自由度，由时间方程来控制太阳的初步跟踪，用四象限探测器系统作精密跟踪。
ce-318型太阳光度计测得的太阳直接辐射数据可用来反演计算大气透过率、气溶胶光学厚度、大气水汽柱总量和臭氧总量等。
天空扫描数据可以反演大气气溶胶粒子尺度谱分布及气溶胶相函数，表1给出了极化式太阳光度计各特征波段的中心值、带宽及对应的主要途径。
该仪器不仅是一种大气气溶胶环境监测仪器，还可以用于卫星遥感产品真实性检验和气溶胶气候研究。
表1 ce-318型太阳光度计光谱通道[4]
通道号 ce-318标准主要用途
中心波长带宽/nm
1 1020nm 10
2 870p1 10 光的偏振
3 670nm 10 大气臭氧含量
4 440nm 10
5 870p2 10 光的偏振
6 870nm 10
7 936nm 10 大气柱水汽含量
8 870p3 10 光的偏振
注：p1、p2、p3为极化通道
2.2 ce-318型太阳光度计基本观测原理
地面测得的直接太阳辐射e在给定波长上根据bouguer定律[5]，=r-2exp（- m）
（1）
式（1）中，是在一个天文单位距离上的大气外界的太阳辐照度，r是测量时的日地距离因子，m是大气质量数，是大气总光学厚度，为吸收气体透过率。
若仪器输出电压v代表e，式（1）可以写成
v=vr-2exp（- m）
（2）
式（2）中，v是仪器的标定常数。
3.太阳光度计资料解读方案
3.1太阳光度计应用软件
法国cimel 公司为太阳光度计专门开发研制了一套应用软件——astpwin ，主要用于光度计安装地点参数的设置、数据的获取、
传输和一些简单数据图像的处理、显示。
ce-318 将采集数据自动存入机器内部存储单元，并通过astpwin 软件定时传输到pc 机内。
ce-318 从早晨大气质量数为6 （太阳高度角约为9°）自动开始工作，到下午大气质量数为6 （日落）结束观测，并自动回到原点位置。
湿度传感器控制仪器在有降水时停止工作。
仪器安装、调试并开机后，仪器自动进行数据采集。
数据传输间隔设置为1h ，即每小时将测量数据传输到pc 机内，生成一个“ *. k7”文件。
3.2太阳光度计遥测数据格式
根据需求可以应用astpwin软件将每个“.k7”文件转换为8个asc ⅱ码文件，文件类型和表2第一列相同，应用ssk类型文件可计算大气气溶胶光学厚度和大气可降水量。
表2 ce-318太阳光度计asc ⅱ码文件类型[6]
文件类型作用说明
ssk 表示8个通道3次sun测量数据和7个通道3次sky测量sta 表示仪器状态数据
blk 表示暗电流测量数据
all 表示等高度角扫描向左扫描半圈的数据
alr 表示等高度角扫描向右扫描半圈的数据
ppp 表示主平面极化通道扫描数据
ppl 表示主平面扫描数据
nsu 表示8个通道3次sun测量数据
而我们将用的文件类型为：all（表示等高度角扫描向左扫描半
圈的数据）、alr（表示等高度角扫描向右扫描半圈的数据）、ppl（表示主平面扫描数据）。
4.后续研究方向
4.1资料的采用
ce-318 可以自动跟踪太阳进行测量，当太阳被云遮蔽或大气中沙尘含量较大以及云多不能分辨时都没有读数，因此只有在一定范围内无云条件下才能进行太阳直接辐射的测量。
因而，我们可以对一天中记录完整的数据进行统计，每月各有多少天，全年共有多少天，这些资料可以分别代表春、夏、秋、冬四季的不同气候条件下的太阳直接辐射强度。
采用这些太阳直接辐射数据计算出它们所对应的大气气溶胶光学厚度，然后分析气溶胶光学厚度的时间分布特征及其随时间的变化规律，为人们更好地了解南京地区大气气溶胶状况及对大气污染情况的监测提供参考依据。
需要指出的是，由于受到无云条件的制约，观测时间可能不连续，并且分析的结果仅代表晴好少云天气条件下的大气气溶胶光学厚度的变化规律。
4.2研究：大气气溶胶光学厚度特征及其变化规律；气溶胶对天空辐射亮度观测的影响
由于在可见光和近红外范围内某一给定的波长上，气溶胶光学厚度的特征和变化规律具有多样性，不同的大气条件、地理位置以及大气气溶胶在实际大气中的扩散、凝结、碰并、沉降等物理过程都很有可能导致气溶胶光学厚度具有完全不同的变化规律，因
此在研究气溶胶光学厚度的变化规律时可以结合各地区的地形、气象状况以及工业废气、汽车尾气等各种因素进行分析。
所以，我们可以利用ce-318 观测资料计算所得的大气气溶胶光学厚度和其他相关资料来分析各地区气溶胶光学厚度的变化规律及其与气象条
件的关系。
而气溶胶粒子的多少或分布的稀薄等情况，均对天空辐射亮度的观测结果有着较大的影响，因此，我们可以着手研究气溶胶对天空辐射亮度的具体影响情况。
4.3研究：天空辐射亮度在不同波段的变化规律、日变化特征和季节分布特征
在某一给定的波长上，天空辐射亮度随气象条件和观测点地理位置的不同有很大的差异，甚至可能有完全不同的变化规律；此外，各地区的天空辐射亮度应该具有一定的的日变化，并且引起辐射亮度日变化的因素（如浮尘、扬沙、人为因素等）很多，日变化过程可能比较复杂；同样，由于每个季节的天气条件、下垫面情况以及观测站周围环境不同，将会造成各地区天空辐射亮度的季节性变化，所以可以通过月际变化，来看天空辐射亮度的月平均值、月最大值和月最小值，从而对全年的不同季节的天空辐射亮度进行研究。
参考文献：
[1] charlson r j，langner j，rodhe h，et al perturbation of the northern h em isphere radiative blance by
back-scattering from anthropogenic aerosol[j].tellus（a），1991，43（4）：152-163.
[2] 汪安璞.大气气溶胶研究新动向[j].环境化学.1999，18（1）：10-14.
[3] 陈征.ce318太阳光度计基本结构与安装使用.陕西气象，2002（5）：43-44.
[4] 杨志峰，张小曳，车慧正，等.ce318型太阳光度计标定方法初探.应用气象学报，2008年6月，19（3）：297-306.
[5] 李霞.利用台站资料定标太阳光度计效果评估.气象科技，2009年2月，37（1）：79-84.
[6] 任宜勇，李霞，吕鸣，等.ce318太阳光度计观测资料应用前景及其解读.气象科技.2006年6月，34（3）：349-352.
作者简介：
何志芳，女，1988年2月9日生，助理工程师，籍贯：江苏省泰兴市，学历：理学学士。