Актинометрические измерения
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
го часового пояса и долготой данного пункта (табл.1).
1 = 4 мин 1 = 4 сек
- Полученную разность прибавить к полученному в пункте 2 времени, если станция расположена к востоку от среднего меридиана, и вычесть если западнее от среднего меридиана.
Пример. Вычислить сроки производства актинометрических измерений летом для станции с долготой 56.
- Определим, в каком часовом поясе находится станция по таблице 1. Станция находится в IV часовом поясе.
- Дано время 6 ч 30 мин. Прибавляем 1 ч, за счет декретного времени, и 1 ч, за счет летнего времени: x = 6 ч 30 мин + 1 ч + 1 ч = 8 ч 30 мин.
- Разность между долготами: y = 60 - 56 = 4
- y = 4 = 16 мин
- Станция расположена восточнее среднего меридиана, значит 16 мин прибавляем. срок = x + y = 8 ч 30 мин + 16 мин = 8 ч 46 мин
Аналогично для других сроков.
1.3. Вычисление высот и синусов высот солнца
Перед началом измерений необходимо рассчитать календарь синусов высот и высот солнца. Для быстрого вычисления высот и синусов высот солнца наиболее удобно рассчитывать заранее календарь величин h и sin h для широты данной станции. Высота солнца h в момент t по истинному времени вычисляется по формуле:
sin h = sin ? sin ? + cos ? cos ? cos ? ,
где ? широта данной станции, ? склонение солнца для данного дня, ? часовой угол солнца, отсчитываемый от момента истинного полудня. С истинным временем наблюдения t величина ? связана соотношением:
? = 15 (t 12 ч).
Наиболее просто вести расчет h и sin h при условии, что уравнение времени равно нулю, т.е. среднее солнечное время совпадает с истинным. Тогда для установленных сроков наблюдения получаются следующие значения ? и cos ?:
6 ч 30 мин9 ч 30 мин12 ч 30 мин15 ч 30 мин18 ч 30 мин
?-82,5-37,57,552,597,5
cos ?0,1300,7930,9910,609-0,130
Так как среднее солнечное время наблюдения в большинстве случаев не совпадает с истинным, то в результате вычисления по приведенной формуле необходимо ввести поправку на отклонение момента наблюдения по истинному времени от момента, для которого произведен расчет.
Абсолютная величина этой поправки ? (sin h) определяется формулой:
? (sin h) = cos ? cos ? sin ? ? (?),
где ?(?) означает отклонение истинного времени от расчетного, выраженное в радианной мере. Одна минута отклонения по времени соответствует величине ?(?) = 15 в угловой мере или ? (?) = 0,00436 в радианной. До полудня поправка будет иметь положительный знак, если истинное время наблюдения больше расчетного для данного рока, и отрицательной, если оно меньше расчетного. После полудня в этих случаях знаки меняются на противоположные.
Наиболее удобно произвести вычисление ? (sin h) для десятиминутного отклонения срока наблюдения от расчетного, т.е. для значения ?(?) = 0,0436. В таком случае для расчетных сроков получается:
6.309.3012.3015.3018.30
??-82,5-37,57,552,597,5
sin ?-0,991-0.6090,1300,7930.991
sin ? ?(?)0.0430.0260.0060.0340.043
Для произведения sin? ?(?) здесь указана его абсолютная величина. Если отступление срока наблюдения от расчетного составило n минут, то для получения величины ?(sin h) в этом случае необходимо полученное выше значение sin??(?) умножить на 0,1 n.
Высота солнца h получается по исправленному значению синуса: sinh+?(sin h). Значения sin h вычисляются с точностью до 0,001.
Ниже приведен пример расчета sin h и h на определенной станции для определенной даты:
Пример. Вычислить величины sin h и h для широты ? = 5801 и даты 1/VII (склонение солнца ? = +23,1?).
Сроки наблюдения по истинному времени
6.309.3012.3015.3018.30
cos?cos?0,4870,4870,4870,4870,487
cos?0,1300,7930,9910,609-0,130
cos?cos?cos?0,0630,3860,4830,297-0,063
sin?sin?0,3330,3330,3330,3330,333
sin h0,3960,7190,8160,6300,270
h?23,346,054,739,115,7
Для
?t = 10 мин0,0210,0130,0030,0170,021
?sin h
С учетом поправки ?sin h вычисляются значения sin h и h в случае несовпадения истинного времени наблюдения с расчетным сроком:
- Наблюдение произведено в 6 ч 35 мин истинного времени, т.е. на 5 мин позже расчетного срока. В этом случае
sin h = 0,396 + 0,021*0,5 = 0,407 и h = 24?.
Величина ?sin h взята со знаком (+), так как наблюдение произведено до полудня и истинное время его больше расчетного.
- Наблюдение произведено в 9 ч 27 мин истинного времени:
sin h = 0,719 - 0,013*0,3 = 0,715 и h = 45,7?.
Величина ?sin h взята со знаком (-), так как наблюдение произведено до полудня, но истинное время его меньше расчетного.
- Наблюдение произведено в 18 ч 34 мин истинного времени:
sin h = 0,270 - 0,021*0,4 = 0,262 и h = 15,2?.
В этом случае ?sin h = -0,008, так как наблюдение произведено на 4 мин позже расчетного послеполуденного срока.
1.4. Установка приборов на площадке
Для производства срочных наблюдений все приборы устанавливаются на актинометрической стойке (рис.1), представляющей собой вертикальный столб с горизонтальной рейкой. Гальванометры располагаются в специальном деревянном ящичке с северной стороны от стойки. Северо-восточнее стойки устанавливается ручной анемометр АРИ-49 на высоте 1,5 метра.
Рис.1. Размещение приборов на неподвижной стойке
Актинометрические приборы размещаются следующим образом: на горизонтальной доске сверху столба укрепляется актинометр. Стрелка на основании актинометра должна быть направлена на север, широта устанавливается с точностью до одного градуса.
Пиранометр или стационарный альбедометр укрепляется на горизонтальной рейке актинометрич?/p>