輻射(she)觀(guan)測(ce)系統

對輻射(she)的(de)收支(zhi)的(de)長(chang)期測(ce)量對研(yan)究(jiu)天(tian)氣和(he)氣象(xiang)學有(you)著(zhe)非(fei)常重(zhong)要的意義(yi)，有(you)助於(yu)影響氣(qi)候(hou)及其(qi)變(bian)化(hua)的(de)能(neng)量吸收和(he)傳輸(shu)機制。這(zhe)樣的(de)地基(ji)監(jian)測(ce)網(wang)絡和(he)衛(wei)星(xing)的輻射(she)觀(guan)測(ce)結(jie)合(he)起來構(gou)成(cheng)壹(yi)個(ge)完(wan)整的系統，為地面修正(zheng)，從而(er)確保(bao)的觀(guan)測(ce)提供長(chang)期有(you)效(xiao)的數(shu)據；同時(shi)對家庭(ting)和(he)工業太陽能技術(shu)的(de)發展提供直接依(yi)據。對於農業氣象(xiang)學和(he)生態(tai)學(xue)研(yan)究(jiu)，輻射(she)的(de)收支(zhi)對於蒸發、植(zhi)物(wu)的(de)蒸騰，水(shui)的循(xun)環(huan)研(yan)究(jiu)具有(you)及其(qi)重(zhong)要的價值。

輻射(she)的(de)測量分(fen)為太陽輻射(she)測(ce)量和地球(qiu)輻射(she)的(de)測量。

以(yi)下是(shi)太陽和地球(qiu)輻射(she)的(de)光譜範圍：

紫外： 0.2~0.4μm

可見(jian)： 0.4~0.7μm

近(jin)紅外： 0.7~3.0μm

紅外： 3.0~100μm

太陽不(bu)斷(duan)向(xiang)地球(qiu)大氣(qi)及地面發射(she)電(dian)磁波。大約(yue)99％的(de)太陽輻射(she)或(huo)短波輻射(she)的(de)範圍在(zai)0.3~3.0μm;而(er)絕(jue)大(da)多數的(de)地球(qiu)輻射(she)或(huo)稱長(chang)波輻射(she)集(ji)中在(zai)3.5~50μm。

在地球(qiu)大氣(qi)層上表(biao)面太陽輻射(she)的(de)強度約(yue)為(wei)1370W/m2。該值被稱為太陽輻射(she)常數(shu)。晴朗的(de)白(bai)天(tian)地球(qiu)上的(de)許(xu)多(duo)地方中午(wu)的(de)輻射(she)值在1000 W/m2。實際(ji)的可獲(huo)得(de)的(de)能(neng)量受位置（精(jing)度和(he)緯度）、季節、在(zai)當天(tian)的時(shi)段(duan)，這(zhe)些實已經(jing)可以(yi)確定(ding)的，*大(da)的因(yin)素(su)是(shi)雲(yun)的覆(fu)蓋(gai)度和(he)其(qi)它(ta)天(tian)氣條(tiao)件，這(zhe)些是(shi)應(ying)地點和時(shi)間經(jing)常變(bian)化(hua)的。這(zhe)是(shi)我(wo)們(men)需(xu)要長(chang)期測(ce)量的根(gen)本原因(yin)。

太陽輻射(she)或(huo)稱短波輻射(she)的(de)測量可細(xi)分(fen)為天(tian)空總輻射(she)（Eg↓）、直(zhi)接輻射(she)(S)和(he)散射輻射(she)(Ed↓)( Eg↓= S+ Ed↓)。對光譜譜段又(you)可分(fen)解為紫(zi)外輻射(she)，可見(jian)光光(guang)譜和近(jin)紅外光(guang)譜。對於收(shou)支(zhi)測(ce)量需(xu)要測量的短波輻射(she)還(hai)包括地面反(fan)射輻射(she)(Er↑)。

地球(qiu)輻射(she)或(huo)稱長(chang)波輻射(she)分(fen)為天(tian)空向(xiang)下輻射(she)(El↓)和(he)地面向(xiang)上輻射(she)(El↑)。

收入(ru)輻射(she)（E↓）= 天(tian)空總輻射(she)（Eg↓）+ 天(tian)空向(xiang)下輻射(she)(El↓)

支(zhi)出(chu)輻射(she)（E↑）= 地面反(fan)射輻射(she)(Er↑) +地面向(xiang)上輻射(she)(El↑)

輻射(she)的(de)收支(zhi)的(de)差(cha)為凈輻射(she)（E*）

凈輻射(she)（E*）= 收(shou)入(ru)輻射(she)（E↓）-支(zhi)出(chu)輻射(she)（E↑）

註：下標(biao)g代表(biao)短波；l代表(biao)長(chang)波；d代表(biao)散射；r代表(biao)反射(she)。

紫外輻射(she)常常單獨測(ce)量。到達(da)地面的(de)紫外輻射(she)分(fen)為兩(liang)類：UV-A（315－400nm）和(he)UV-B（280－315nm）。臭氧對UV-A只有(you)微(wei)弱的(de)吸收，而(er)對於UV-B部(bu)分(fen)在290nm附(fu)近(jin)內(nei)有(you)急劇(ju)的(de)截止(zhi)。紫(zi)外輻射(she)壹(yi)多種形(xing)式(shi)直接影響生命(ming)，如人類的(de)皮膚、眼睛(jing)和免(mian) 疫系統等以(yi)及生態(tai)系統，或間接的通(tong)過化(hua)學反應(ying)影響生活(huo)質量（空氣(qi)質量、材(cai)料(liao)、食(shi)品(pin)）。DNA屬於(yu)*易(yi)受到紫(zi)外輻射(she)影(ying)響的(de)對象(xiang)。這(zhe)種破(po)壞(huai)通(tong)常是(shi)不(bu)可修復(fu)的由此(ci)引(yin)發人(ren)類(lei)的各種皮膚癌。從(cong)氣象(xiang)業務(wu)角度監(jian)測(ce)地面的(de)紫外輻射(she)及其(qi)定(ding)量變化(hua)對於加強環(huan)境(jing)評(ping)估(gu)和公眾安(an)全(quan)都有(you)十分(fen)重(zhong)要的意義(yi)。因(yin)此(ci)，WMO強(qiang)烈(lie)建議(yi)增(zeng)加紫外輻射(she)監(jian)測(ce)進行國(guo)家紫(zi)外指(zhi)數(shu)的(de)預報(bao)。

對於壹(yi)般的太陽輻射(she)站，壹(yi)般測量的參數(shu)如下：

Eg↓、S、Ed↓、El↓

需(xu)要這(zhe)樣壹(yi)組儀(yi)器：總輻射(she)表(biao)、散射的(de)總輻射(she)表(biao)和直(zhi)接輻射(she)表(biao)

嚴格地說(shuo)，測量S、Ed↓必須采(cai)用太陽自動(dong)跟(gen)蹤系統（Tracker）。Ed↓的測(ce)量采(cai)用總輻射(she)表(biao)加遮(zhe)光(guang)片(pian)測(ce)量。為了(le)得到高(gao)精(jing)度的(de)天(tian)空向(xiang)下長(chang)波輻射(she)，該(gai)長(chang)波探頭*好(hao)也(ye)是(shi)加遮(zhe)光(guang)片(pian)的(de)。而(er)且對於輻射(she)表(biao)而(er)言需(xu)要加通(tong)風器(qi)，以(yi)保持探頭的(de)身(shen)體溫(wen)度的(de)相對穩定(ding)，以(yi)及去除(chu)可能(neng)聚結(jie)在(zai)探(tan)頭上的(de)雨(yu)露(lu)和(he)霧(wu)氣。

在跟(gen)蹤器上放置了(le)：

※ 直接輻射(she)表(biao)

※ 測散射的(de)總輻射(she)

※ 天(tian)空向(xiang)下長(chang)波輻射(she)

※ 遮(zhe)擋(dang)兩(liang)個輻射(she)的(de)遮(zhe)擋(dang)片(pian)

※ 通(tong)風器(qi)

※ 數據采(cai)集(ji)器

標準(zhun)輻射(she)站壹(yi)般包括：

※ 總輻射(she)

※ PAR

※ UVB

※ 跟(gen)蹤單元

※ 氣象(xiang)站

對於紫(zi)外測(ce)量，目前(qian)對於壹(yi)般輻射(she)站都(dou)采(cai)用寬帶(dai)紫外輻射(she)表(biao)，並(bing)以(yi)測量UV-B為主。