Кн радиациясыны трлері жне оны лшейтін аспаптар

Метеорологияда сулелік энергия аындары толын зындытары 0,2-ден 5,0 мкм-ге дейінгі ыса толынды радиацияа жне толын зындытары 5,0-ден 100 мкм-ге дейінгі зын толынды радиацияа блінеді.

ыса толынды кн радиациясыны аындары :

– тікелей;

– шашыранды (диффузиялы);

– осынды.

W-кн энергиясы деп электромагниттік толындармен тасымалданатын энергияны атайды.

Халыаралы бірліктер жйесінде W сулелену энергиясыны бірлігі болып – 1 джоуль саналады.

Сулелік аын – Ф_э келесі формуламен аныталады

Ф_э=W/t, (4.4)

мндаы W – t уаытындаы сулелену энергиясы. W=1Дж, t=1с деп шамалай отырып, мынаны аламыз: 1(Ф_э)=1Дж/1 сек=1 Вт.

Сулеленуді сулелік аыныны тыыздыы (радиация аыны-I) келесі формуламен аныталады:

I=Ф_э/S, (4.5)

мндаы, Ф_э – S жер бетіне біркелкі тсетін сулелену аыны.

Ф_э=1Вт, S=1м² деп шамалай отырып, 1(Е_э)=1Вт/ 1 м²=1 Вт/м² аламыз.

I_т тікелей кн радиациясы – кн дискісінен тсетін жне жазытыта лшенетін, кн сулелеріне перпендикуляр сулелену аыны трінде болады.

Клбей бетке тсетін радиация келесі формула бойынша есептеледі;

S^'=I_тsinh, (4.6)

Мндаы, h – кнні ккжиекпен салыстырандаы биіктігі.

Тікелей тсетін кн радиациясын лшеу шін Савинов-Янишевский актинометрі олданылады.

Атмосфераа ктерілген атмосфералы газдар молекулаларыны, су тамшыларыны немесе блттарды мз кристалдары мен атты блшектерді кн радиациясын шашыратуы нтижесінде клбей бетке Кн дискісіні радиусы 5⁰ кн тірегіндегі айматан баса аспан кмбезіні барлы нктелерінен тсетін радиация шашыранды кн радиациясы D деп аталады.

Толы (Жиынты) кн радиациясы Q – клдене бетке тсетін сулеленуді екі трін амтиды: тікелей жне диффузиялы;

Q=S^'+D (4.7)

 

Жер бетіне жеткен жиынты радиацияны кп блігі топыраты немесе суды жоары жа абатында жтылады да, жылуа айналады, ал жартысы шаылады.

Кнмен, Жер бетімен жне атмосферамен сулелендірілетін энергия жне оны трленулері зерттелетін геофизиканы блімі актинометрия, ал радиацияны рилы трлерін лшеуге арналан аспаптар – актинометриялы аспаптар деп аталады.

Савинов-Янишевский актинометрі АТ-50

Актинометр тікелей кн радиациясын лшеуге арналан жне баылау ралы ретінде ызмет ете алады [6,19,24,25].

Радиация абылдаыш ретінде кміс фольгадан жасалан алыдыы 20 мкм жне диаметрі 11 мм жа дискі 1 ызмет етеді (4.5-сурет). Дискіні сырты жаы (кнге аратылан) арнайы лакты жабынмен арайтылан, ал ішкі жаына папирос ааз арылы 36 та термобатареяны днекер жапсарлары 2 жапсырылан. Сырты жп днекер жапсарлар 3 біршама ауыр мыс саинаа 4 бекітілген. Термобатарея мыс саинамен бірге сырты шында абылдаыш саылау ызметін атаратын диаметрі 20 мм диафрагмасы бар зындыы 116 мм мыс ттікке 7 (4.6-сурет) орналастырылан. Ттікті ішінде таы да диаметрі бойынша кеми беретін, диаметрі 10 мм болатын е кішісі термобатареямен атар орналасан диафрагмалар атары бар. Бл диафрагмалар атары Кн дискісі 5⁰ кн тірегіндегі кеістікке те денелік брыш рады. Темробатареядан шыатын сымдар 12 ысыштар арылы гальванометрге жаланады.

4.5-сурет. Актинометрді термобатареясы: 1 – абылдаыш пластина; 2 – термобатареялар; 3 – папирос аазы; 4 – мыс саина.

 

Гальванометрді крсеткіштері термотокты кшіне пропоционалды, демек, тікелей кн радиациясыны энергетикалы жарыталуына да пропорционалды.

Актинометрді корпусы тіреуге 10 жне крсеткіш салынан табана 11 орнатылады, крсеткішті кмегімен біз аспапты солтстікке бадарлаймыз. Ось 8 ендіктер шкаласы 9 кмегімен лем осі бойынша орнатылады. Актинометр бойынша баылау жргізу шін оны термобатарея Кнге кзделетін етіп бадарлау ажет, ол шін аспаптан апаын 1 алып ттікті кіріс саылауын Кнге баыттайды.

4.6-сурет. Савинов-Янишевский актинометрі: 1 – апа; 2, 3 – винттер; 4 – иілулер осі; 5 – экран; 6 – тта; 7 – ттік; 8 – ось; 9 – ендіктер секторы; 10 – тіреу; 11 – табан; 12 – сымдар; 13 – саылау

Бл кезде экранда 5 концентрлі клеке алыптасатындай ттікті орналасуына ол жеткізе отырып, 3 жне 6 винттарын басарып отырады, ал кн сулесі диафрагма жатауындаы саылаудан 13 «кн шыласы» трінде те отырып экрана салынан ара нктеге тсуі ажет. Бл жадайда аспапты сезімтал элементі (термобатарея) кн сулелеріне перпендикуляр баытталан.

Янишевскиді термоэлектрлік пиранометрі

Бл аспап аспан кмбезімен атар жер бетінде орналасан заттардан да келетін жиынты жне шашыранды радиацияны лшеуге арналан. Егер бл аспапты радиация абылдаышын созылып жатан бет жаына арай брса, онда ол шаылан радиацияны тіркейді.

азіргі уаытта метеорологиялы станцияларда олданылатын пиранометрлерде (4.7-сурет) абылдаыш ызметін шахмат татасы трізді а-ара рістерге боялан шаршы термобатарея 1 атарады.

Пиранометрлерде манганин мен константаннан ралан тізбектеле жаланан термоэлементтер батареясы олданылады. Термобатареяны беті ара (кйемен) жне а (магнезиямен) бояумен жабылан, осылайша, жп днекер жапсарлар бір тске, ал татары – баса тске боялады. Бл жабындарды пайдаланылуы кйе мен магнезияны спектрді зынтолынды блігіндегі жту абілеті бірдей боландыына байланысты. ысатолынды аумата кйе магнезияа араанда арындыра жтады, міне спектрді дл осы блігіні есебінен днекер жапсарлар арасында температура айырмасы туындайды.

Пиранометрді термобатареясы 1 ошаулаыш абат арылы аспапты корпусына бекітілген.

Термобатареяны шеткі термолементтерінен корпусты тменгі жаындаы ысыштара ткізгіштер шыады (суретте олар крінбейді). Шахматты тртіпте боялан бкіл термобатарея з раушысы бойында шыны апаша брандаланатын винттік оймасы 3 бар дискіні шаршылай ойыына 2 бекітіледі. Шыны жартысфера термобатареяны механикалы бзылудан ораныс ретінде ана емес, сонымен атар е уелі желді серінен тылу шін ажет.

Бкіл термобатарея дискі жне шыны жартысферамен бірге 5 мосылы 4 тіреуге винттеледі, мосыны кмегімен аспапты абылдаышын клдене деуге болады (4.7-сурет). Дл осы мосыда аспап ондырысыны клденедігін адаалауа арналан шартрізді дегей бекітіледі (суретте крсетілмеген).

Тіреуге 4 ыса металл отауша 6 осарланан, оан винтті 7 кмегімен аспапты абылдаыш бетін тікелей кн сулелерінен клекелеуге жне осы уаытта тек шашыранды радиацияны лшеуге ммкіндік беретін клекелі экраны 9 бар жеіл дюральді ттік 8 бекітіледі.

Отаушаны зындыы экран дискі абылдаышты ортасынан 10º брыштан крінетіндей. абылдаышты ашы кйінде жиынты радиация лшенеді.

ш аяты тірегіш 5 абылдаышпен жне шыны жартысферамен бірге 180º-а ткеріле алады, бл аспапты жер жаа арай баыттап шаылан ысатолынды радиацияны лшеуге ммкіндік береді (сулеленуді зынтолынды блігін шыны сфера жібермейді). Шыны жартысфераны орау шін аспапты басушы апашамен жабдыталан.

 

 

4.7-сурет. Янишевский пиранометрі: а – басш; 1 – термобатарея: 2 – диск; 3 – винттік ойма; б – сырты трі.

 

Баылау сратары:

 

1. Кн радиациясыны спектрлік блінуі.

2. ара денеден таралатын энергияны толы шамасын анытау.

3. Квант задылыына негізделген абсолюттік ара денеден тарайтын энергияны есептеу.

4. Вин жне М.Планк заы.

5. Кн сулесіні атмосферада жтылуы жне оан байланысты рекеттесуі.

6. Жерді магнитосферасы.

7. Кн желіні Жерді магниттік рісіне сер етуінен алыптасатын арышты кеістіктегі жадайлар.

8. Тікелей кн сулелеріні атмосфера арылы жріп ткен ашытыын анытау. Оптикалы масса.

9. Жылыжайлы сері жне зын толынды сулелену

10. Кн радиациясыны трлері жне оны лшейтін аспаптар.

11. Савинов-Янишевский актинометрі АТ-50 жмыс істеу тртібі.

12. Янишевскиді термоэлектрлік пиранометрі жмыс істеу тртібі.

13. Жылжымалы альбедометр. Янишевскиді термоэлектрлік балансомері.

 

ДРІС