国家标准 GB/T35231一2017 地面气象观测规范辐射 Speeificeationsforsurfaeeeteorologicalobseryation一Radiation 2017-12-29发布 2018-07-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/35231一2017 前言《地面气象观测规范》系列标准包括以下17项标准 GB/T35221地面气象观测规范总则; GB/T35222地面气象观测规范云; GB/T35223地面气象观测规范气象能见度; GB 35224 地面气象观测规范天气现象; GGB/T35225地面气象观测规范气压; GB 35226 象观测规范空气温度和湿度; GB 35227 地面风向和风速; 35228 象观测规范降水量; GB 35229 气象观测规范雪深与雪压; 象观测规范蒸发; 35230 地面气象观测规范辐射" GB 35231 象观测规范日照; GB 35232地面 GB/T35233 气象观测规范地温; 气象观测规范冻土; GB 35234 5235地面气象观测规范电线积冰 GB GB/T35236地面气象观测规范地面状态; GB/T35237地面气象观测规范自动观测本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草本标准由气象局提出本标准由全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会(SAc:/Tc507)归口本标准起草单位湖北省气象局、气象局气象探测中心、云南省气象局本标准主要起草人;杨志彪,陈永清、涂满红、李莉、毛成忠、徐向明
GB/35231一2017 地面气象观测规范辐射范围本标准规定了地面气象观测中辐射观测的技术要求和观测方法本标谁适用于地面气象观测和其他气象观测中对抓射的观测规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T19565总辐射表 GB/T31163一2014太阳能资源术语 GB/T352212017地面气象观测规范总则 QX/T19净全辐射表 QX/T20直接辐射表术语和定义 GB/T311632014和GB/T352212017界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 辐射作用层raliatinlauyer 直接对向上辐射测量结果有影响的下垫面,由其性质和状态所决定一般要求 4.1观测要素包括总辐射,直接辐射散射辐射反射辐射、长波辐射包括大气长波辐射和地面长波辐射,净全辐射可开展一项或多项观测 4.2观测内容各要素均应观测辐照度、曝辐量,最大辐照度及其出现时间 4.2.1 4.2.2直接辐射观测,应导出水平面直接辐射的曝辐量、日照时数和大气浑浊度指标 4.2.3净全辐射和长波辐射观测,应挑取最小辐照度及其出现时间 4.2.4总辐射和反射辐射同时观测时,应导出反射比 4.2.5净全辐射、反射辐射和地面长波辐射项目,应观测作用层状态
GB/T35231一2017 4.3观测地点应视野开阔,宜避开障碍物在日出至日没方位角范围内若存在障碍物,障碍物高度角应小 4.3.1 于5" 4.3.2反射辐射、净全辐射,地球长波辐射等仪器的观测点只能在地面,且应尽量能够代表当地下垫面的自然状况,3倍仪器安装高度的半径区域内下垫面具有较好的均匀性 4.4辐射表一般要求应符合GB/T35221一2017中第7章的要求 S 观测和记录方法 5.1记录要求 5.1.1辐照度的单位为瓦每平方米(w/m),记录取整数 5.1.2曝辐量的单位为兆焦耳每平方米(MJ/m'),记录取2位小数 5.1.3日照时数的单位为小时(h),记录取1位小数反射比以百分比(%)表示,记录取整数 5.1.4 5.1.5出现时间按时分记录,时和分均为两位相关计算公式 5.2 在进行辐射测量的各种计算处理中,应按照附录A,附录B给出的公式计算 5.3观测和处理 5.3.1辐照度每分钟采样不低于6次,计算有效样本数据的平均值,用1min的平均值作为每分钟的辐照度 5.3.2从每分钟的辐照度挑取每小时内最大辐照度值和最小辐射度值及其出现时间,计算一定时段内的平均辐照度和曝辐量平均辐照度有1nmin和1h值,观测记录中曝辐量有1h和日值在日没之后至日出之前的总辐射、直接辐射、散射辐射反射辐射的小时曝辐量记录为空 5.3.3从每小时最大或最小辐照度值挑取日最大或最小辐照度值及其对应时间,当有两个或以上最大或最小辐照度值时,可任选其中一个的对应时间作为出现时间总辐射直接辐射、散射辐射、反射辐射的日最大辐照度值为“0”时,出现时间记录为空 5.3.4从每分钟的直接辐射辐照度,计算对应的水平面直接辐射辐照度,再以水平面直接辐射辐照度计算一定时段内水平面直接辐射的曝辐量 5.3.5从每分钟的直接辐射辐照度不小于120W/m”的时间累加,作为每小时的日照时数和每天的日照时数 5.4辐射作用层状态的观测 5.4.1有净全辐射、反射辐射和长波辐射观测项目时,每天地方时09时观测辐射作用层状态 5.4.2作用层状态的观测地点为净全辐射表或反射辐射表或长波辐射表支架处的下垫面 5.4.3作用层状态由作用层情况的十位数码和作用层状况的个位数码组成的两位编码表示,见表1
GB/35231一2017 表1作用层状态编码表十位数码作用层情况个位数码作用层状况青草干燥枯黄)草潮湿裸露黏土积水裸露沙土泛碱(盐碱裸露硬(石子)士新雪裸露黄(红土陈雪溶化雪结冰 5.5大气浑浊度指标的观测进行太阳直接辐射观测的站,在每目地方时09时、12时,15时(士30nmin内),若太阳面无云时,进行大气浑浊度的观测 5.6仪器基本参数记录 5.6.1应记录辐射表的型号、号码、灵敏度值、响应时间和热电堆电阻值,以及最近检定时间和开始使用时间 5.6.2应记录辐射自动观测仪器的型号和号码,以及开始使用时间要素值不正常时的处理方法 6.1时曝辐量缺测的处理 6.1.1利用正点时辐照度计算辐射自动观测仪出现故障时,采用精度高、检定合格的毫伏表四位半)进行测量,即将辐射表与毫伏表联接,在每个地平时正点读出毫伏表的电压值V 根据辐射表的灵敏度K算出辐照度E,公式为 E=一×1000 个式中正点时的辐照度,单位为瓦每平方米(w/m='),取整数毫伏表的电压值,单位为毫伏(mV),取2位小数; K 辐射表的灵敏度,单位为微伏平方米每瓦(Av m'/W),取2位小数然后用两相邻的E值,用梯形内插法计算出每小时曝辐量H 示例:某站某日日出时间为6时32分,用毫伏表测得7时总辐射表为2.67mV,8时为5.93mV 总辐射表的灵敏度为9.03V m'/w,则6时~7时和7时8时的曝辐量计算如下 7时辐照度=2.67x1000/9.03=296(w/m 8时辐照度=5.93×1000/9.03=657w/m 6时~7时曝辐量=(0十296)/2x(60-32)×60=248640/mf)=0.25(MU/mr 7时~8时曝辐量=(296十67)/2x(60×60)=1715400/mi)=1.72(M/m)
GB/T35231一2017 6.1.2利用前后两时次的曝辐量内插计算若某时曝辐量缺测时,用前、后两时次的曝辐量参照6.1.1中的梯形内插法计算得到 6.2特殊情况下的观测记录处理 6.2.1为保护仪器,降水强度大,辐射表加盖时,辐照度记录为0,对应时段的曝辐量记录为0.00 6.2.2出现强沙尘暴或特强沙尘暴时,辐射表加盖,对应时段的曝辐量记录为缺测,即“ 6.2.3若因降水影响,总辐射日曝辐量为0.00,反射辐射日曝辐量也为0.00时,日反射比记录为缺测即“ 利用长波、短波辐射计算净全辐射当净全辐射记录缺测时,若有总辐射、反射辐射,大气长波辐射和地面长波辐射观测,可以计算出净全辐射E" E”=E十E，一E,一E 式中 -净全辐射辐照度,单位为瓦每平方米(w/m=),取整数; 总辐射辐照度,单位为瓦每平方米(w/m=),取整数 E、大气长波辐射辐照度,单位为瓦每平方米(w/m),取整数反射辐射辐照度,单位为瓦每平方米(w/m=),取整数厂 E 地面长波辐射辐照度,单位为瓦每平方米(w/m=),取整数总辐射观测 7.1总辐射表应符合GB/T19565中规定的性能指标要求 7.2安装 7.2.1总辐射表安装在专用的台架或支柱或平台上,台架或支柱离地面或楼顶平台不低于1.50m,要求牢固,保持水平状态,台架或支柱应做好接地,符合防雷要求 7.2.2总辐射表的感应面处于水平状态 7.2.3仪器接线柱方向朝北,所有的接线,保证外皮无刻痕,连接处无应力 7.3观测 7.3.1应在日出前打开总辐射表盖，日没后停止观测,将表盖盖上若夜间无降水或无其他可能损坏仪器的现象发生,总辐射表也可不加盖 7.3.2开启与盖上表盖时,动作要轻,不要碰玻璃罩 7.3.3冬季玻璃置及其周围如附有水滴或其他凝结物,盖表盖前应擦干,以防结冻表盖一旦冻住,很难取下时,可用吹风机使冻结物融化或采用其他方法将盖取下,以免损坏玻璃罩 7.3.4降大雨,雪,冰雹或较长时间的雨雪,应根据具体情况及时加盖,降水停止后即把盖打开 7.3.5遇强雷暴等恶劣天气时,应加盖并加强巡视,发现问题及时处理 7.4维护每日上午、下午至少各一次对总辐射表进行检查和维护,并达到如下要求:
GB/35231一2017 仪器水平,感应面与玻璃罩完好; 热电堆表面色泽和质地均匀: 仪器清洁,玻璃罩如有灰尘、露、霜、雾水、雪和雨水时,应用镜头刷或鹿皮及时清除干净,注意不要划伤或磨损玻璃罩; 玻璃翠不能进水,罩内不应有水汽凝结物; 干燥器内硅胶没有变潮,否则要及时更换注，硅胶由蓝色变成红色或白色判断为已变溯受潮的硅胶,可在烘箱内烤干变回蓝色后再使用直接辐射观测 8.1直接辐射表应符合QX/T20中规定的性能指标要求直接辐射表与太阳跟踪器或全自动跟踪架构成成套仪器实现对直接辐射的观测 8.2安装 8.2.1除符合总辐射表的基本要求外,还应对准南北向、纬度、水平,保证跟踪太阳的准确,具体要求如下: 表底座方位线对准南北向; 表身对准当地纬度(准确至0.1'). 水准器气泡位于中央; 进光筒对准太阳 8.2.2直接辐射表安装好后,应试跟踪太阳一段时间,检查其是否准确,否则,应反复调整,直到准确为止(一天跟踪误差应小于4min). 8.3观测 8.3.1除按总辐射表的使用要求外,应保证跟踪太阳准确 8.3.2调整辐射表跟踪状况(对光点)时,切勿碰动进光筒位置,对准太阳时,应按操作规程进行,不能用力太大,避免损坏电机 8.4维护除与总抓射表基本相同外,还应做到 -每天日出前,检查进光简石英玻璃窗是否清洁,感应面进光简内是否进水,接线柱和导线的连接状况是否正常,若有异常应及时处理; -保持感应件灵敏,跟踪准确,每日上午、下午至少各检查一次仪器跟踪状况; 一遇特殊天气时应及时检查,如有较大的降水、雷暴等恶劣天气不能观测时,可及时加罩,并关上电源散射辐射观测 9.1散射辐射表与总辐射表相同,应符合G;B/T19565中规定的性能指标的要求总辐射表与遮光环或遮光球式全自动太阳跟踪器构成成套仪器实现对散射辐射的观测
GB/T35231一2017 9.2安装 9.2.1除符合总辐射表的基本要求外,还应做到遮光环或遮光球式全自动太阳跟踪器安装牢固 g.2.2遮光环或遮光球式全自动太阳跟踪器的安装位置应恰好全部遮住辐射表的感应面和玻璃罩 9.3观测与总辐射表基本相同应保持遮光环或遮光球式全自动太阳跟踪器恰好全部遮住辐射表的感应面和玻璃罩 g.4维护与总辐射表基本相同每日上午、下午巡视一次,检查遮光环或遮光球式全自动太阳跟踪器阴影是否完全遮住仪器的感应面与玻璃罩,否则应及时调整 10反射辐射观测 10.1反射辐射表应符合GB/T19565中规定的性能指标要求 10.2安装与总辐射表基本相同,只是感应面应朝下架子可由台柱和伸出的长臂组成,长臂下端(靠近净全辐射表)固定一个比仪器底座稍大的金属板,把感应面朝下的反射辐射表底座用不锈螺栓固定在金属板上 10.3观测与总辐射表基本相同应保持下垫面自然状态,四周不应有影响反射辐射测量的物体 0.4维护与总辐射表相同应尽可能减少对下垫面的破坏长波辐射观测 11.1长波辐射表应符合表2规定的性能指标要求表2长波辐射表测量性能序号测量性能要求 42Am 光谱范围(50%的透过率) 4.5Mm 响应时间95%响应 30s 非线性辐照度一250w/m'250w/m' 士1% 温度响应(一2025) 士1% 倾斜响应士1%
GB/35231一2017 表2(续》序号测量性能要求零偏移(对5K/Ah的温度变化 5W/m 士3% 年稳定性不确定度,95%置信水平 5% 每天总量 11.2安装安装地点条件与反射辐射表相同,如同总辐射表和反射辐射表一样,分别将感应面朝上和朝下的两台长波幅射表安装在一起,分别测量向上和向下的长波牺射 11.3观测与总辐射表相同白天、夜间均应观测对于向上的长波辐射,应保持下垫面自然状态,四周不应有影响反射辐射测量的物体 1.4维护与总辐射表相同对于向上的长波辐射,应尽可能减少对下垫面的破坏 12净全辐射观测 2.1净全辐射表对于薄膜罩净全辐射表应符合Qx/T19中规定的性能指标要求对于四分量净全辐射表,其短波辐射表应符合GB/T19565中规定的性能指标要求,其长波辐射表应符合l1.1的要求 2.2安装 2.2.1安装架子由台柱和伸出的长臂所组成,架子的长臂应水平,方向朝南台柱埋人地下部分应牢固,不能因长臂末端安装仪器长期承受重量而下垂 2.2.2安装时,把表的底板用不锈螺栓固定在长臂末端,使感应件伸出长臂接线柱方向朝北用水准器和调整螺旋将感应面调平 12.3观测与总辐射表、反射辐射表和长波辐射表基本相同 2.4维护与总辐射表基本相同,除每日上午、下午至少各检查一次仪器状态外,夜间还应增加一次检查每次检查和维护要求如下: -保持下垫面的自然和完好状态感应面应保持水平; -薄膜罩应完好,并保持清洁和呈半球状凸起薄膜罩通常每月更换一次,风沙多,大气污染严重或紫外光强易使聚乙烯老化的地区,要增加
GB/T35231一2017 更换次数; 遇有雨,雪,冰雹等天气时,应将上、下金属盖盖上,加盖操作同总辐射表; 观测结果的正负值变化情况; 干燥剂失效应及时更换; -净全辐射表出现的故障和处理方法与总辐射表基本相同注1:更换薄膜罩时要用专用工具(金属环)把压圈旋下,取下橡皮密封圈与旧罩,然后换上新罩,放上密封圈,再用专用工具把压圈旋紧换翠时如发现密封圈老化或损坏应同时更换,更换时注意不要弄脏或碰坏黑体若感应面有脏物,用橡皮球吹气清除,不能用刷子等硬物去清除注2:正常天气条件下,净全辐射夜间为负值.目出后1h一2h升为正值至中午为最大.日没前1h一2h又转为负值
GB/35231一2017 A 附录规范性附录辐射观测常用计算公式 A.1时间 A.1.1时差Eo 时差E 按式(A.1)计算: 巴o=0.0028一1.9857sinQ十9.9059sin2Q一7.0924cosQ-0.6882cos2Q(A.1) N十AN一N ？ (A.2 =2开×57.3× 365.22 式中按天数顺序排列的积日,1月1日为0;2日为1;其余类推,12月31日为364(平年); N 闺年12月31日为365 积日订正值,由观测地点与格林尼治经度差产生的时间差订正值L和观测时刻与格林尼治0时时间差订正值w两项组成,见式(A.3)一式(A.5),为日的小数部分与年份相关的积日订正值,见式(A.6). N A.3 一京(w十 M L A.4 -(0+ 6 W=S十 A.5 丽式中: 观测点经度的度值; D M 分值,可换算成与格林尼治时间差L，观测时刻的时值 F 观测时刻的分值在式(A.4)中,在东经时,L值取负号;在西经时,L值取正号因我国处于东经,故L取负值 N =79.6764十0.2422(Y-1985)-INT[0.25(Y-1985)] ---- A.6 式中: 年份 A.1.2真太阳时r TT=T十E =C+L 十E (A.7 式中 TT -真太阳时; 地方时; TM 一时区时.以120E地方时为标准,称为北京时 C -经度订正[4min/(')门],如果地方子午圈在标准子午圈的东边,则L 为正,反之为负 L Ea 时差
GB/T35231一2017 A.2太阳位置 A.2.1赤纬D DE=0.3723十23.2567sinQ0.1149sin2Q一0.1712sin3Q (A,8 0.7580cosQ十0.3656cos2Q十0.020lcos3Q 式中: 同式(A.2). Q A.2.2太阳高度角h与方位角A sinh=sin9×sinDE十cos9×cosDE×cos" A.9 cos/A=sinDE×cosg一cosDE×cosp×cosT/sinh A.10 sinA=cosD×sinT /cosh (A.1l 式中当地纬度(保留1位小数); D 太阳赤纬 T 太阳时角保留1位小数),按式(A.12)计算 T =(TT-12)×15” (A.12) 式中 TT 真太阳时 A.2.3可照时数r、与日出时间IR、日没时间r D十 /sin(45”十 ×sin(45” T (A.13 sin 2 cos×cosD 式中: T 半日可照时数当地纬度; D: 太阳赤纬蒙气差,其值为34' 则可照时数T，按式(A.14)计算 (A.14 T=2×T T换算成时、分后,按式(A.15)和式(A.16)计算日出时间TR及日没时间Ts (A.15 TR=12一T T、=12十T A.16 上述TR、T、均为真太阳时,最后应换算为地方平均太阳时 A.3日地平均距离修正值傻 ,其计算公式为目地平均距离修正值为( 10
GB/35231一2017 R =1.000423十0.032359sinQ0.000086sin2Q 京 A.17 0.008.349ceo:Q+0.000115cos:2Q 式中: Q -同式(A.2). 11
GB/T35231一2017 附录 B 规范性附录) 散射辐射的遮光环订正系数 B.1订正系数的理论值cg 观测天空散射辐射,由于采用遮光环不仅遮住太阳直接辐射,同时还把遮光环带上的天空散射逃掉,这样使用遮光环测得的散射辐射比实际偏小因此应乘以一个大于1的遮光环订正系数,才能得到准确的散射辐射假定天空散射是均匀的,天空被遮光环遮住的部分X/T(成数),从理论上可按式(B.1)计算 2b 夫 cos'DE(singsinDE十cospcosDEsint B.1 xR 式中遮光环的宽度; 遮光环的半径; DE 太阳赤纬当地纬度; 时角,按式(B.2)计算 TR 90 T X - B.2 12 57.3 式中: T 日没时间,为真太阳时; 日出时间,为真太阳时 T 因此遮光环订正系数CQ为 CQ B.3 -一X7T 由式(B.3)可算出我国不同纬度、不同月份(旬)的遮光环订正系数理论值 B.2实际使用的遮光环订正系数Cg 我国使用的遮光环订正系数是参考理论值以及遮光环与遮光板大量对比试验数据得出,它随季节、纬度和各地云量而异,订正系数最大可达1.30左右 12
GB/35231一2017 参考文献 [1]气象局.地面气象观测规范.北京;气象出版社,2003. [[2]worldMeteorologicalOrganization. 1.GuidetoMeteorologieallnstrumentsandMethodsof Observation(Seventhedition).WMONo.8,2008. 13

GB/T35231-2017地面气象观测规范辐射

辐射是指物体通过热辐射所发出的能量。在气象学中，辐射是一种重要的气象要素。准确地观测和记录辐射对于气象预报和研究有着至关重要的作用。GB/T35231-2017《地面气象观测规范》为我们提供了对于辐射观测的具体规范。

辐射传感器

辐射传感器是用来测量地面辐射的仪器。GB/T35231-2017规定了辐射传感器的安装位置、方向、高度、校准要求等。同时，辐射传感器所需要的设备也有详细的说明，如数据采集器、通信设备等。这些规定都是为了保证观测数据的准确性和可靠性。

辐射计校准

辐射计校准是保证辐射观测数据准确性的关键。GB/T35231-2017规范了辐射计的校准周期、方法、精度等。校准要求非常严格，需要在特定条件下进行，如温度、湿度、气压等方面都有具体的规定。这些规定保证了辐射计的准确性和可比性。

辐射亮温计

辐射亮温计用来测量地面亮温和气溶胶光学厚度等参数。GB/T35231-2017规定了辐射亮温计的安装位置、方向、高度、校准要求等。同时，对于辐射亮温计观测数据处理也有详细的说明，如数据质量控制、数据格式等。这些规定保证了辐射亮温计观测数据的准确性和可靠性。

总之，GB/T35231-2017《地面气象观测规范》为辐射观测提供了详细的规范。我们需要严格按照规范操作，以保证观测数据的准确性和可靠性。