气象辐射观测工作中常出现的问题及处理方法

张晓娟

(郑州市气象局，河南郑州450000)

摘要：做好太阳辐射观测可为农业生产等服务提供技术依据，本文重点针对气象辐射观测中数据表构造及日常观测工作中常见问题进行分析总结。

关键词：辐射观测；常见问题；分析处理

引言

气象辐射观测工作是气象业务工作的重要组成部分之一,随着社会经济的快速发展，我们的生活环境、空气、水的污染越来越严重，人们对环保的关注越来越高，对太阳能资源的利用、工农业生产（小麦、玉米不同的下垫面会有不同的热量收支平衡）、气候学研究等项目的开发和利用，追求的是最贴近实际的最准确的太阳辐射数据。郑州站作为辐射一级站，有总辐射表、散射辐射表、直接辐射表、净全辐射表、反射辐射表。为了保障辐射数据的准确性，以下从五个辐射表的构造、性能、及在日常工作中出现的问题及如何处理进行总结。

1辐射表构造

1.1总辐射表

总辐射是辐射观测最基本的项目。总辐射是指水平面上，天空2立体角内所接收到的太阳直接辐射和散射辐射之和。总辐射表由感应件、玻璃罩和附件组成。感应件由感应面与热电堆组成，热电堆由康铜、康铜镀铜构成，当辐射源（如太阳），感应面黑体吸收辐射能而增热时，使下部的热电堆两端形成温度差，热电堆产生电动势，辐射度越强，热电堆两端温差就越大，输出的电动势也就越大，它们成线性关系。安装应水平地牢固在专用台柱上。

1.2直接辐射表

直接辐射表测量垂直太阳表面（视角约0.5°）的辐射和太阳周围很窄的环形天空的辐射。直接辐射表与是出现问题最多的一个表，它的安装必须对准南北向，由于直接辐射表是随着太阳位置不停在转动，常常会出现光点对不上情况，要求值班员，每个小时数据卸载前都要巡视，发现光点跑掉时，需快速人工调试到位，保证正点瞬时值正常。

1.3散射辐射表

散射辐射是指太阳太阳辐射经过大气散射或云的反射，从天空2立体角以短波形式向下，到达地面的那部分辐射，可用总辐射表，遮住太阳直接辐射的方法测量。散射辐射表由总辐射表和遮光环两部分组成，遮光环的作用是保证从日出到日落能连续遮住太阳直接辐射。随着季节、太阳高度角的变化，要求值班员每天都要巡视及手动调试遮光环位置（有时几天一次）来保证遮光环的阴影完全遮住仪器的感应面与玻璃罩。散射辐射值日最大值与总辐射日最大值成正比例关系。

1.4反射辐射表

反射辐射是指总辐射到达地面后被下垫面（作用层）向上反射的那部分短波辐射。反射辐射表与总辐射表构造相同，只是感应面朝下，安装的条件与净全辐射表相同，一般安装在浅草平铺的观测场内。它的使用、维护和一般性检查与总辐射表相同。不同的下垫面状况，反射值会有明显不同，反射比会有明显的变化，例如：当下垫面被积雪覆盖时，它的反射比会出现全年中最大值。

1.5净全辐射表

郑州站现使用国际荷兰产的NRLITE2型净辐射传感器，基于热电堆原理设计，具有0.2～100微米的光谱响应范围，符合欧盟CE标准，以电压信号（mV）输出数据。是专为常规测量所设计制造的净辐射传感器，适合于进行户外辐射净值测量.表面为特氟隆涂层、黑色圆锥形吸收器。24小时连续观测，记录一般白天显示正值，夜间为负值。最突出的特点是能够抵御恶劣天气的影响。在复杂天气出现时灵敏地感应显示出多变的辐射数据。

2工作中常见疑误记录的处理方法

①当定时记录缺测时，如果定时瞬时值正常，时累计值可以用前后两定时瞬时值人工计算求得；当定时瞬时值也不正常时，可以用正点前10分钟接近正点的瞬时值代替，前10分钟没有可用值时，再考虑正点后10分钟的瞬时值，时累计值用瞬时值人工计算求得；如果都缺测，可以用精度高的毫伏表测量采集箱，测出电压值，通过公式计算求得时累计值；如果硬件故障可以考虑用备份站记录代替。当辐射日极值有误时，日极值及出现时间可以从RRD分钟数据文件中挑取，也可以从各定时数据中挑取，最后考虑用备份站记录代替。所有疑误记录处理情况均应在当日备注栏中进行备注。

②在日常工作中，每分钟屏显值都是散射值+直射值≥总辐射值，当出现错误时，就要考虑直表是否跟踪正常，各个表仪器是否清洁，通过数据判断是硬件的问题还是维护的问题，记录处理办法按第1条处理。

③当出现数据反常时，但也不能确定有明显错误，可保留原记录。例如：净全辐射值在白天有积雨云、降雨、降雪等各种天气变化时，有时净全辐射值会出现负值且非常小。但是每次出现天气变化时，净全辐射值变化很灵敏，但一个月总结下来非常有规律，这个时候可以通过经验判断数据按正常处理。

3工作中需注意的问题

①在业务采集处理软件中所有辐射表的参数（型号、厂家、灵敏度）应设置正确；

②总辐射表、散射辐射表、直接辐射表、反射辐射表采集时段为日出到日落，数据的大小与天空有没有云、能见度的大小、天气状况有密切关系，正常情况下日最大值常出现在中午，日最小值常出现在早晚（复杂天气除外），如果在夜间出现数据均为野值，应人工删除。

③每天在日出前和日落后对仪器进行检查和维护，巡视时清除传感器玻璃罩的灰尘等附着物，检查仪器安装是否水平、保持感应面清洁。遇有大风沙、强降水、强冰雹等恶劣天气，为了保护仪器观测员应根据具体情况及时加盖开盖并加强巡视，发现问题及时处理。

参考文献

[1]中国气象局《地面气象观测规范》.