谈日照观测的要点

谈日照观测的要点

高飞，陈玉乔，张元刚，陈景阳

关键词：日照观测操作方法建议

一、日照计的安装维护

按照地面气象观测规范的要求，每日检查一次日照计的方位、水平、纬度等是否正确。要求底座水平牢固，筒口对准正北，刻度盘上的纬度调整为当地纬度。底座水平、纬度调整容易操作，筒口正北、底座南北线可以利用太阳光简易准确测定。

1、利用日中线法和日圭法相结合的子午线测量方法测量日照筒口正北方向：真太阳正午时刻，地面上物体的影子指向正北方向，利用这一原理，在太阳正对当地子午线的时刻及前后2h的3个时刻，分别画出垂直竿在地面上的投影线，当竿子底部和前后2h投影线定点连的中点及当地子午线的投影线在同一条直线上，这条直线就是当地的子午线。操作步骤如下：

准备工具

用一条长20cm、直径近1cm的垂直小钢棍，水平尺，一张A3纸，铅笔。测量前，用图钉将A3固定在水平的地面上，在上竖起一垂直小钢棍，以钢棍为圆心，适当长为半径，在棍的北面画出一个半圆。

测量子午线

先利用公式和查表求出当天真太阳时12点所对应的北京时：真太阳时12点所对应的北京时间=12（时）+（120°-当地经度）×4min/°-时差。

例如：蚌埠国家基本气象站经度为117°18'，2014年7月16日时差为-6分，该日正午时刻的北京时：

12（时）+（120°-117°18'）×4分/°+6分

=12（时）+（120°-117.3°）×4分/°+6分

=12（时）+2.7°×4分/°+6分

=12（时）+11分+6分

=12时17分

选定晴朗的日子，把钢棍插在安装日照计的地方，注意观察棍影的变化，分别在当天真太阳时及其前后2h（11时17分、12时17分、13时17分）记下钢棍投影线顶端与半圆的两个交点，这两个点与棍基构成一个等腰三角形，连接棍基和对边的中点连成一条中线，当此中线与12时13分的棍影重合时，这条中线就是当地的正南正北方向，即是当地子午线，日照计安装在钢棍处，筒口正北、底座南北线对准这条中线，如图1所示。

2、利用感光迹线判断日照计安装是否正确

如日照计安装正确，在晴朗无云的日子里，每天的感光迹线应是以真太阳时12时为分界，上、下午两条迹线等长且对称。主要有以下几种情况：

（1）春分或秋分时，太阳直射赤道，当日感光迹线应是垂直于小孔的直线，当发现感光迹线为向上弯曲的弧线则暗筒筒身的北端偏低、南端偏高，即暗筒筒身所对的纬度比当地纬度偏小；反之,当感光迹线为向下弯曲的弧线，则暗筒筒身的北端偏高、南端偏低，即暗筒筒身所对的纬度比当地纬度偏大。

（2）每日的上、下午迹线应是以真太阳时12时正点为分界，如上午的迹线超过12时才结束，下午在12时后才开始，则暗筒筒身偏向西倾斜；反之上午的迹线12时前就结束，下午12时前就开始，则暗筒筒身偏向东倾斜。

（3）日照计的前后连续几天里的感光迹线的位置应变化不大，如上午迹线偏上，下午迹线偏下，则暗筒筒身的北端偏西，南端偏东；反之上午迹线偏下，下午迹线偏上，则暗筒筒身的北端偏东，南端偏西。

二、日照纸涂药

1、药液配制

由于气候条件对日照使用药品质量的影响，要灵活配制药液。《地面气象观测规范》规定赤血盐、枸橼酸铁铵与水的比例一般分别为1：10和3：10。赤血盐主要是显影，枸橼酸铁铵主要是感光。在实际工作中，一般选择在夜间弱灯光（最好是红灯光）下操作，采用混合涂药法，赤血盐可能要稍加多一点，两种药品从体积上看差不多，等量混合放在一个小器皿内，再按比例加一定量的水搅匀，待药品完全溶解后，就可以按要求涂日照纸了。特别是使用打开较久或生产较久的药品时，赤血盐的量可以多加一些。涂药后的日照纸颜色以淡橘黄色，感光迹线呈现深蓝色为佳。还可以在正式涂刷前进行多次燃烧试验，确定涂药的日照纸能否使用。

2、涂刷

大多数的日照纸表面有一层油脂，在涂药前用脱脂棉擦去日照纸上的油脂，使日照纸吸药均匀且在冲洗时迹线也不易脱落。对于吸水性强的纸质，在涂刷时动作要快，脱脂棉上的水最好挤得较干，纸面不留浮水，以免药液过多地吸入纸中漂洗不净而影响感光迹线。涂药时用力要适中，确保药液薄而均匀。脱脂棉在纸上的涂刷方向与感光迹线的方向最好不要平行，可以在日照纸上下均匀涂刷，这样可以避免因涂刷不均匀造成的线条与弱的感光迹线混淆不清。日照纸涂药的面积不宜过小，夏半年日出早、日落晚，日照时间长，迹线偏下，冬半年则相反，日照纸的涂药面积一定要超出日出前和日落后，确保日照纸有足够的感光面积。

3、感光效果检验

每次涂完日照纸后，可以用火将涂好的日照纸点燃，烧一会然后熄灭，看烧过的地方有无蓝色痕迹，如果有说明此纸可以使用。一般按照要求涂刷的日照纸可以不进行检验。在暗室中把涂好的日照纸完全晾干后，及时包在牛皮纸里，封存在特制活动小木盒内，存放抽屉里，以防日照纸发黑失效或感光。

三、日照纸的记录整理

日落后换日照纸，每日整理日照记录时，在换下的日照纸上用铅笔在感光迹线下面划一道铅笔线，注意铅笔线与所见感光迹线要等长，不可少划或多划，其开始和终止两端迹线常常难以辨认，迹线若有若无。这是因为日出前后光线逐渐增强或日落前后光线逐渐减弱，反映在日照纸上迹线显得较为模糊不清。这时，对着感光迹线，轻轻哈几口气，迹线会显得清楚可辨，然后再把日照纸拿在手上，侧着灯光，顺着迹线的趋势去观察开始和终止时刻。此方法还可以避免时晴时阴时段内的日照时数的漏统计。划好迹线后，放入一小盆清水中浸泡3～5分钟，注意一定要用清水，第一遍浸泡过纸的水不可再用，需更换。日照纸上的药液应很快浸泡掉，只留蓝色的感光迹线。拿出刚浸泡过的日照纸可再用自来水淋冲几下，这样会把多余的残留液体冲洗掉，使日照纸浸泡干净。晾干日照纸后重新检查感光迹线，若感光迹线长于铅笔线须补上铅笔线。

四、收藏保存

收藏好浸泡过晾干后的日照纸，其属于地面气象观测的原始资料，以备后期查验或使用。

结语

日照计按标准安装，注意常检查水平、纬度、指南方向等；赤血盐、枸橼酸铁铵与水的比例要适中；正确涂刷日照纸；仔细整理记录。每一步都要严格操作，才能获取真实的日照数据。

参考文献

[1]中国气象局．地面气象观测规范．北京：气象出版社。2003.

[2]地面气象测报业务系统软件操作手册。气象出版社，2005，1.