1.Definiţie:

Radioemtria studiază componentele fluxului radiativ solar; radiaţia atmosferică şi

terestră, dar şi problemele legate de bilanţul radiativ-caloric al sistemului Atmosferă –

Pământ. Cu ajutorul ei se măsoară diferitele tipuri de radiaţii solare. Această denumire a

fost pusă în urma unei hotărâri a Organizaţiei Meteorologice Mondiale, ea numindu-se în

trecut actinometrie.

Actinometria este un capitol al fizicii care se ocupă cu studiul cantitativ al

radiaţiei solare şi al transformărilor prin care trece acesta în atmosferă şi la suprafaţa

Pământului. Valorile intensităţii radiaţiei solare la diferite altitudini - unde se pretrec

procese de absorbție şi difuzie a radiaţiei, în timpul eclipselor totale, parţiale sau inelare,

precum şi înainte sau după reflexia pe suprafaţa terestră .

Radiatia (definitia ca si propagarea energiei sub forma de unde

acustice,calorice,electromagnetice,etc) si poate fi: solara,atmosferica si teresta.

2. Tipuri de radiaţii

a. Radiaţia solară directă (S) face parte din radiaţia solară cu lungimi de undă

cuprinse între 0,29 µ şi 5,0 µ. Ea ajunge pe suprafaţă terestră nemodificată, sub forma

unui fascicul de raze paralele.

Fig. 1 – Variaţia zilnică a radiaţiei solare globale ultraviolete pe suprafaţă

orizontală1

b. Radiaţia solara difuză (D) reprezintă parte din radiaţia solară directă care

ajunge la suprafaţa terestră, din toate direcţiile; după ce a fost difuzată de către

1 http://www.meteoromania.ro/anm/?attachment_id=735

1

moleculele gazelor componente ale atmosferei şi de particulele solide şi lichide

aflate în suspensie. Valorile acesteia sunt mici pe timp senin ( 10-20 cal/ cm² min)

şi cresc pe timp noros ( de 3-4 ori mai mari decât valoarea pe timp senin).

c. Radiaţia globală sau totală (Q) – reprezintă însumării algebrice a radieţiei solare

directe cu cea difuză. Intensitatea ei depinde de înălţimea Soarelui deasupra orizontului,

transparenţa aerului, nebulozitate şi latitudine.

d. Radiaţia reflectată (Rs) parte din radiaţia globală, care după ce străbate nemodificată

atmosfera şi ajunge la nivelul suprafeţei radioactive subadiacente este abătută de la

direcţia iniţială fără a suferi modificări de altă natură. Capacitatea de reflexie a

suprafeţelor subadiacente active se numeste Albedo (A) şi se exprimă în procente.

e. Radiaţia atmosferei (Ea) sau contraradiaţia atmosferei – fluxul de radiaţii pe care îl

emite neîncetat atmosfera.

f. Radiaţia terestră (Et) reprezintă radiaţia emisă de suprafaţa terestră în flux continuu

după ce s-a înălzit datorită convertirii radiaţiei solare directe în radiaţie calorică, prin care

se încălzeşte suprafaţa terestră până la o anumită adâncime.

g. Radiaţia efectivă (Eef) reprezintă diferenţa dintre radiaţia terestră şi cea atmosfrică. Ea

mai paote fi definită ca pierderea de căldură a suprafeţei terestre care se produce noaptea

pe timp senin, mai ales iarna.

h. Bilanţul radiativ caloric (B) este diferenţa dintre suma tuturor fluxurilor radiative

primite de o suprafaţă oarecare şi suma tuturor fluxurilor radiative de undă lungă sau

scurtă cedate de aceasta.

3. Mărime energiei radiante si unitatea de masura

Fluxurile de energie radiantă se exprimă în unităţi de măsură energetice sau

calorice. În meteorologie se utilizează unităţile de măsură calorice.

Unităţile de măsură calimetrice sunt: caloria şi kilocaloria.

1 cal = 4,1888 x 107 ergi

În meteorologie se urmăreşte determinarea cantităţii de energie radiantă (F) ce

cade pe o suprafaţă oarecare (S), într-o unitate de timp. Aceasta se exprimă în cal/min.

a. Fluxul radiativ (f) reprezintă raportul dintre cantitatea de energie

radiantă (E) şi unitatea de suprafaţă care o recepţionează.

2

2/ cmca lS

Ef

b. Intensitatea fluxului radiativ (I) reprezintă fluxul radiativ incident pe o

anumită suprafaţă, într-un interval de timp precizat.

m in/ 2cmca lT

fI

Se mai poate măsura şi în langely: 1ly=1 cal/cm².

4. Metode de măsurare şi determinare

Metodele de determinare a intensităţii radiaţiei sunt:

a. Metoda calorimetrică – se bazează pe efectul caloric datorat influenţei radiaţiei

solare şi transformării energiei calorice în energie electrică prin intermediul unor

termoelemente sau termobaterii. Atunci când există o intensitate constantă a radiaţiei,

creşterea temperaturii este aproximativ proporţională cu timpul, iar viteza de creştere este

proporţională cu intensitatea radiaţiei.

b. Metoda curentului de apă – determinarea diferenţei de temperatură a

receptorului cu regim staţionar. Cedarea căldurii prin radiaţie este proporţională cu

temperatura absolută la puterea a patra.

c. Metoda compensării - măsurarea intensităţii radiaţiei cu ajutorul a două

receptoare absolut identice cu suprafaţa (s) şi coeficientul de absorbţie (). Unul dintre

ele este expus radiaţiei de măsurat până când temperatura lui devine constantă (până la

regimul său staţionar ), iar celălalt se aduce la aceeaşi temperatură prin inermediul unui

curent electric cunoscut, produs pe cale electrică.

Instalarea aparatelor

LINIA 4: este destinata aparatelor cu care se determina durata de insolatie si cantitatea de

radiatie solara:actinometrul,albedometrul,heliograful si catargul pentru anemometru

situate la circa 1m nord de heliograf.

3

Planul schematic al platformei meteo

5. Instrumente de măsurare a energiei radiante

A. Măsurarea radiaţiilor solare directe:

a) Pirheliometru cu compensaţie electrică tip Angström este compus din:

- tub pirheliometric - un tub care prezintă un capac la un capăt, capac prin care

pătrund razele solare care ajung la două lamele de manganin; are dimensiuni

variabile.

Modul de utilizare:

În timpul măsurătorilor, pirheliometrul se orientează cu fantele perpendiculare pe

direcţia razelor solare, cu precizarea că una din cele două fante este acoperită cu un ecran

special, în aşa fel încât să oprească pătrunderea razelor pe lamela 2, care rămâne mai

rece. Diferenţa de temperatură apărută între cele două lamele generează un curent

termoelectric, care va fi indicat de acul galvanometrului .

4

b) Radiometrul bimetalic Michelson - este compus din: piesa receptoare, microscop,

tubul actinometric şi suportul instrumentului.

A fost construit în anul 1905 de B.A. Michelson, căpătând o largă răspândire

datorită simplităţii, portabilităţii şi inerţiei termice mici a receptorului său.

Această metodă de determinare a radiaţiei solare directe, cu ajutorul radiometrului

Michelson are o eroare de numai 2% .

B. Masurărea radiaţiei difuze şi globale:

a) Piranometrul absolut de tip Angström exprimă valoarea intensităţii radiaţiei

difuze sau globale în cal/cm2min sau în ly/min.

Piesa sa receptoare este formată din două perechi de lame subţiri de manganin. O

pereche de lame este vopsită în negru şi absorb în totalitate radiaţiile ce cad pe ele, iar

cealaltă pereche este vopsită în alb de magneziu şi reflectă aproape în totalitate fluxurile

solare. Ele sunt dispuse alternativ şi sunt protejate de o calotă semisferică de sticlă, ce

permite trecerea radiaţiilor de undă scurtă şi le reţine pe cele de undă lungă emise de

atmosferă sau de corpurile din jur.

Pentru determinarea radiaţiei difuze piesa receptoare se umbreşte cu un ecran

special , iar pentru măsurarea radiaţiei globale, ecranul se îndepărtează.

c) Piranometrul relativ Arago-Davy este alcătuit din două termometre identice, unul

dintre ele având rezervorul acoperit cu negru de fum, iar celălalt cu alb de

magneziu.

Ambele rezervoare sunt protejate împotriva vântului şi a precipitaţiilor atmosferice de

un înveliş sferic de sticlă, din interiorul căruia s-a scos aerul. Pentru efectuarea

determinărilor intensităţii radiaţiei difuze sau globale, termometrele cu mercur ale

piranometrului se fixează pe un suport în poziţie orizontală.

d) Piranometrul termoelectric tip Ianîşevski este un instrument radiometric relativ şi

este acătuit din patru părţi principale: piesa receproare pentru radiaţii, suportul, ecranul de

umbrire şi dispozitivul de uscare.

5

C. Măsurărea radiaţiei reflectate

a) Albedometrul de staţie este folosit pentru determinarea intensităţii radiaţiei

difuze, globale şi reflectat . El este alcătuit dintr-un cap de piranometru, instalat pe un

suport special ,care îi permite rotirea cu 180.

Determinarea albedoului presupune efectuarea a două măsurători distincte: cea a

intensităţii radiaţiei globale (Q), care se realizează cu piesa receptoare orientată în sus şi

cea a intensităţii radiaţiei reflectate (Rs), care se realizează cu piesa receptoare orientată în

jos. În ambele măsurători, piesa receptoare trebuie să se afle în poziţie perfect orizontală .

b) Albedometrul portabil este un piranometru de tip Ianişevski uşor modificat,

alcătuit dintr-un cap piranometric, fixat pe un mâner şi o suspensie cardanică, ce permite

rotirea piesei receptoare. El se foloseşte în cadrul cercetărilor microclimatice, pentru

efectuarea unor determinări comparative privind albedoul diferitelor tipuri de suprafeţe

active.

Observatorul trebuie să stea la o anumită distanţă de albedometru, iar prin

intermediul unui mâner ( o tijă de lemn de 2m ) va face determinările. În acelaşi scop,

galvanometrul va fi amplasat la 5-6 m de observator .

c) Fotoelementul cu seleniu este un instrument special, utilizat pentru

determinarea exactă a capacităţii de reflecţie proprie diferitelor tipuri de suprafeţe. El

face parte din categoria fotoelementelor cu strat de blocare. Acest strat de blocare se

formează între stratul de seleniu şi pelicula fină de aur.

I d) Solarimetrul Gorczyinski este folosit la determinarea intensităţii radiaţiei

directe, difuze, globale şi reflectate, fiind considerat un instrument radiometric complex.

El funcţionează pe baza unui curent termoelectric ce încălzeşte în mod diferit sudurile

6

cuplului termoelectric expuse radiaţiilor şi celor ferite de radiaţii. Intensitatea curentului

produs se obţine indirect, pe baza valorii tensiunii curentului (care se exprimă în

milivolţi) .

D. Măsurarea radiaţiei efective.

Pirgeometrul tip Savinov-Ianişevski funcţionează pe principiul producerii unor

curenţi termoelectrici a căror intensitate se determină cu un galvanometru conectat.

Piesa sa receptoare este alcătuită din patru lame din manganin sau de cupru, care

sunt instalate în poziţie orizontală. Două dintre lame sunt vopsite pe partea superioară cu

negru de platin, iar celelalte două sunt nichelate sau aurite. De părţile lor inferioare sunt

lipite sudurile unei baterii termoelectrice de manganin, în circuitul căreia se conectează

un galvanometru sensibil.

E. Măsurarea bilanţului radiativ.

Bilanţometrul are drept piesă receptoare două plăci identice.

Acestea se obţin prin împletirea unor fire de cupru înnegrite la exterior cu negru

de fum, care sunt poziţionate astfel încât una este orientată către bolta cerească, iar

cealaltă către suprafaţa terestră.

Pentru a fi protejat, bilanţometrul se introduce într-o cutie metalică cu pereţi

dublii, iar orinzontalizarea sa se face cu ajutorul unei nivele cu bulă de aer.

7

Galvanometrul G.S.R.-1 este un instrument radiometric care se foloseşte la

determinarea intensităţii curenţilor termoelectrici, care iau naştere în termobaterii.

Funcţionarea lui se bazează pe interacţiunea dintre două câmpuri magnetice distincte.

Prin conectarea sa la circuitul radiometrelor, se fac citirile cu acul galvanometric.

BIBLIOGRAFIE

http://www.meteoromania.ro/anm/?attachment_id=735

Sterie Ciulache-Manual practic- Meteorologie

8