RADIATIA SI STRALUCIREA

SOARELUI

Intensitatea fluxurilor radiative

În atmosfera terestră se individualizează nume

roase fluxuri de energie radiantă, a căror sursă primară este Soarele .

Radiometria este ramura meteorologiei care studiază toate fluxurile radiative ,inclusiv bilanţul radiadiv al atmosferei terestre .

Toate fluxurile de energie radiantă pot fi exprimate în unităţi de măsură energetice sau calorice(ergul). Unităţile de măsură calorimetrice sunt caloria şi kilocaloria.

Mărimile energiei radiante 1) Fluxul radiativ (f) reprezintă raportul dintre

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

f=E/S cal/cm2 2) Intensitatea fluxului radiativ (I) este fluxul

radiativ incident pe o anumită suprafaţă intr-un interval de timp precizat:

I = f/Tcal / cm2 min

Se mai foloseşte ca unitate de măsură langley-ul (ly): 1ly = 1 cal/cm2

Metoda calorimetrica- bazata pe efectul de incalzire a unui corp masiv cu suprafata neagra, supus actiunii unui flux radiativ oarecare

Metoda termoelectrica – se bazeaza pe faptul ca pierderile de caldura suferite de receptorul instrumentului radiometric, expus timp indelungat actiunii radiante, sporesc paralel cu cresterea temperaturii lui.

Metoda curentului de apa – a fost propusa in 1990 de V.A, Michelson, iar principiul care sta la baza ei rezida in masurarea diferentei de temperatura a receptorului stationar.

Metoda compensarii – consta in masurarea intensitatii radiatiei cu ajutorul a doua receptoare absolul identice.

Tipuri de radiatii

Radiaţia solară directă (I) radiaţia difuză (i) radiaţia globală (Q) radiaţia reflectată (Rs) radiaţia terestră (Et) radiaţia atmosferei ( Ea) radiaţia efectivă (Eef) bilanţul radiativ (B)

1) Măsurarea radiaţiei solare directe este posibilă recurgand atat la instrumente cu citire directă cat şi la aparate inregistratoare (pirheliografe si radiografe). Dintre instrumente menţionăm:

a) Pirheliometrul cu compensaţie electrică tip Angström

b) Radiometrul (actinometrul) bimetalic Michelson

c) Radiometrul (actinometrul) model RT-50

Instrumente

Modul de funcţionare: Plăcuţa culisantă se poziţionează in aşa fel incat radiaţia solară să cadă doar pe una dintre cele două lamele pe care o incălzeşte in vreme ce cealaltă rămane „umbrită” (la temperatura mediului ambiental). După un timp de expunere foarte scurt (15-25 secunde) intre cele două lamele va apărea o diferenţă de temperatură Δt ce determină apariţia unui curent termoelectric sesizabil prin devierea acului galvanometrului la care pirheliometrul este conectat. Cele două lamele se notează cu M şi N pentru a le putea deosebi.

Efectuarea măsurătorilor presupune:- punerea in staţie a instrumentului;- conectarea la bornele galvanometrului;- montarea capacului metalic şi verificarea poziţiei

zero a galvanometrului;- detaşarea capacului;- după un timp de expunere (15-25 secunde) se face

prima citire la galvanometru;- se procedează la fel şi la următoarele două

măsurători cu un interval de pauza intre ele de 10-15 secunde;

- la final se pune din nou capacul metalic şi se verifică poziţia zero a galvanometrului;

- se face media aritmetică a celor trei citiri care va fi folosită in formula de calcul a radiometrului.

2) Măsurarea radiaţiei difuze şi globale-foloseşte instrumente care poartă denumirea generică de piranometre, dar şi o serie de aparate denumite piranografe. Dintre instrumente amintim:

a) Piranometrul absolut tip Angström

b) Piranometrul termoelectric tip Janisewski

c) Piranometrul relativ Arago-Davy-Kalitin  

Modul de funcţionare: Plăcuţa culisantă se poziţionează in aşa fel incat radiaţiasolară să cadă doar pe una dintre cele două lamele pe care o incălzeşte in vreme cecealaltă rămane „umbrită” (la temperatura mediului ambiental). După un timp deexpunere foarte scurt (15-25 secunde) intre cele două lamele va apărea o diferenţă detemperatură Δt ce determină apariţia unui curent termoelectric sesizabil prin deviereaacului galvanometrului la care pirheliometrul este conectat. Cele două lamele se noteazăcu M şi N pentru a le putea deosebi.

Piesa receptoare este „asigurată” de patru lamele de mangalin vopsite diferit şi protejate de o calotă semisferică de sticlă. Lamelele sunt vopsite două cu negru de fum şi două cu alb de magneziu şi sunt dispuse alternativ.

Calota de sticlă are rol multiplu: protejează piesa receptoare de acţiunea precipitaţiilor, vantului etc. şi acţionează diferenţiat asupra radiaţiilor solare lăsand să ajungă către piesa receptoare doar radiaţia solară difuză, cea directă fiind reflectată.

Ecranul de umbrire este un disc metalic vopsit in negru şi susţinut de o tijă. Formula de calcul este: ID,Q = K ・ i2. Se realizează trei măsurători ale D şi tot atatea ale Q, media lor introducandu-se in formula de calcul. Trebuie făcută obligatoriu următoarea precizare: atunci cand se determină radiaţia globală, ecranul de umbrire este detaşat, iar anexarea lui se face doar in momentul determinării intensităţii radiaţiei difuze.

Piesa receptoare este reprezentată de o termobaterie pătrată cu latura de 3 cm care,pe partea anterioară, este configurată asemănător unei table de şah. Pe partea posterioară se găsesc sudurile unor termocupluri (87 la număr, pe benzi subţiri de manganin şi constantan) care prin intermediul unor borne fac legătura cu galvanometrul la care este conectat piranometrul.

Formula de calcul este: ID,Q = K ・ n. Trebuie să se ţină seama ca galvanometrul să se găsească la o distanţă de cel puţin 5 m faţă de instrument. Amplasarea instrumentelor şi a aparaturii se face exclusiv pe platforma radiometrică. Toate instrumentele se găsesc fixate la capătul liber al unei bucăţi de lemn (50-60 cm lungime, 5-6 cm lăţime), fixată la celălalt capăt pe un stalp de lemn cu inălţimea de 1,5 m. Fără nici o excepţie, instrumentarul şi aparatura sunt vopsite in alb la exterior şi in negru la interior.

Partea receptoare este reprezentată de două termometre aproape identice fixate intr-un suport, unul avand rezervorul vopsit cu alb de magneziu, iar celălalt cu negru de fum. Timpul necesar pentru crearea unei diferenţe de temperatură substanţială este de 20-23 minute. Diferenţa de temperatură astfel creată poate fi introdusă in formula de calcul:

I D,Q = B (Tn-Ta), B – factor de transformare corespunzător

diferenţei de 1 grad Celsius dintre cele două termometre Tn, Ta – temperaturile citite la cele două termometre