要严格遵守操作规程。
每天工作开始时，应检查进光筒石英玻璃窗是否清洁，如有灰尘、水汽凝结物应及时用软布擦净。跟踪架要精心使用，切勿碰动进光筒位置，每天上下午至少各检查一次仪器跟踪状况(对光点)，遇特殊天气要经常检查。如有较大的降水、雷暴等恶劣天气不能观测时，要及时加罩，并关上电源。转动进光筒对准太阳，一定按操作规程进行，绝不能用力太大，否则容易损坏电机。直接辐射表每月检查的内容和总辐射表基本相同，除检查感应面、进光筒内是否进水、接线柱和导线的连接状况外，重点应检查仪器安装与跟踪太阳是否正确。 13.4.3 大气浑浊度指标TG观测与计算
⑴ TG的定义与计算公式
全波段浑浊度指标TG是指总的浑浊度系数(总的光学厚度)δ与理想浑浊度系数(干净大气光学厚度)δmol之比。
?T? (13.11) G?mol
根据全波段太阳辐射在大气中的衰减定律：
-δm Ph/Ps
S=Soe (13.12)
-2
式中S：地面上观测到垂直于太阳的直接辐射；So=1367 W2m，太阳常数；Ph：本站气压；Ps=1013hPa，标准气压；m：相对大气质量(考虑地球形状与折射情况)
?
1m? (13.13) ?1253sinHA?0?15?HA?3?885??
式中HA为太阳高度角(附录7的表7.3就是根据13.13式计算的)。因此：
1sTG?log (13.14) ?Ph/Psm?mollogeso
式中δmol为本站气压Ph与相对大气质量m的函数。
当m2Ph / Ps≤3.3时，
?mol?0?1005??m?Ph/Ps?3?3??0?0074 (13.15)
当m2Ph / Ps＞3.3时，
(13.16) ?mol?0?0798??m?Ph/Ps?3?3??0?0047
浑浊度指标TG的大小，取决于地面上观测到的太阳直射辐射S、本站气压P与太阳高度角HA。其中S是最主要的。因此观测到无云时的太阳直接辐射愈大，则TG愈小，表示大气越透明；反之，观测到S愈小，TG则愈大，表示大气愈浑浊。
(2) TG的观测条件
进行太阳直接辐射观测的气象站(一级站)，在每日地方平均太阳时9、12、15时(±30分钟内)，若太阳面无云时，要进行大气浑浊度TG的观测。观测时对计算机进行人工干预，输入有关数据，计算机则会计算并打印出观测时的TG值。 13.5 散射辐射与反射辐射的观测
总辐射中把来自太阳直射部分遮蔽后测得为散射辐射或天空辐射。总辐射表感应面朝下
78
所接收的为反射辐射。散射辐射和反射辐射都是短波辐射。这两种辐射均用总辐射表配上有关部件来进行测量。 13.5.1 散射辐射表
散射辐射表是由总辐射表和遮光环两部分组成(见图13.10)。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。它由遮光环圈、标尺、丝杆调整螺旋、支架、底盘等组成。
图13.10 带遮光环的散射辐射表
我国采用遮光环圈的宽度为65mm，直径为400mm。固定在标尺的丝杆调整螺旋上，标尺上刻有纬度与赤纬刻度。标尺与支架固定在底盘上，底盘上有三个水平调整螺旋。总辐射表安装在支架平台上。
此外，还有用电机带动的自动跟踪太阳的遮光球(板)和手动的遮光板两种装置，以阻挡太阳直接辐射。
13.5.2 仪器的安装、使用和维护
⑴ 安装
散射辐射表安装的地方条件与台架安装的要求与总辐射表相同。由于遮光环很重并且底盘较大，因此，仪器台架的安装更应牢固。
① 先将遮光环架安装在观测台架上。安装必须使底盘边缘对准南北向，使仪器标尺指向正南北(遮光环丝杆调整螺旋柄朝北)。用水平尺和底板三个调节螺旋把底板调水平，然后，用螺栓将遮光环底板固定在观测台架上。
② 根据当地的地理纬度，固定标尺位置。
③ 把总辐射表水平地安装在遮光环中的平台上，使接线柱朝北，其位置应正好使辐射表涂黑感应面位于遮光环中心。调好总辐射表水平并固定。
④ 将遮光环按当日的太阳赤纬调到相当的位置上，使遮光环恰好全部遮住总辐射表的感应面和玻璃罩。
⑤ 将接线柱导线与记录仪连接。 ⑵ 使用和维护
散射辐射表的使用与维护基本同总辐射表。观测散射辐射时，日出前，转动丝杆调整螺旋，将遮光环按当日赤纬调在标尺相应的位置上(有时也可几天调整一次)，使遮光环全天遮住太阳直射辐射。每日上下午巡视一次，检查遮光环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。
平时要经常保持遮光环部件的清洁和丝杆的转动灵活。发现丝杆有灰尘或转动不灵活时，
79
尤其是风沙过后，要用汽油或酒精将丝杆擦净。较长时间不使用，应将遮光环取下或用罩盖好，以免丝杆和有关部件锈蚀。长时间使用遮光环，当圈环颜色(外白内黑)退色或脱落时，应重新上漆。
13.5.3 散射辐射的遮光环订正系数
⑴ 订正系数的理论值CQ
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遮掉，这样使用遮光环测得的散射辐射比实际偏小。因此，必须乘以一个大于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)，从理论上可用下式计算：
X2b?cos3DE(sin?·sinDE·t0?cos?·cosDE·sint0) (13.17) T?R
式中b为遮光环的宽度；R为遮光环的半径；DE为太阳赤纬；Φ为当地纬度；to 为时角，
T?TR90t0?s?(弧度) (13.18) 1257.3
式中Ts为日落时间；TR 为日出时间。均为真太阳时。因此遮光环订正系数CQ为：
1 CQ= (13.19) X???1??T??
⑵ 业务上使用的遮光环订正系数CQ2
我国使用的遮光环订正系数CQ2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，最大订正值可达1.30左右。
CQ2=0.0538+0.1715Φ/90+0.0111△Y-0.0117N+CQ (13.20) 式中，△Y=|月份-6|，N为总云量月平均值(0.1成)。
由于CQ2考虑到各地的气候状况(云量)，因此更接近于实际情况。 辐射一级站的遮光环订正系数见附录7（表7.7）。 13.5.4 反射辐射表的安装、使用和维护
使总辐射表感应面朝下，即可测定短波反射辐射，此时该称为反射辐射表。 反射辐射表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。
安装反射辐射表的架子也是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。仪器接线柱方向朝北。然后用调整螺旋把感应面调平，通常有上下两个水准器。安装反射辐射表时一定要把仪器上的白色挡板翻过来安装，否则降雨时，雨水将聚在白色挡板上，流入感应元件，损坏仪器。
反射辐射表使用、维护和一般性检查与总辐射表相同。 13.6 长波辐射的观测
长波辐射用长波辐射表测量。 13.6.1 长波辐射表
⑴ 结构原理
长波辐射表的构造、外观与总辐射表基本相合，由感应件(黑体感应面与热电堆)、玻璃罩和附件等组成（见图13.11）。不同的是玻璃罩内镀上硅单晶，保证了3μm以下的短波辐射不能到达感应面。仪器观测到的值，包括感应面接收到的长波辐射EL.in以及感应面本身向外
80
发射的长波辐射EL.out
Emen=EL.in-EL.out (13.21)
4
式中Emen由热电堆输出算得，Emen=mv/k，k为长波表灵敏度。EL .out=σTb，σ=5.669738-2-4
10W.m2K，Tb为仪器腔体温度。因此感应面接收到的长波辐射。
-84
EL .in=mv/k+5.6697310.Tb (13.22)
Tb由安装在腔体内的热敏电阻测量。此外，为减少仪器灵敏度的温度系数，热电堆线路中并有一组热敏电阻，使测量更加准确。
白天太阳辐射较强，照得硅罩的温度Ta明显高于腔体温度Tb。使得感应面将从硅罩得到附加的热辐射，形成仪器数据系统偏高。新型长波辐射表增加一个热敏电阻，测量硅罩温度Ta，用来修正上述误差。有的还采用散射辐射表方式，用自动跟踪遮光板，挡住太阳直接辐射。
图13.11 长波辐射表
⑵ 仪器的安装使用与维护
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辐射表安装在一起。安装地方条件、要求、使用注意事项和维护方法与总辐射表基本相同。每台仪器有4根引出线，其中2根测热电堆电压，另2根测量热敏电阻器的阻值，然后换算为腔体温度Tb。 13.6.2 用长波短波辐射表观测和计算净全辐射
气象站用短波辐射仪器观测总辐射Eg、反射辐射Er。用2台长波辐射表分别观测EL↓与
*
EL↑。然后计算出净全辐射E
E*=Eg+EL↓-Er-EL↑
*
以及长波净辐射EL
EL*=EL↓-EL↑
这种方式计算出的E*与EL*比用净全辐射表观测的值，更加准确。 13.7 紫外辐射的观测
紫外辐射又分三个亚区：
UV-A：0.315～0.400μm UV-B：0.280～0.315μm UV-C：0.100～0.280μm
其中UV-A波段，刚好处在可见光光谱外，对人类(生物)无明显影响。在地球表面它的强度不随大气臭氧含量而变化。
UV-B它具有对人类健康和环境的影响，以及由于大气臭氧的衰减，引起地面UV-B的增加，人们最关心的就是这个波段辐射量。
UV-C在大气层中完全被吸收，地面上观测不到此波段的辐射。
81
对紫外辐射的测量是困难的，因为到达地面的能量很小。
UV-B的观测。许多型号的光电管和光电倍增管在这个波段的感应都很灵敏，铯化碲和铷化碲的光电阴极不但对中紫外辐射反应灵敏，而且对可见光是盲区，中紫外的窗口材料一般采用石英。如果采用某些荧光材料做为转换器件，使荧光物体受紫外辐射后的发光波长0.443μm，许多光电管在这个波长有强的感应能力。
UV-A的观测。在这个波段里有相当数量的紫外辐射能够到达地面。这个波段观测比较方便，光电器件对这个波段有很高的感应灵敏度，而且不需要利用高真空技术。 13.8 辐射自动观测仪
13.8.1 仪器
辐射自动观测仪，由辐射表（传感器）与采集器组成。辐射表安装在专用的架子上，仪器排列可参考图13.12、13.13。
图13.12 一级站辐射表安置分布图 图13.13 二级站辐射表安置分布图
采集器要求每分钟输出1次采样值(实际为1分钟内均匀采6次加以平均)。仪器的型式较多，基本结构如图13.14所示。
图13.14 辐射自动观测仪框图
辐射表电信号输入采集器，采集器的功能： ⑴ 自动采集各辐射表电压mV值。
⑵ 计算各辐射量的辐照度E、时曝辐量H、日曝辐量D。并挑取最大值及出现时间。 ⑶ 存储3天以上数据。
计算机与采集器联接，它的功能：
⑴ 输入时间、仪器灵敏度，气象站各种参数等。
82