影響暗筒式日照計觀測日照正確性的原因分析

焦愛蕊

（甘肅省平涼市氣象局崆峒觀測站，甘肅平涼 744000）

太陽在一定時間內的直接輻照度≥120 W/m2的時間總和，就是日照時間。日照對于人類生產生活影響非常大。現在基層參站用來測量日照時間所用的儀器是暗筒式日照計，其工作原理是，太陽光通過儀器上一個小孔射到筒里，然后通過涂有感光藥劑日照紙留下感光的跡線計算日照時間。在日照的統計記錄工作中，有時會出現云狀、云量或天氣狀況與實際所記錄日照不同的情況。現結合多年實際工作經驗及歷史資料分析總結可能影響日照記錄準確性的原因及解決方法。

1 日照計安裝不正確影響日照記錄準確性

地面氣象觀測規范對儀器安裝使用情況有嚴格要求，對于日照計，規定每個月都要進行檢查，確定其水平、方位和緯度的正確性。因為日照計安裝于室外，經受風雨侵襲或者一些人為（每天換紙蓋日照計的蓋子）、非人為因素（凍土的形成和消融）的影響，日照計在放置上會發生一定變化，比如水平和方位移動，或和緯度刻度盤所指示緯度偏移，這些都會使日照記錄不真實。

1.1 緯度情況 每逢春分秋分時，太陽直射在赤道上，此時感光跡線應與小孔直線是垂直的。然而，感光跡卻稍呈弧線向上彎曲，此時暗筒筒身擺放實際偏小于當地緯度，筒身北低南高。相反，感光跡呈弧線向下彎曲時，筒身北高南低，筒身實際對著的緯度大于當地緯度。

1.2 水平情況 在日出日沒無障礙物和云影響時，若東高西低，上午線較下午線為長。若西高東低，上午線較下午線為短。

1.3 方位情況 若方位無誤，春秋分時感光線與時間線相垂直。其他時間里，各對應時間，如11：00與13：00、10：00與14：00、9：00與15：00等的MT應等長（MT為通過日照紙洞孔與時間線垂直的橫線至感光線垂直距離，下同）。當北端向西偏時，冬半年，MT在上午長而下午短；夏半年，MT上午短而下午長。當北端向東偏時：冬半年，MT上午短而下午長；夏半年，上午MT長下午短。

1.4 進光孔情況 若進光孔位置正確，上午線至12：00應恰好終止，下午線應恰好在12：00開始。若上午線超過12：00線，則東邊進光孔位置偏低；若不到12：00線就終止，則位置偏高。下午線的檢查，進光孔位置在西邊，若下午線不到12：00線開始，則西邊進光孔位置偏低；若超過12：00線開始，則位置偏高。

1.5 隔光板情況 每天上午、下午跡線應是以真太陽時12：00整點為分界,隔光板沒有處于水平位置，日照紙感光跡線所表示時間與實際時間就不符，晴天可以發現上下午感光跡線不對稱，所記錄時間不相等，如隔光板東低西高，則上午日照時間偏少，而下午偏多；如隔光板東高西低時，則相反。

2 影響日照記錄準確性的其他原因

2.1 藥液配制比例錯誤 觀測所用藥液是有嚴格比例的，僅憑經驗配置藥液不規范，導致配出藥液感光性不行，尤其在陽光不強或垂直能見度不好和空中有薄高云時，感光極差，所記錄日照時間便小于實際數據。因此，必須規范操作，赤血鹽（顯影劑）和水比例為1∶10，枸櫞酸鐵銨（感光劑）和水的比例為3∶10，有混合涂藥法和兩步涂藥法。實際操作中，混合涂藥法用得較多，總結甘肅省平涼市氣象局崆峒觀測站多年經驗得出，赤血鹽200 mg、枸櫞酸鐵銨500 mg、蒸餾水4 g，涂刷出來的日照紙剛好10張左右，呈淺黃色，此時感光度正好，所記錄感光跡線呈深藍色清晰痕跡。在配置藥液時，注意使藥劑充分溶解，并攪拌均勻，使底色呈均勻分布，避免觀測員在記錄登記時會因底色不均而產生錯覺。涂刷日照紙一遍即可，這樣日照紙換下后易浸漂干凈。

2.2 藥品質量不過關 如果藥品質量不過關，尤其是枸櫞酸鐵銨（感光劑）失效，將會影響涂刷藥液后日照紙的感光效果。所以，枸櫞酸鐵銨要在暗處密閉存放保管。

2.3 日照跡線開始和終止時刻辨認不準確 記錄日照時間的關鍵是，跡線的開始和終止時刻。日出前后和日落前后，光線會出現漸漸增強或漸漸減弱趨勢，所呈現日照跡線不清晰。這種情況可根據日照線趨勢判斷開始和終止時刻，避免缺漏。

2.4 日照紙使用不正確 一是日照紙表面上不干凈就去涂藥，使得日照紙感光受到一定影響，因為藥物混在一起極易氧化變質。二是日照紙涂過藥后沒有及時用掉，而存放時間過長會讓日照紙受潮，感光變差，所反映的感光跡線模糊不易辨認。因此，涂刷日照紙時一次不要貪多數量，以10張為宜。

2.5 降水影響 降水會影響日照時間記錄，尤其是夏季強降雨天氣或連陰天氣，降水可能會通過光孔流進日照計中，使日照紙表面上所涂藥物被沖刷掉，導致記錄不準確。因此，要對暗筒進行防水措施，遇到進水情況及時清理掉，如果有必要，需重換新的日照紙。

2.6 巡查不到位 日照計的巡視檢查時間應選擇日出前和正點觀測時刻，遇到暗筒被雪、霜、塵土地、蟲子等雜物遮住進光孔，需及時清理干凈，否則記錄真實性會受到影響。

3 結語

目前，基層臺站多使用暗筒式日照用于觀測日照時間度，而日照計是否安裝正確、日照紙是否合乎相關標準及觀測員人為因素等的影響，均會導致所觀測的日照時間存在誤差。在實際工作中，注重對觀測儀器的維護，進行合理規范操作，可以將觀測中出現的誤差概率降至最低，提高觀測記錄準確率。