光電式日照計在農業生產自動化探測中的適用性研究

吳道航 劉杰鋒 蔡成滿

摘 要：日照是指太陽在一地實際照射的時數，在農業生產、太陽能開發利用、環境監測等方面發揮重要作用。對中山氣象站兩種不同的日照計進行對比分析，得出光電式日照計日照時數與人工日照計日照時數相同的占一半以上，光電式日照計日照時數少于人工日照計日照時數的日數，明顯比大于的多，主要原因是兩者的探測原理不同。

關鍵詞：農業生產;光電式日照計;自動化探測

文章編號：1004-7026（2019）04-0113-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：S126? ? ? ? 文獻標志碼：A

日照指太陽在一地實際照射的時數，是表征當地氣象狀況和氣候特點的重要氣象要素。在關鍵農事季節、主要農事活動中，光、溫、水等氣象要素值對種植業各生育期、預防農業氣象災害發揮重要作用。上述溫度、濕度、風向風速、雨量等氣象要素均已實現自動化探測，而日照還是人工觀測。光電式數字日照計能夠實現日照的自動連續觀測，減輕觀測人員工作量，提高日照測量精度，為天氣預報、氣象服務提供重要依據，并能在農業生產、太陽能開發利用、環境監測等方面發揮重要作用[1-3]。

1? 光電式日照計與人工日照計原理

在給定時間內，日照時數定義為太陽直接輻照度達到或通過120 W/m2的那段時間總和，以小時為單位。

1.1? 光電式日照計原理

直接輻射為總輻射和散射輻射的差值，光電式日照計傳感器對總輻射和散射輻照度進行自動連續探測，根據計算出的直接輻照度判斷有無日照。若直接輻照度≥120 W/m2，則算作有日照，累計時間，得到每小時和每天的日照時數[4]。

1.2? 人工日照計原理

現在一般使用的人工日照計是暗筒式日照計，由金屬圓筒、隔光板、緯度盤和支架底座等構成。金屬圓筒底端密閉，筒內附有壓紙夾，兩側各有一進光小孔，它是利用太陽光通過儀器上的小孔射入筒內，使涂有感光劑的日照紙留下感光跡線，來計算日照時數[5]。

分析數據來自中山氣象站2018年12月—2019年2月，從圖1光電式日照計與人工日照計日照時數差值的頻數分布可知，光電式日照計與人工日照計日照時數完全相同的有51組，占58%，光電式日照計日照時數少于人工日照計日照時數的有28組，占32%，差值偏差為負的頻數多于偏差為正的[6-8]。

3? 結束語

光電式日照計日照時數與人工日照計日照時數相同的占一半以上，光電式日照計日照時數少于人工日照計日照時數的日數，明顯比大于的多，主要原因是兩者的探測原理不同[9]。在多云天氣的日數里，光電式日照計探測到的太陽直接輻照度達不到120 W/m2，導致沒有日照時數;而通過涂有感光劑的日照紙的人工日照計則記錄到日照時數，這是造成光電式日照計日照時數少于人工日照計的主要原因。

針對農作物生產需要的日照時數，光電式日照計能實現自動化觀測，在日照的觀測記錄上省去人力物力，也更適合農業生產自動化探測推廣[10]。由于探討分析所處地域的差異性、試運行時間不夠長等原因，探討分析結果有一定的局限性。

參考文獻：

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[10]黃思源，劉鈞.新型自動氣象站觀測業務技術[M].北京：氣象出版社，2014.