光电式日照计在农业生产自动化探测中的适用性研究

吴道航 刘杰锋 蔡成满

摘 要：日照是指太阳在一地实际照射的时数，在农业生产、太阳能开发利用、环境监测等方面发挥重要作用。对中山气象站两种不同的日照计进行对比分析，得出光电式日照计日照时数与人工日照计日照时数相同的占一半以上，光电式日照计日照时数少于人工日照计日照时数的日数，明显比大于的多，主要原因是两者的探测原理不同。

关键词：农业生产;光电式日照计;自动化探测

文章编号：1004-7026（2019）04-0113-02         中国图书分类号：S126        文献标志码：A

日照指太阳在一地实际照射的时数，是表征当地气象状况和气候特点的重要气象要素。在关键农事季节、主要农事活动中，光、温、水等气象要素值对种植业各生育期、预防农业气象灾害发挥重要作用。上述温度、湿度、风向风速、雨量等气象要素均已实现自动化探测，而日照还是人工观测。光电式数字日照计能够实现日照的自动连续观测，减轻观测人员工作量，提高日照测量精度，为天气预报、气象服务提供重要依据，并能在农业生产、太阳能开发利用、环境监测等方面发挥重要作用[1-3]。

1  光电式日照计与人工日照计原理

在给定时间内，日照时数定义为太阳直接辐照度达到或通过120 W/m2的那段时间总和，以小时为单位。

1.1  光电式日照计原理

直接辐射为总辐射和散射辐射的差值，光电式日照计传感器对总辐射和散射辐照度进行自动连续探测，根据计算出的直接辐照度判断有无日照。若直接辐照度≥120 W/m2，则算作有日照，累计时间，得到每小时和每天的日照时数[4]。

1.2  人工日照计原理

现在一般使用的人工日照计是暗筒式日照计，由金属圆筒、隔光板、纬度盘和支架底座等构成。金属圆筒底端密闭，筒内附有压纸夹，两侧各有一进光小孔，它是利用太阳光通过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光剂的日照纸留下感光迹线，来计算日照时数[5]。

分析数据来自中山气象站2018年12月—2019年2月，从图1光电式日照计与人工日照计日照时数差值的频数分布可知，光电式日照计与人工日照计日照时数完全相同的有51组，占58%，光电式日照计日照时数少于人工日照计日照时数的有28组，占32%，差值偏差为负的频数多于偏差为正的[6-8]。

3  结束语

光电式日照计日照时数与人工日照计日照时数相同的占一半以上，光电式日照计日照时数少于人工日照计日照时数的日数，明显比大于的多，主要原因是两者的探测原理不同[9]。在多云天气的日数里，光电式日照计探测到的太阳直接辐照度达不到120 W/m2，导致没有日照时数;而通过涂有感光剂的日照纸的人工日照计则记录到日照时数，这是造成光电式日照计日照时数少于人工日照计的主要原因。

针对农作物生产需要的日照时数，光电式日照计能实现自动化观测，在日照的观测记录上省去人力物力，也更适合农业生产自动化探测推广[10]。由于探讨分析所处地域的差异性、试运行时间不够长等原因，探讨分析结果有一定的局限性。

参考文献：

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[2]游泳，苑跃，余海蓉，等.四川省自动与人工气压观测值差异对比[J].气象科技，2010，38（2）：235-238.

[3]胡玉峰.自动气象站原理与测量方法[M].北京：气象出版社，2004.

[4]胡玉峰.自动与人工观测数据的差异[J].应用气象学报，2004，15（6）：719-726.

[5]鞠晓慧，任芝花，曹丽娟，等.自动与人工观测气压的差异及原因分析[J].气象，2010，36（1）：104-110.

[6]黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].北京：气象出版社，2004.

[7]王颖，刘小宁，鞠晓慧.自动观测与人工观测差异的初步分析[J].应用气象学报，2007，18（6）：849-854.

[8]胡新華，李嫦，刘东育，等.智能气象站与自动气象站的观测数据对比分析[J].气象水文海洋仪器，2016（1）：57-60.

[9]赵兵，郑清华，叶兴荣，等.新旧南京国家基准气候站观测数据差异[J].气象科学，2010，30（4）：559-563.

[10]黄思源，刘钧.新型自动气象站观测业务技术[M].北京：气象出版社，2014.