Erythemally加权紫外线辐照度

请求的数据类型最常从UVMRP erythemally加权辐照度的编译指定地理区域和时间段。UVMRP雇佣了是的UVB-1日射强度计测量委员会国际歌de l 'Eclairage (CIE)加权erythemal辐照度(McKinlay Diffey, 1987)在每个气候站点。最初,UVB-1日射强度计校准,仪器制造商每年的特点。比较集中的辐射仪显示的协议比当SZA小于80°±2.3%,虽然绝对错误可能达到10%当SZA大于80°(毕格罗et al ., 1998;麦肯齐et al ., 2006)。自1997年以来,宽带日射强度计被CUCF每年校准和特征。特征包括的考验余弦响应和光谱响应。erythemal校准的比例因子是由匹配的输出日射强度计标准在CUCF三和弦。宽带的绝对校正因子日射强度计确定每年通过比较宽带传感器的输出在阳光下与三个并列的UVB-1标准日射强度计(三)。进行对比与三合会通常持续一到两个月为了获得足够的数据校准,包括修正每一天顶角不同数量的柱状臭氧的政权。标准的三和弦是反过来erythemal经常校准光谱SZA的函数和总列字段中的臭氧对集中的精密光谱辐射计采用文献中描述的原则(格兰杰et al ., 1993;Lantz et al ., 1999;徐和黄,2000;Vijayaraghavan和他,:2002;徐和黄,2003)。这种务实的校准计划支持的一致性的余弦响应不同的宽带日射强度计UVMRP网络。这个校准的不确定性来自两个来源。一个由随机和系统不确定性的臭氧和SZA依赖erythemal校准系数。其他的区别是为每一个日射强度计比例因子。

虽然日射强度计的绝对校准的不确定性可能高达+ 10%,日射强度计之间的相对不确定性更重要在某些应用程序(麦肯齐et al ., 2006)。不同的光谱响应和角响应是相对不确定性的主要来源。这些差异中固有的校准程序,这是一个比较太阳能信号的日射强度计以CUCF三位一体。为了检查仪器的相对精度,实验,比较了太阳能信号从标准三场网站UVB-1日射强度计进行仪器骑车通过校准过程。测试执行的函数SZA超过110在各种天气条件下两周的时间。结果表明相当显著的一致性水平的日射强度计,平均0.1%的日射强度计不同于标准的三合会的SZA 20°,和2.8%的SZA 80°51测试仪器。其他配置测量UVB-1日射强度计与宽带还显示一个好的协议日射强度计从其他制造商,以及在测试UVB-1日射强度计(Seckmeyer et al ., 2007)。从一个通用的因素是申请ozone-dependent校准,日射强度计之间的光谱响应差异可能引入的不确定性。为了更充分地描述个人日射强度计、信号修正的余弦响应,确定erythemal照度的目的,个人特征的天顶角和臭氧总量列如下讨论。

8.4.2.1角(cos)响应的UVB-1日射强度计

的erythemal辐照度几乎总是提供总数量水平。因此,每个UVB-1的角响应仪器必须使用正确的不完美的余弦响应。角响应测试每年执行一个南北扫描和一个东西扫描的间隔一天顶角。平均的两个扫描被认为是余弦响应。图8.3显示的相对角响应10 UVB-1日射强度计,2004年被CUCF特征。测量归一化到0°SZA。这些结果的典型形状由以前的研究报告(格兰杰et al ., 1993;Mayer和Seckmeyer, 1996;Landelius Josefsson, 2000)。角响应的差异讨论了从理想的余弦响应毕格罗et al . (1998)。 Although the departure from the ideal cosine response exceeds 10% beyond 60° SZAs (Bigelow et al., 1998), the variability between different pyranometers is rather small. Figure 8.3 actually displays the cosine response of ten instruments and shows that the agreement is within the width of the plotted line. Figure 8.4 shows the standard deviations of the cosine responses of 20 randomly selected pyranometers. The variances tend to increase with SZA, but the standard deviations are within 0.02% in the zenith angle range of 0° - 89°. This repeatability among the angular responses of the UVMRP broadband pyranometers suggests that a single generic cosine correction may be applied to all pyranometers in the network without introducing significant uncertainties.

-60 -30 0 30太阳能2 enith角(度)

图8.3规范化余弦响应十UVB-1日射强度计。数字传说表明传感器的序列号。10曲线在互相覆盖。很难明显分开,展品制服余弦响应

图8.4个标准差的余弦响应20 UVB-1日射强度计SZA的函数。反应的结果表明,在0.02%的平均余弦响应和通常在数字化误差的数据记录器

图8.4个标准差的余弦响应20 UVB-1日射强度计SZA的函数。反应的结果表明,在0.02%的平均余弦响应和通常在数字化误差的数据记录器

8.4.2.2 UVB-1光谱响应和柱状臭氧的影响

erythemally加权辐照度是由卷积的CIE光谱(McKinlay Diffey, 1987)图8.5所示的测量光谱辐照度。测量erythemal紫外线辐照度要求的光谱响应与CIE日射强度计是相同的光谱因为太阳辐射的光谱分布随许多因素,如臭氧含量,SZA,大气中云,和其他组件。然而,UVB-1宽带光谱响应的日射强度计不完全模拟CIE光谱(图8.5),特别是在地区和更长的波长较短。因此,所有影响因素的波长分布erythemal波长带的太阳辐照度将潜在影响强加于erythemal紫外线辐照度的测量。最重要的变量是SZA,总臭氧含量和气溶胶光学特性(Bodhaine et al ., 1998;Lantz et al ., 1999)。考虑到臭氧的影响内容和SZA erythemal UVB-1宽带日射强度计校准因素取决于CUCF SZA的函数和总臭氧、或作为SZA的函数假设杜总列臭氧是300的开销。后者校准因素更方便地应用臭氧测量时不可以在一个网站。UVMRP数据集提供了erythemal紫外线辐照度数据的校准因子SZA依赖假定列臭氧是300 DU开销。由于变量内容和SZA臭氧,这种假设可能会导致一个错误的25%(图8.6)的臭氧范围200 DU - 500 DU SZAs不同。更准确erythemal辐照度数据集,然而,臭氧修正是必要的。Lantz et al。(1999)详细

280 320 360 400

波长(nm)

图8.5 CIE光谱和光谱响应的三个UVB-1日射强度计。传说中的数字显示的序列号检测传感器

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图8.5 CIE光谱和光谱响应的三个UVB-1日射强度计。传说中的数字显示的序列号检测传感器

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陀拉]列臭氧(DU)图8.6 Erythemal校准因素UVB-1臭氧总量的函数列三SZAs由各自的归一化值总列臭氧300 DU

一个方法来推导晴天erythemal紫外线辐照度。这个方法是由世界气象组织还建议/全球大气的手表(Seckmeyer et al ., 2007) erythemal校准宽带日射强度计。方案,依赖校正因子的臭氧与三阶多项式拟合不同SZAs从5°- 80°使用间隔5步”。因素之间的间隔步可以使用任何有效的插值插值技术。在总列的情况下从300年杜,臭氧是显著不同的用户可以联系UVMRP获得erythemally加权辐照度校准其他臭氧水平。

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陀拉]列臭氧(DU)图8.6 Erythemal校准因素UVB-1臭氧总量的函数列三SZAs由各自的归一化值总列臭氧300 DU

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