紫外辐射表的标定校正方法
【专利摘要】本发明公开了一种紫外辐射表的标定校正方法；校正方法如下：设某个时间的到达地面的真实紫外辐照度为，模式输出的紫外辐照度为，则得到下式：；用老化的紫外辐射表观测的紫外辐照度为，则衰减率可表示为：，衰减率D是与时间相关的函数，即：，其中D为逐月衰减率，t为仪器使用月份；选择晴朗无云日共85D，采用106个时间点的紫外辐照度；根据公式得到D的时间序列，将每月的衰减率做平均，得到月均衰减率Dmean，然后与t进行拟合，拟合后的衰减率随时间呈指数性变化，相关性(R2)达到0.96，拟合方程见式(4)；紫外辐射表在较短的使用时间内，衰减速率逐渐变大； ，得到标定校正公式为：。本方法是一种简单、经济的校正方法；降低了仪器的使用成本。
【专利说明】紫外辐射表的标定校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气候观测仪器，具体涉及一种紫外辐射表的标定校正方法。
【背景技术】
[0002] 紫外辐射是指波长为ΚΚΓ400 nm的辐射。一般按照波长的不同将紫外辐射划分 为 UVAC315?4〇0 nm)、UVB(28(T3l5 nm)和 UVC(10(T28〇 nm)( Kaufman et al. 2〇〇2)。其 中UVC基本上被高层臭氧吸收难于到达地面，UVB对人体健康有十分重要的影响，同时影响 农作物生长，UVA可使人的皮肤变黑，对动植物生长存在重要影响。紫外辐射对人体健康有 明显的影响。到达地球表面的太阳光中紫外辐射可以帮助人体合成维生素 D、K，但也可以 损害皮肤和眼睛，抑制免疫系统（Penner et al. 1992)。根据紫外辐射对皮肤的红斑作用 (erythema) ( McKinley et al. 1987)，Burrows 和 Austin 等提出了紫外指数（UV index) 的计算方法（Burrows et al. 1994 ;Austin et al. 1994)，以表征紫外福射对人体的伤害 程度。紫外辐射是光化学反应的能量之一，虽然紫外辐射在太阳辐射能量中所占比例较小， 但由于其光量子能级较高，尤其是UVB所产生的光化学作用、植物光合作用等生物学效应 十分显著（Lars 2007)。
[0003] 随着紫外辐射的问题越来越被人们所关注，近年中国各地的气象部门陆续开展了 紫外辐射监测和预报（Wu 2001; Shen et al. 2002)。国内外的许多科研和业务单位安装 了紫外辐射表，进行紫外辐射观测研究。随着使用时间的增加，仪器老化，观测数据会出现 衰减。Tan et al. (2008)认为，仪器老化的主要原因是感应元件老化和散射片被污染。目 前，我国尚无用于太阳紫外辐照度标定的标准，只能返回原产国重新标定，否则，按照国家 计量法规的要求，不能继续使用。对于有一定光谱宽度的仪器，不能以标准灯作为光源进行 标定，然后去测量自然环境下太阳紫外辐照度（Angstrom et al. 1962)。由于缺乏自主的标 定手段，将紫外辐射表送回原厂标定需要一定费用，且耗时较长。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种紫外辐射表的标定校正 方法，可降低紫外辐射表的维护成本和更新成本。
[0005] 提供一种紫外辐射表的标定校正方法；其于下列条件进行校正：地面接收到的紫 外辐射包括直接紫外辐射和散射紫外辐射；直接紫外辐射由分子散射、气体吸收消光和气 溶胶消光三部分组成，散射紫外辐射主要包括分子散射、大气气溶胶散射和云雾散射；其校 正方法如下： 设某个时间的到达地面的真实紫外辐照度为FP),模式输出的紫外辐照度为4(A), 则得到下式：
【权利要求】
1. 一种紫外辐射表的标定校正方法；其于下列条件进行校正：地面接收到的紫外辐射 包括直接紫外辐射和散射紫外辐射；直接紫外辐射由分子散射、气体吸收消光和气溶胶消 光三部分组成，散射紫外辐射主要包括分子散射、大气气溶胶散射和云雾散射；其校正方法 如下： 设某个时间的到达地面的真实紫外辐照度为
，模式输出的紫外辐照度为
则得到下式：
(1) 用老化的紫外辐射表观测的紫外辐照度戈
则衰减率可表示为：
衰减率D是与时间相关的函数，即：
(3) 其中D为逐月衰减率，t为仪器使用月份； 选择晴朗无云日共85 D，采用106个时间点的紫外辐照度；用TUV模式计算得到模式 输出的紫外辐照度，将每个月内的样本平均，再与时间进行拟合；根据公式（2)得到D的时 间序列，将每月的衰减率做平均，得到月均衰减率D m_，然后与t进行拟合，拟合后的衰减率 随时间呈指数性变化，相关性（R2)达到0.96,拟合方程见式（4);紫外辐射表在较短的使用 时间内，衰减率可近似为线性衰减.当使用时间过长时，衰减速率逐渐变大；
(4) 根据拟合结果，得到标定校正公式为
（5) 其中F'为订正后的辐射值。
【文档编号】G01W1/18GK104297816SQ201410580265
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】夏冬, 陈玲, 谭浩波, 高斯 申请人:广东省东莞市气象局