净辐射表jingfushebiaonet pyrradiometer

测量从2π立体角分别落到一个平面的两边的辐射总量差额的仪器。净辐射所提供的能量是水分蒸发、加热空气和土壤的最重要能源，因此净辐射表是很重要的仪器。所测得的是很小的差值，技术上很困难。

图1 净辐射表感受面原理图

原理与结构 常利用一块上、下两面涂黑的板，水平放置，根据上、下两个黑色表面的温度差测定地面的净辐射。各种类型净辐射表的基本构造是：感受元件都是由两块表面涂黑，特性完全一致的平板构成(如图1)。要求上、下两个感受面的黑体能够吸收所有波长的辐射。当平板水平置于自然条件下时，其两面的温差与它们所接收到的净辐射通量成正比。温差的大小由串联在上、下感受面背面的温差电堆测定。这种原理的净辐射表所测得的净辐射与温差之间的关系，可以用下式非常近似地表示出来：
Фe=(T1—T2) 〔K+f(v)〕，
式中 Фe为净辐射，T1、T₂为感受器上、下面的温度，K为仪器常数， f(v)是与感受器上、下面风速有关的函数值。由式可知，只要解决风速影响的问题，即可由温差来决定净辐射通量。
类型 通常有三种办法来解决风速影响的问题，因而有以下三种类型的净辐射表：
风速订正型净辐射表即热电式雅尼舍夫斯基相对净辐射表。感受器是由中间用绝热材料隔开的两块相同的铜盘构成，铜盘上面涂有能够吸收所有波长的黑色涂料。温差电堆的冷、热接点穿过中间的绝缘层串接于上、下感受面的背面。测定时，仪器完全裸露，安装于距下垫面一定高度上。上、下两个感受面受到不同辐射通量的作用，产生温差，并由温差电堆表示出来。为了抵消风速对温度的影响，现在控制净辐射不变情况下，改变感受面上、下的气流速度，作出一系列在不同风速条件下的“温差—风速”订正曲线。使用时，同时测定温差和仪器感受器周围的风速，根据风速在上述曲线上查出订正的温差电流值与换算系数求得净辐射通量。这种类型仪器的缺点是： 由于自然大气中的风速不易精确测定，同时自然风速的变化情况与实验模拟的情况有很大差异，故可引起很大误差。仪器的感受器直接暴露于自然环境中，感受面极易污染。此外，当有凝结、降水出现时不能使用。
人工通风型净辐射表 它的感受器也是两面涂黑的平板， 由温差电堆来测定板上、下两面的辐射通量值。为了抵消在测定时自然风速对温差的影响，仪器上附有人工的通风器(如图2)。通风器的气流均衡地吹过上、下两个感受面。当控制通风速度达到一定值后，自然风速对感受器的影响可以忽略。这时f(v)近似常数。故测定时只需根据温差大小与换算系数就可求得净辐射值。这种仪器在使用时， 应注意使上、下面通风速度一致、稳定； 通风管口朝向下风方向。当自然风速变化在0～12米/秒时，误差小于3%。缺点是仪器体积较大， 会使地面上形成较大阴影， 而且需要电源。此外， 感受面易受污染， 有凝结及降水时也不能使用。

图 2 通风型净辐射表构造示意图

1. 感受面； 2. 温差电堆； 3. 通风器； 4. 马达

防风膜型净辐射表 感受器的构造与通风型相同。在测定时， 为了使感受器不受自然风速对温差的影响，用特定的聚乙烯塑料薄膜制成半球形的防风罩，加盖在上、下感受面上，这样f (υ)可以近似常数。薄膜的厚度为0.1毫米时，在波长为0.3～40微米之间的辐射都能透过， 其透过率大于90%。只有在3.5微米、7微米、14微米三个波长附近有很窄的吸收带，对测量精度影响不大。聚乙烯薄膜防风罩固定在仪器上、下感受面后， 使用时将罩内充干燥空气即成半球形。当防风罩上有凝结物出现时， 可利用附加在感受器外围的电加热环提高感受器周围的气温， 以防止或消除凝结现象。也可对半球罩外面送风， 加强扰动， 以防止凝结发生。
防风膜型净辐射表构造简单， 适于农业气象工作中使用。仪器感受面的尺寸标准为直径6厘米，微型的为1厘米。这种类型的净辐射表， 当在其底下感应面用里面涂黑的金属罩代替聚乙烯薄膜时， 就可当作总辐射表使用。