Регистратор Кэмпбелла – Стокса - Campbell–Stokes recorder

Регистратор Кэмпбелла – Стокса, используемый в тропический регион.
Регистратор Кэмпбелла – Стокса, адаптированный для использования в полярные регионы (Правая сфера обращена на юг)

В Регистратор Кэмпбелла – Стокса (иногда называемый Сфера Стокса) является разновидностью регистратор солнечного света. Это было изобретено Джон Фрэнсис Кэмпбелл в 1853 г. и изменен в 1879 г. сэром Джордж Габриэль Стоукс. Первоначальный дизайн Кэмпбелла состоял из стакана сфера положить в деревянную миску, чтобы солнце оставило след на ней. Утонченность Стокса заключалась в том, чтобы сделать корпус из металла и установить за шаром держатель для карт.

Устройство предназначено для записи часы яркого солнечного света который прожигает дыру в карте.

Регистратор солнечного света Кэмпбелла-Стокса

Этот базовый блок до сих пор используется с очень небольшими изменениями. Он широко используется за пределами Соединенные Штаты (в Регистратор солнечного света Марвина обычно инструмент, используемый Национальная служба погоды США ).

Технологии

Хрустальный шар обычно имеет диаметр 10 см (4 дюйма) и предназначен для фокусировки солнечных лучей на карту, установленную сзади и установленную на подставке. Карточка удерживается на месте канавками, из которых есть три перекрывающихся набора, чтобы учесть высоту солнца в разное время года. Запись каждого дня идет на одну карту. в Северное полушарие зимние карты используются с 15 октября по 29 февраля, равноденствие открытки с 1 марта по 11 апреля и с 3 сентября по 14 октября. Поэтому летние карты используются с 12 апреля по 2 сентября. На каждой карточке указан час, местный полдень находится в центре, и читается в десятых долях.

в Северное полушарие, устройство устанавливается на подставке, обращенной на юг, чтобы обеспечить запись максимального количества солнечного света. Важно разместить устройство в таком месте, где солнце не будет закрыто зданиями, деревьями или флагштоками.

Модификация стандартного агрегата для полярные регионы - это добавление второй, обращенной на север, сферы и карты для записи солнечного света летом, когда он остается в небе в течение 24 часов.

Преимущества

Основным преимуществом регистратора этого типа является его простота и удобство использования. В нем нет движущихся частей, поэтому он требует минимального обслуживания. Устройство можно использовать в любой точке мира с небольшими изменениями конструкции или без них. С электрическим приводом пиранометры может выполнять ту же работу, но регистратор Кэмпбелла – Стокса использует солнечную энергию.

Недостатки

Когда солнце находится низко в небе, у него может не хватить силы, чтобы правильно сжечь карту, и поэтому он может измерять только количество яркого солнечного света, а не видимого солнечного света. Это часто происходит на рассвете и в сумерках. Дождь может вызвать разрыв карты при ее извлечении, что затрудняет чтение. В областях с высоким мороз и в периоды ледяной дождь Сфера может быть трудно очистить, и ее нельзя будет удалить до того, как снова засияет солнце. Он также подвержен внешним, не погодным факторам, таким как пыль, грязь или засохший птичий помет, накапливающийся на стеклянной сфере, что требует частого осмотра и очистки.

Самая большая проблема - это чтение карт. В дни, когда солнце поочередно закрыто и закрыто облаками, количество ожогов на карте может быть таким же в течение 30 секунд и 5 минут. Таким образом, чтение карты может отличаться от одного наблюдателя к другому. Сравнение с автоматическими приборами на немецких станциях показало, что летом разница между двумя измерительными системами может достигать 4 часов в день. Средняя разница составила -0,23 ч, т.е. измерения регистратора Кэмпбелла-Стокса больше, чем автоматические.[1]

Инструменты стоят 500–2000 долларов США.

Рекомендации

  1. ^ Ханнак, Л., Фридрих, К., Имбери, Ф. и Каспар, Ф .: Сравнение ручных и автоматических измерений суточной продолжительности солнечного сияния на немецких климатических станциях, Adv. Sci. Res., 16, 175–183, https://doi.org/10.5194/asr-16-175-2019, 2019.

дальнейшее чтение

  • Департамент транспорта - метеорологический отдел (Канада) - Регистраторы солнечного света - Руководство 81, второе издание, 1966 г.

внешняя ссылка