Ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα όργανα για τη μέτρηση της ηλιακής ακτινοβολίας είναι ο ηλιογράφος . Η ηλιακή ακτινοβολία είναι ο αριθμός των ωρών που ο ήλιος έχει λάμψει σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία κατά τη διάρκεια μιας ημέρας. Αυτό το όργανο μας επιτρέπει να καταγράψουμε το ηλιακό φως που πέφτει σε μια περιοχή σε διάστημα δύο ημερών. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να προσδιορίσουμε τη διάρκεια δύο πλήρων ημερών κατά τη διάρκεια των μεταβαλλόμενων εποχών.
Σε αυτό το άρθρο, θα σας πούμε τι είναι ο ηλιογράφος, ποια είναι τα χαρακτηριστικά του και πώς να τον χρησιμοποιήσετε.
Τι είναι ένα Ηλιογράφημα
Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ποσότητας του ηλιακού φωτός που φτάνει σε μια επιφάνεια σε μια συγκεκριμένη ημέρα. Η ηλιοφάνεια είναι επίσης γνωστή ως η ποσότητα του «ενεργού ηλιακού φωτός» που φτάνει στην επιφάνεια. Η συσκευή αποτελείται από έναν ηλιακό καταγραφέα, ο οποίος είναι μια συμπαγής γυάλινη σφαίρα διαμέτρου περίπου δέκα εκατοστών. Αυτή η συμπαγής γυάλινη σφαίρα λειτουργεί ως φακός για να συγκεντρώνει όλες τις ακτίνες του ήλιου σε ένα εστιακό σημείο κοντά σε αυτό. Καθώς ο ήλιος κινείται στον ουρανό, αυτό το εστιακό σημείο προβάλλεται σε μια λωρίδα χαρτονιού που είναι προσαρτημένη σε ένα μεταλλικό πλαίσιο παράλληλο με την βιντεοκάμερα.
Αυτή η λωρίδα από χαρτόνι έχει σχήμα ημικύκλιο και βρίσκεται πίσω από τη συμπαγή γυάλινη σφαίρα. Η συγκέντρωση της πηγής φωτός και θερμότητας ανιχνεύει μια γραμμή μέσω της περισσότερο ή λιγότερο έντονης ανθρακοποίησης ανάλογα με την ένταση των ηλιακών ακτίνων. Έτσι μετράται η ηλιακή ακτινοβολία.
Οι ταινίες δείχνουν τις ώρες και τα ημίωρα κάθε ημέρας που σημειώνονται πάνω τους. Καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, το χαρτόνι απανθρακώνεται, δημιουργώντας μια γραμμή ποικίλης έντασης ανάλογα με την ποσότητα του ηλιακού φωτός. Εάν ο ήλιος είναι συνεχώς διακοπτόμενος λόγω νεφοκάλυψης, η πηγή φωτός μπλοκάρεται και η διαδικασία απανθράκωσης διακόπτεται. Εάν η νεφοκάλυψη εξαφανιστεί, η απανθράκωση του χαρτονιού συνεχίζεται.
Αθροίζοντας τα μήκη των γραμμών που καίγονται καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, μπορείτε να προσδιορίσετε τη συνολική ποσότητα ηλιακού φωτός και ηλιακής ακτινοβολίας για εκείνη την ημέρα. Η αναλογία μεταξύ της πραγματικής ηλιακής ακτινοβολίας μιας ημέρας και της ηλιακής ακτινοβολίας που θα είχε συμβεί εάν ο ήλιος έλαμπε συνεχώς στη σφαίρα του ηλιογράφου είναι γνωστή ως κλάσμα ηλιακής ακτινοβολίας. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα μετεωρολογικά όργανα και τη λειτουργία τους, μπορείτε να συμβουλευτείτε αυτόν τον σύνδεσμο.
Πώς να χρησιμοποιήσετε το Heliograph
Αυτή η συσκευή τοποθετείται σε έναν τοιχοποιό σε ύψος περίπου 1.3 μέτρων πάνω από το έδαφος. Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν εμπόδια που θα μπορούσαν να εμποδίσουν την ορατότητα του προς τον ήλιο. Μια καλή θέση για τον ηλιογράφο είναι αυτή που επιτρέπει την ορατότητα ολόκληρου του ζωδιακού κύκλου πάνω από τον ορίζοντα οποιαδήποτε εποχή του χρόνου. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να μετρήσουμε την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας από την ανατολή μέχρι τη δύση του ηλίου.
Ο ηλιογράφος πρέπει να τοποθετηθεί σωστά για το γεωγραφικό πλάτος στο οποίο βρισκόμαστε. Πρέπει να θυμόμαστε ότι η ποσότητα του ηλιακού φωτός και της ηλιακής ακτινοβολίας ποικίλλει ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος και το υψόμετρο. Οι ακτίνες του ήλιου φτάνουν σε μια πιο πλάγια γωνία καθώς πλησιάζουμε τους πόλους, καθιστώντας τις εντελώς κάθετες στον Ισημερινό. Αυτά τα όργανα κατασκευάζονται γενικά για έναν μικρό αριθμό τυπικών γεωγραφικών πλάτων που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη του ηλιακού φωτός. Αφήνεται ένα περιθώριο για τελική μικρορύθμιση χρησιμοποιώντας μια συσκευή μεταβλητού γεωγραφικού πλάτους. Έτσι διαμορφώνουμε τον ηλιογράφο ώστε να λειτουργεί σε οποιοδήποτε γεωγραφικό πλάτος.
Οι ρυθμίσεις στον ηλιογράφο για το γεωγραφικό πλάτος πρέπει επίσης να προσαρμοστούν για το γεωγραφικό μήκος. Ο καλύτερος τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να χρησιμοποιήσετε την εξίσωση του χρόνου . Αυτή η μέθοδος υπολογίζει με σημαντική ακρίβεια τον χρόνο που ο ήλιος περνάει πάνω από το τοίχωμα μιας συγκεκριμένης τοποθεσίας. Εάν ο ηλιογράφος δεν ρυθμιστεί σωστά, τα σημάδια ή τα εγκαύματα δεν θα είναι παράλληλα με την κεντρική γραμμή. Αυτό ενέχει τον κίνδυνο απώλειας δεδομένων ηλιακής ακτινοβολίας και λήψης ανακριβών μετρήσεων. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την ηλιακή ακτινοβολία, μπορείτε να συμβουλευτείτε [αναφορά σε σχετικές πληροφορίες].
Καθώς το ύψος του ήλιου ποικίλλει κατά τη διάρκεια του έτους, η εστίαση του Ηλιογράφου μετατοπίζεται ανάλογα. Αυτό σημαίνει ότι το μεταλλικό πλαίσιο, το οποίο είναι εφοδιασμένο με υποδοχές και οδηγούς, μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να βρίσκει την καταλληλότερη θέση για να διευκολύνει τους υπολογισμούς οποιαδήποτε εποχή του χρόνου.
Οι ταινίες του Heliograph είναι επίπεδες ζώνες. Αυτές οι ζώνες είναι στενές έτσι ώστε να συμπίπτουν με σχεδόν οποιαδήποτε περιοχή της σφαίρας.
Πώς να ερμηνεύσετε τα δεδομένα
Αν ο ήλιος λάμπει συνεχώς, είναι αρκετά εύκολο να μετρήσετε τις ενεργές ώρες ηλιακού φωτός. Απλώς μετρήστε το μήκος της καμένης γραμμής και ελέγξτε τον αριθμό των ωρών άμεσου ηλιακού φωτός. Αν ο ήλιος λάμπει κατά διαστήματα, η συνολική ηλιακή ακτινοβολία πρέπει να μετρηθεί διαφορετικά. Θα χρειαστείτε μια λωρίδα χαρτιού ή χαρτονιού με καθαρά κομμένη άκρη, η οποία τοποθετείται δίπλα στην λωρίδα ηλιογράφου. Χρησιμοποιήστε ένα κοφτερό μολύβι για να σημειώσετε τα μήκη των καμένων περιοχών. Η εικόνα του ήλιου δεν θα είναι μια ευθεία γραμμή, αλλά μάλλον ένας μικρός κύκλος, επομένως κάθε τμήμα του ημικυκλίου θα πρέπει να ληφθεί ως σημείο έναρξης και λήξης.
Για να αποφύγετε λάθη κατά τη χρήση αυτών των υπολογισμών, είναι καλή ιδέα να χρησιμοποιήσετε ένα ειδικό χαρτί ή χαρτόνι που έχει ένα πρότυπο που βοηθά στην αποφυγή πρόσθετων υπολογισμών. Υπάρχουν ορισμένοι κανόνες που έχουν θεσπιστεί για να υπολογίζονται οι ώρες ηλιοφάνειας από το INM. Για παράδειγμα, εάν η διαδρομή έχει καεί καθαρά, το μήκος της αυλάκωσης θα μειωθεί κατά μια τιμή ίση με το ήμισυ της ακτίνας της καμπυλότητας σε κάθε άκρο.
Εάν τα εγκαύματα είναι κυκλικά, το μέσο μήκος της γραμμής πρέπει να είναι ίσο με τη μισή διάμετρο του εγκαύματος. Όταν το έγκαυμα δεν είναι παρά ένα στενό έγκαυμα κάτω από ένα μόνο σημείο, πρέπει να μετρηθεί ολόκληρο το μήκος του ίχνους.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το Heliograph.