Un radiómetro neto es un tipo de actinómetro que se utiliza para medir la radiación neta (NR) en la superficie de la Tierra para aplicaciones meteorológicas. El nombre radiómetro neto refleja el hecho de que mide la diferencia entre la radiación descendente / entrante y ascendente / saliente de la Tierra. Se utiliza con mayor frecuencia en el campo de la ecofisiología .
Principio de funcionamiento
El radiómetro neto se basa en un sensor de termopila cuyas juntas calientes están en contacto térmico con el receptor, mientras que las juntas frías superiores están en contacto térmico con el receptor inferior. La diferencia de temperatura entre los dos receptores es proporcional a la irradiación neta. La diferencia de temperatura entre la unión fría y caliente se convierte en voltaje mediante el efecto Seebeck. Los dos receptores están hechos de una porción de Teflon® recubierto de forma esférica. La forma particular de los dos receptores proporciona una respuesta de acuerdo con el coseno. El revestimiento de Teflon®, además de permitir la instalación en exteriores durante largos períodos sin riesgo de daños, puede tener una respuesta espectral constante desde ultravioleta (200 nm) hasta infrarrojo lejano (100 μm).
Instalación y montaje del radiómetro neto para mediciones de irradiancia total
Para permitir la limpieza regular de las dos superficies receptoras, LP NET 07 debe montarse en lugares de fácil acceso. Las superficies se pueden lavar con agua corriente o alcohol ETHIL puro. Monte el instrumento de manera que no se proyecte sombra sobre él en ningún momento del día y de las estaciones, de obstrucciones como edificios, árboles o cualquier otro obstáculo. En el hemisferio NORTE, el radiómetro neto normalmente está orientado hacia el SUR, mientras que debería estar orientado hacia el NORTE, en el hemisferio SUR. El instrumento debe montarse a una altura de al menos 1,5 m sobre el suelo. Tenga en cuenta que el flujo en el receptor inferior es representativo de un área circular con un radio de 10 veces la altura. Al instalar el radiómetro de red, evite, siempre que sea posible, tocar las superficies del radiómetro de red receptor.
Terminología
Aunque existen muchos tipos de radiómetros de red, el diseño de 4 componentes en la actualidad es el más popular para aplicaciones científicas.
Un radiómetro neto de 4 componentes sirve para medir 4 componentes separados del balance de radiación de superficie: SW en radiación de onda corta entrante directa, SW hacia afuera o radiación de onda corta reflejada, LW en radiación de onda larga difusa del cielo y LW afuera de radiación de onda larga emitida por la superficie del suelo. En los radiómetros netos, la radiación de onda corta se mide con piranómetros que miden la radiación de onda corta entrante y la radiación de onda corta reflejada ( albedo ), y la radiación de onda larga se mide con pirgeómetros . El rango de trabajo de los piranómetros es de 300 a 2800 nm de longitud de onda y el de los pirgeómetros es de 4500 a 100000 nm de longitud de onda.
La superficie del receptor superior mide la radiación solar directa más la difusa y la radiación a longitudes de onda más largas emitidas desde el cielo (nubes), mientras que el área de recepción inferior mide la radiación solar reflejada desde el suelo (albedo) y las longitudes de onda de la radiación. emitido desde la tierra. El instrumento está diseñado y fabricado para ser utilizado en exteriores en cualquier condición climática. Además de su uso en meteorología para medir el balance energético, se puede utilizar en interiores para medir la temperatura radiante (ISO 7726).
Cálculos
NOTA: las siguientes fórmulas tienen T en kelvins . Suma 273,16 para convertir a temperatura en grados Celsius.
U es la salida de voltaje de un sensor, E es la radiación en la superficie del sensor, arriba = instrumento orientado hacia arriba, abajo = instrumento orientado hacia abajo, SW = onda corta o radiación solar, LW = radiación de onda larga o infrarroja lejana ( FIR ), entrada = entrada, salida = saliente, T = temperatura, NR = radiación neta.
SW en = U pyrano, arriba / E pyrano, arriba
SW out = U pyrano, abajo / E pyrano, abajo
LW in = ( U pyrgeo, up / E pyrgeo, up ) + 5.67 × 10 −8 T pyrgeo 4
LW out = ( U pyrgeo, abajo / E pyrgeo, abajo ) + 5.67 × 10 −8 T pyrgeo 4
NOTA: en la red LW se cancela la temperatura del instrumento:
LW net = ( U pyrgeo, arriba / E pyrgeo, arriba ) - ( U pyrgeo, abajo / E pyrgeo, abajo )
SW net = ( U pyrano, arriba / E pyrano, arriba ) - ( U pyrano, abajo / E pyrano, abajo )
NR = red SW + red LW
Parámetros especiales que se pueden deducir:
SW albedo = SW in / SW out
Superficie T = (LW out / 5.67 × 10 −8 ) 1/4
T cielo = (LW in / 5.67 × 10 −8 ) 1/4
El albedo SW y la superficie T deben estimarse a partir de otras fuentes, y el NR puede calcularse utilizando estas mediciones más el SW in y LW in .
El albedo SO típicamente se asume que es una constante, típicamente tomada de observaciones satelitales locales; La superficie T a menudo se puede calcular a partir de la temperatura del aire o de las mediciones de la temperatura del suelo.
Uso
Los radiómetros netos se utilizan con frecuencia en meteorología , climatología , estudios de energía solar y física de la construcción. Se pueden ver en muchas estaciones meteorológicas, generalmente instaladas horizontalmente.
Estandarización
Los radiómetros de red no están estandarizados.
Ver también
Referencias
enlaces externos
- Especificaciones, dibujos e imágenes cortesía de los sensores térmicos de Hukseflux, www.Hukseflux.com
- Especificaciones cortesía de Delta OHM www.deltaohm.com
- www.kippzonen.com