Rejestrator Campbella-Stokesa - Campbell–Stokes recorder

Magnetofon Campbella-Stokesa używany w rejonie tropikalnym .
Rejestrator Campbella-Stokesa przystosowany do użytku w regionach polarnych (prawa kula skierowana jest na południe)

Rejestrator Campbella-Stokesa (czasami nazywany kulą Stokesa ) jest rodzajem rejestratora światła słonecznego . Został wynaleziony przez Johna Francisa Campbella w 1853 roku i zmodyfikowany w 1879 roku przez Sir George'a Gabriela Stokesa . Oryginalny projekt Campbella składał się ze szklanej kuli umieszczonej w drewnianej misie, na której słońce paliło ślad. Udoskonalenie Stokesa polegało na wykonaniu obudowy z metalu i umieszczeniu za kulą etui na karty.

Urządzenie jest przeznaczone do rejestrowania godzin jasnego światła słonecznego, które wypali dziurę w karcie.

Rejestrator słońca Campbella-Stokesa

Ta podstawowa jednostka jest nadal w użyciu, z niewielkimi zmianami. Jest szeroko stosowany poza Stanami Zjednoczonymi ( rejestrator słońca Marvin jest generalnie instrumentem używanym przez US National Weather Service ).

Technologia

Kryształowa kula ma zazwyczaj średnicę 10 cm (4 cale) i jest przeznaczona do skupiania promieni słonecznych na karcie zamontowanej z tyłu i umieszczonej na stojaku. Karta jest utrzymywana na miejscu za pomocą rowków, z których trzy nakładają się na siebie, aby uwzględnić wysokość słońca w różnych porach roku. Nagranie każdego dnia trafia na jedną kartę. Na półkuli północnej karty zimowe są używane od 15 października do 29 lutego, karty zrównania dnia z nocą od 1 marca do 11 kwietnia i od 3 września do 14 października. Karty letnie są zatem używane od 12 kwietnia do 2 września. Każda karta jest oznaczona godziną, z lokalnym południem w środku i odczytywana w dziesiątych częściach.

Na półkuli północnej urządzenie jest ustawione na stojaku zwróconym na południe, aby umożliwić rejestrację maksymalnej ilości słońca. Ważne jest, aby umieścić urządzenie w miejscu, w którym słońce nie będzie blokowane przez budynki, drzewa lub maszty flagowe.

Modyfikacją standardowej jednostki dla regionów polarnych jest dodanie drugiej, skierowanej na północ, kuli i karty do rejestrowania światła słonecznego latem, gdy pozostaje na niebie przez 24 godziny.

Zalety

Ogromną zaletą tego typu rejestratorów jest prostota i łatwość obsługi. Nie ma ruchomych części, dlatego wymaga bardzo niewielkiej konserwacji. Urządzenie może być używane w dowolnym miejscu na świecie z niewielkimi lub żadnymi modyfikacjami projektu. Piranometry zasilane elektrycznie mogą wykonywać tę samą pracę, ale rejestrator Campbella – Stokesa wykorzystuje energię słoneczną.

Niedogodności

Kiedy słońce znajduje się nisko na niebie, może nie mieć wystarczającej siły, aby prawidłowo spalić kartę, a zatem może mierzyć tylko ilość jasnego światła słonecznego, w przeciwieństwie do światła widzialnego. Dzieje się to często o świcie i zmierzchu. Deszcz może spowodować rozdarcie karty podczas jej wyjmowania, utrudniając odczyt. Na obszarach o wysokim mrozie i podczas marznących opadów kula może być trudna do czyszczenia i nie można jej usunąć, zanim ponownie zaświeci słońce. Jest również podatny na zewnętrzne, niezwiązane z warunkami atmosferycznymi czynniki takie jak kurz, brud czy zaschnięte ptasie odchody gromadzące się na szklanej kuli, co wymaga częstej kontroli i czyszczenia.

Największym problemem jest odczyt kart. W dni, w których słońce jest na przemian zasłaniane i wystawiane przez chmury, ilość oparzeń na karcie może być taka sama przez 30 sekund, jak przez 5 minut. Zatem odczyt karty może się różnić od jednego obserwatora do drugiego. Porównania z automatycznymi przyrządami na niemieckich stacjach wykazały, że latem różnice między dwoma systemami pomiarowymi mogą dochodzić nawet do 4 godzin dziennie. Średnia różnica wyniosła −0,23 h, co oznacza, że ​​pomiary rejestratorem Campbella-Stokesa są większe niż automatyczne.

Instrumenty kosztują 500–2 000 USD.

Bibliografia

Dalsza lektura

  • Departament Transportu - Oddział Meteorologiczny (Kanada) - Sunshine Recorders - Podręcznik 81, wydanie drugie, 1966.

Linki zewnętrzne