4.1 Приборы для измерения ультрафиолета

В качестве средства измерений УФ-В радиации и проведения соответствующего мониторинга используется фильтровый ультрафиолетметр (УФМ), разработанный в ГГО на базе озонометра М-124 1, 6, 11 с корригирующей насадкой – шаром Лярше 13. Озонометр М-124 прошел государственные приемные испытания и применяется на международной сети озонометрических станций.

Ультрафиолетметр предназначен для измерения суммарной ультрафиолетовой радиации в диапазоне спектра УФ - В (280 - 315 нм), падающей на горизонтальную поверхность.

Для измерения УФ-В радиации используется первый светофильтр ультрафиолетметра.

Питание ультрафиолетметра осуществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц.

4.2 Обработка данных ультрафиолетовой радиации

Для запуска программы необходимо войти в директорию UFR и запустить выполняемый файл ufr.exe. На экране появится Главное меню программы, все поля которого необходимо заполнить. Продолжите работу нажатием клавиши Q. (Шрифт должен быть латинским). На экране появится таблица, имеющая, например, такой вид:

СТAНЦИЯ Воейково
ДАТА(ddmmgg)	150705	M-124		No 480			No ВМО 112
Nn	hh.mm	HH	I1	n	T °C	X		CC	снег	Qb

где:

Nn  номер по порядку

hh.mm  время московское зимнее (час.мин)

HH  высота Солнца

I1  отсчет по первому светофильтру

n  чувствительность ультрафиолетметра

T°C  температура прибора

X  суммарный озон (в е. D.)

снег – наличие (но не атмосферное явление – снег) снежного покрова на поверхности земли: земля покрыта снегом – 1, на поверхности земли снега нет – 0

CC  облачность

Qb  суммарная ультрафиолетовая радиация

4.3 Метод измерения уф-в радиации

Измерения УФ-В радиации выполняют методом, суть которого 6, 7, 9 заключается в следующем. Отсчет по узкополосному атмосферно-оптическому прибору равен

, (1)

где W_  абсолютная спектральная чувствительность прибора для длины волны ;

Q_ – спектральная плотность УФ радиации с длиной волны , поступающей на приемную поверхность прибора от верхней полусферы, зависящая от высоты Солнца и суммарного озонаX, ∆ – спектральный участок, выделяемый прибором.

Для широкополосного прибора на основании (1) отсчет равен

, (2)

где  - переменная величина, а , и – границы спектральной чувствительности прибора..

Пусть для удобства изложения мы имеем два ультрафиолетметра: реальный и идеальный. Идеальный ультрафиолетметр с кривой эффективной эритемной спектральной чувствительности, тождественной кривой спектральной чувствительности белой кожи человека K_, измеряет УФ-B радиацию, и его отсчет равен

, (3)

где длина волны изменяется от ₃ = 280 до ₄ = 315 нм.

В выбранный момент времени для данных  и X производится сравнение отсчетов реального и идеального ультрафиолетметров, т. е. выражения (2) и (3). Отсчеты I и I_B будут отличаться друг от друга множителем R, зависящим от  и X.

R. (4)

Из (4) следует, что значение множителя R, в дальнейшем называемого редукционным, равно

. (5)

Согласно (4) и (5), для получения значения УФ-В радиации необходимо отсчет по реальному ультрафиолетметру умножить на значение R при тех же  и X, что наблюдались в момент измерения.

Значения редукционного множителя R для разных значений и X рассчитываются по формуле (5) с использованием модельных и экспериментальных данных о величине 3, 4, 6.

Для расчета редукционных множителей используется известная кривая эффективной эритемной спектральной чувствительности CIE 1987/DIN5050 6, 12. Эта кривая представляется следующими соотношениями:

K_ = 1 для <298 нм;

для 298    328 нм;

для  > 328 нм. (6)

В качестве спектральной чувствительности реального прибора для расчетов редукционного множителя используется относительная спектральная чувствительность УФМ

w_ = к W_,

где к – постоянный множитель, не зависящий от .

Значение к входит в коэффициенты градуировки ультрафиолетметра K_B,i, которые определяются для разных чувствительностей в Филиале ГГО НИЦ ДЗА (в Воейково) в период плановых (и иных) градуировок УФМ, и таким образом величина к исключаются из расчетов УФ-В радиации.

Обработка данных наблюдений согласно (7) производится по формуле:

Q_B = K_B,i ^R_B ^ I_I,i q_T,I [мВт^м^-2 (9)

В формуле (9) приняты следующие обозначения:

Q_B - УФ-В радиация, (мВт^м^-2);

K_B,i - коэффициенты градуировки УФМ на 7 - 11 чувствительностях, обозначаемых i,, (мВт^м^-2);

R_B - редукционные множители УФМ в зависимости от высоты Солнца  и суммарного озона X;

q_T,_I - температурный коэффициент УФМ для 1-го светофильтра в зависимости от температуры ТС;

I_I,i - отсчет по микроамперметру, полученный по 1 светофильтру и чувствительности i.

Запись результатов наблюдений производится в “Журнале наблюдений за УФ-В радиацией”.

Обработку данных наблюдений УФ-В радиации производят на ПВЭМ по специализированным программам, разработанным в Филиале ГГО НИЦ ДЗА для каждого пункта наблюдений, которые передаются сотрудникам ГМО в период градуировки ультрафиолетметра в Воейково.