系統(tǒng)概述：
對(duì)輻射收支的長(zhǎng)期測(cè)量不僅對(duì)研究天氣和氣象學(xué)有著非常重要的意義，同時(shí)還有助于了解地球氣候系統(tǒng)以及人類(lèi)對(duì)氣候變化的影響。地面輻射監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星上的輻射觀測(cè)二者結(jié)合，便構(gòu)成了一個(gè)完整的地表輻射收支評(píng)估系統(tǒng)。地面輻射監(jiān)測(cè)能對(duì)衛(wèi)星上的輻射觀測(cè)進(jìn)行有效的校準(zhǔn)和修正，從而為觀測(cè)提供長(zhǎng)期有效的觀測(cè)數(shù)據(jù)；同時(shí)對(duì)家庭和工業(yè)太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展提供直接依據(jù)。這樣的測(cè)量對(duì)于評(píng)估大氣輻射傳輸?shù)睦碚摲治鼋Y(jié)果、驗(yàn)證氣候模式計(jì)算、研究地表輻射變化趨勢(shì)、農(nóng)業(yè)氣象及生態(tài)學(xué)研究也都是的。與此同時(shí)，輻射的收支對(duì)于蒸發(fā)、植物蒸騰、水的循環(huán)研究等也具有及其重要的價(jià)值。
輻射的測(cè)量分為太陽(yáng)輻射測(cè)量和地球輻射的測(cè)量。太陽(yáng)輻射或稱(chēng)短波輻射的測(cè)量可細(xì)分為天空總輻射（Eg↓）、直接輻射(S)和散射輻射(Ed↓)(備注： Eg↓= S+ Ed↓)，在進(jìn)行收支測(cè)量計(jì)算時(shí)，短波輻射還包括地面反射輻射(Er↑)。地球輻射或稱(chēng)長(zhǎng)波輻射分為天空向下輻射(El↓)和地面向上輻射(El↑)。 收入輻射（E↓）= 天空總輻射（Eg↓）+ 天空向下輻射(El↓) ；支出輻射（E↑）= 地面反射輻射(Er↑) + 地面向上輻射(El↑) 。輻射收支的差為凈輻射（E*），凈輻射（E*）= 收入輻射（E↓）- 支出輻射（E↑）
紫外輻射常常單獨(dú)測(cè)量，到達(dá)地面的紫外輻射分為兩類(lèi)：UV-A（315－400nm）和UV-B（280－315nm），監(jiān)測(cè)地面的紫外輻射及其定量變化對(duì)于加強(qiáng)環(huán)境評(píng)估和公眾安全都有十分重要的意義。因此，WMO強(qiáng)烈建議增加紫外輻射監(jiān)測(cè)進(jìn)行國(guó)家紫外指數(shù)的預(yù)報(bào)。
BSRN21太陽(yáng)輻射測(cè)量系統(tǒng)主要包括太陽(yáng)總輻射、散射輻射、直接輻射、反射輻射、大氣長(zhǎng)波輻射、地球長(zhǎng)波輻射、紫外輻射、光合有效輻射等輻射測(cè)量，除此之外，根據(jù)需要還會(huì)增加同步的常規(guī)氣象要素。嚴(yán)格地說(shuō)，測(cè)量直接輻射和散射輻射必須采用太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)（Tracker），而且對(duì)于輻射表而言需要加強(qiáng)制通風(fēng)罩，以保持探頭的身體溫度的相對(duì)穩(wěn)定，以及去除可能聚結(jié)在探頭上的雨露和霧氣。
BSRN21太陽(yáng)輻射測(cè)量系統(tǒng)主要配置技術(shù)指標(biāo)
| 儀器名稱(chēng) | 主要性能 | 圖片 |
| 短波輻射表(CMP21)：太陽(yáng)總輻射，散射輻射，地面反射短波輻射 | 范圍：-400~4000W/m²； 熱輻射偏移（200W/m²）：<7W/m²； 溫度變化偏移（5K/h）：<2 W/m²； 響應(yīng)時(shí)間：<2秒； 溫度響應(yīng)：<0.3%； 不穩(wěn)定性（變化/年）： <0.5%； 非線(xiàn)性（100-1000W/m2）：<0.2%； 方向響應(yīng)：<10W/m2 傾斜誤差：＜0.2%； 溫度傳感器輸出：10K熱敏電阻（可選PT-100） 光譜范圍：270~3000nm； 平均時(shí)間：>10年； 防護(hù)等級(jí)：IP67； | |
| 長(zhǎng)波輻射表（CGR4）：大氣長(zhǎng)波輻射；地面反射長(zhǎng)波輻射 | 光譜范圍 (50% 點(diǎn))：4.5 ~ 42 μm； 測(cè)量范圍：0~1000W/m²； 響應(yīng)時(shí)間（95%）：<18s； 不穩(wěn)定性(年變化)：< 1%； 非線(xiàn)性: < 1%； 視角：180º； 窗口熱偏移：<4W/m²； | |
| 直接輻射表（CHP1）：太陽(yáng)直接輻射 | 響應(yīng)時(shí)間（95%）：<2s； 光譜范圍：200~ 4000 nm； 非線(xiàn)性誤差：<0.2 %； 不穩(wěn)定性（變化/年）：<0.5%； 零點(diǎn)漂移（因溫度變化,5K/hr）: <1W/m2； 輻射強(qiáng)度：4000W/m²； 視角：5±0.2º； | |
| 光合有效輻射表（PQS1）：光合有效輻射 | 傳感器類(lèi)型：硅光電二極管 光譜范圍：（400~700）nm±4nm 靈敏度：4~10μV/μmol/m2/s 非穩(wěn)定性（年變化）：<2% 非線(xiàn)性：<1%（0~10000μV/μmol/m2/s） 溫度依賴(lài)性：<-0.12%/℃ 響應(yīng)時(shí)間（95%）：<1μs 定向響應(yīng)：<30μmol/m2/s 視角：180° 水平泡精度：<0.2° | |
| 紫外輻射表（CUV5）：太陽(yáng)紫外輻射 | 光譜波長(zhǎng)：280~400nm 輸出范圍：0~400 W/m2 靈敏度：300~500μV/W/m2 輻射強(qiáng)度：400W/m2 響應(yīng)時(shí)間：<1s 方向誤差：<5%（80°時(shí)） 非穩(wěn)定性（年變化）：<5% 非線(xiàn)性：<1% 溫度依賴(lài)性：-0.1%/℃ 阻抗：10 kΩ | |
| 日照時(shí)數(shù)表（CSD3）：太陽(yáng)日照時(shí)數(shù) | 光譜范圍：400~1100nm 不確定性：<10% 響應(yīng)時(shí)間：<1ms 非穩(wěn)定性（年變化）：<2%/年 溫度響應(yīng)：<0.1%/℃ 日照時(shí)數(shù)精度：>90% 防護(hù)等級(jí)：IP67 | |
| 全自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤器(SOLYS2)：保證實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)，確保各輻射參數(shù)的準(zhǔn)確性 | 雙軸自動(dòng)跟蹤器 定位與時(shí)間校準(zhǔn)：全自動(dòng)GPS 負(fù)載（平衡）：20Kg 定向精度：< 0.02º 角速度：5º/s 加速度：3.6 º/s2 供電：18-30VDC，90-264AC，50/60HZ 功耗：21W（晚上降至13W） 溫度范圍：-20℃-50℃（DC）；-40℃-50℃（AC） 重量：23Kg（跟蹤器），5Kg（支架） |
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| 數(shù)據(jù)采集器(CR1000X) | 內(nèi)存：128MB，通過(guò)MicroSD卡擴(kuò)展至2GB 掃描頻率：100Hz； CPU：32bit，F(xiàn)PU， 1MB運(yùn)存時(shí)鐘精度：±3分鐘/年；10μm（選配GPS） 工作溫度：-40℃~85℃； 帶網(wǎng)口通訊，RS232； | |
| 供電單元 | 1、整套太陽(yáng)跟蹤器供電單元（交流及太陽(yáng)能供電，鋰電池，保證連續(xù)10天陰雨環(huán)境）； 2、數(shù)據(jù)采集單元供電單元（太陽(yáng)能供電及鋰電池可選）； |
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| 整套系統(tǒng)安裝支架 | 太陽(yáng)總直散以外的輻射表，需定制安裝支架，符合國(guó)家相關(guān)氣象規(guī)范要求；輻射系統(tǒng)T型支架（定制，不銹鋼材質(zhì)，灰白漆） |
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| 數(shù)據(jù)采集與管理平臺(tái) | 1）為保證數(shù)據(jù)管理需求，需提供中心數(shù)據(jù)管理平臺(tái)軟件。 2）管理平臺(tái)軟件通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)審核，實(shí)時(shí)監(jiān)控，歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)，超標(biāo)數(shù)據(jù)預(yù)警等功能實(shí)現(xiàn)對(duì)野外各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)觀測(cè)的統(tǒng)一在線(xiàn)監(jiān)控和管理。 3）管理平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)數(shù)據(jù)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的展示、查詢(xún)；可根據(jù)時(shí)間段、站點(diǎn)名稱(chēng)、參數(shù)及數(shù)值范圍等查詢(xún)條件，方便地查詢(xún)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，查詢(xún)結(jié)果以列表的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)展現(xiàn)，查詢(xún)結(jié)果可導(dǎo)出到EXCEL文件中。 4）軟件整合采集器的通訊協(xié)議，與數(shù)據(jù)采集/入庫(kù)模塊一體化，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，保障數(shù)據(jù)接收穩(wěn)定無(wú)錯(cuò)漏；支持自動(dòng)采集和上傳導(dǎo)入兩入庫(kù)方式，可以將臺(tái)站軟件上傳的數(shù)據(jù)記錄自動(dòng)入庫(kù)； 5）達(dá)到數(shù)據(jù)共享的同時(shí)保證安全性，用戶(hù)權(quán)限可配置，用戶(hù)根據(jù)權(quán)限訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)，同時(shí)具備數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能豐富的圖形控件，支持任意站點(diǎn)任意數(shù)據(jù)的組合實(shí)時(shí)展示。 |
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