Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Күн сәулесін тіркеу құрылғысының түрі
Type of sunshine recorder
Кемпбелл-Стокс тіркегіші (кейде Стокс шар деп аталады) – күн сәулесін тіркеу құрылғысының бір түрі. Оны 1853 жылы Джон Фрэнсис Кэмпбелл ойлап тапты және 1879 жылы сэр Джордж Габриэль Стокс жетілдірді. Кэмпбеллдің бастапқы дизайны үлкен шар тәрізді линзадан тұрады, ол ағаш ыдысқа орналастырылып, күн ыдысқа із қалдырады. Стокс жасаған жаңалық – металдан корпус жасау және шардың артына карта ұстағыш орнату болды. Бұл құрылғы күннің жарқырап тұрған сағаттарын тіркеуге арналған, осы сағаттар картаны күйдіріп тесік жасайды. Бұл негізгі құрылғы бүгінгі күнге дейін аз өзгерістермен қолданылып келеді. Ол АҚШ-тан тыс елдерде кеңінен қолданылады (АҚШ Ұлттық ауа райы қызметі көбінесе Марвин күн сәулесін тіркеу құрылғысын пайдаланады).
The Campbell–Stokes recorder (sometimes called a Stokes sphere) is a type of sunshine recorder. It was invented by John Francis Campbell in 1853 and modified in 1879 by Sir George Gabriel Stokes. The original design by Campbell consisted of large ball lens set into a wooden bowl with the sun burning a trace on the bowl. Stokes's refinement was to make the housing out of metal and to have a card holder set behind the sphere. The unit is designed to record the hours of bright sunshine which will burn a hole through the card. This basic unit is still in use today with very little change. It is widely used outside the United States (the Marvin sunshine recorder is generally the instrument used by the U. S. National Weather Service).
Технология
Кристалл шардың диаметрі әдетте 10 см (4 дюйм) болып келеді, және ол күн сәулелерін арт жағында орналасқан картаға шоғырландыру үшін жасалған, сондай-ақ тұғырға орнатылған. Карта жылдың әртүрлі мезгілінде күннің биіктігін ескере отырып, үш қабаттасқан ойықтармен бекітіледі. Әр күндік жазбалар бір картаға түсіріледі. Солтүстік жарты шардан қысқы карталар 15 қазаннан 29 ақпанға дейін, күн мен түн теңелу карталары 1 наурыздан 11 сәуірге дейін және 3 қыркүйектен 14 қазанға дейін қолданылады. Осылайша, жазғы карталар 12 сәуірден 2 қыркүйекке дейін қолданылады. Әр картада сағат көрсетілген, ортасында жергілікті түскі уақыт орналасқан және ондықтармен оқылады. Солтүстік жарты шардан максималды мөлшерде күн сәулесін тіркеу үшін құрылғы оңтүстікке қаратылған тұғырға орнатылады. Құрылғыны ғимараттардың, ағаштардың немесе ту қондырғыларының күн сәулесін кедергілемейтін жерге орналастыру маңызды. Полярлық аймақтар үшін стандартты құрылғыға енгізілген өзгеріс – жазғы кезеңде 24 сағат бойы аспанда болатын күн сәулесін тіркеу үшін екінші, солтүстікке қаратылған шар мен картаның қосылуы.
The crystal ball is typically 10 cm (4 inches) in diameter, and is designed to focus the rays from the sun onto a card mounted at the back and is set on a stand. The card is held in place by grooves of which there are three overlapping sets, to allow for the altitude of the sun during different seasons of the year. The recording of each day goes onto one card. In the northern hemisphere the winter cards are used from 15 October to 29 February, the equinox cards from 1 March to 11 April and 3 September to 14 October. The summer cards are therefore used from 12 April to 2 September. Each card is marked as to the hour, with local noon being in the centre, and is read in tenths. In the northern hemisphere, the unit is set in a stand facing south to enable the maximum amount of sun to be recorded. It is important to place the unit in an area where the sun will not be blocked by buildings, trees or flagpoles. A modification to the standard unit for polar regions is the addition of a second, north facing, sphere and card, to record the sunlight during the summer when it remains in the sky for 24 hours.
Артықшылықтар
Бұл типтегі жазғыш құрылғының басты артықшылығы – оның қарапайымдылығы және қолданудың жеңілдігі. Онда жылғалы бөліктер жоқ, сондықтан оған аз күтім қажет. Құрылғыны әлемнің кез келген жерінде, конструкциясына ешқандай өзгеріс енгізбей немесе минимал өзгерістермен пайдалануға болады. Электр қуатымен жұмыс істейтін пиранометрлер де осы жұмысты атқара алады, бірақ Кэмпбелл-Стокс жазғышы күн энергиясын пайдаланады.
The major advantage of this type of recorder is its simplicity and ease of use. There are no moving parts and it thus requires very little maintenance. The unit can be used anywhere in the world with little or no modification to the design. Electrically operated pyranometers can do the same work, but the Campbell–Stokes recorder uses solar power.
Кемшіліктер
Күн аспанда төмен тұрған кезде картаны толық күйдіруге жеткілікті күші болмауы мүмкін, сондықтан көзге көрінетін күн сәулесіне қарағанда, тек жарқын күн сәулесінің мөлшерін ғана өлшеуге болады. Бұл көбінесе таңертең және кешке кездеседі. Жаңбыр картаны алып тастағанда жыртып алуы мүмкін, соның салдарынан оқу қиынға соғады. Қатты қыраулы аймақтарда және мұз жауған кезде шарды тазалау қиын болуы мүмкін және күн қайтадан шыққанша оны алып тастауға үлкермеуі мүмкін. Сондай-ақ, ол шыны шарға жиналатын шаң, кір немесе құстың құрғаған нәжісі сияқты сыртқы, ауа-райына байланысты емес факторларға ұшырайды, сондықтан оны жиі тексеру және тазалау қажет. Ең үлкен мәселе – карталарды оқу. Күннің бұлттармен жабылып, ашылып тұратын күндері, картадағы күю деңгейі 30 секундта да, 5 минутта да бірдей болуы мүмкін. Осылайша, картадан алынған мәліметтер әр бақылаушы үшін әртүрлі болуы мүмкін. Германиядағы автоматты құралдармен салыстыру, жаз айларында екі өлшеу жүйесінің айырмашылығы күніне 4 сағатқа дейін жететінін көрсетті. Орташа айырмашылық -0.23 сағатты құрады, яғни Кэмпбелл-Стокстер жазғышының көрсеткіштері автоматты құралдардан жоғары. Құралдардың бағасы 500-2000 АҚШ доллары аралығында.
When the sun is low in the sky it may not have enough strength to properly burn the card and thus can only measure the amount of bright sunshine as opposed to visible sunshine. This often occurs at dawn and dusk. Rain may cause the card to be torn when removing it and thus making it difficult to read. In areas of high frost and during periods of freezing rain the sphere may be difficult to clean and may not be removed before the sun is shining again. It is also susceptible to external, non weather factors such as dust, dirt or dried bird droppings accumulating on the glass sphere which requires frequent inspection and cleaning. The single biggest problem is in the reading of the cards. On days when the sun is alternately covered and exposed by clouds, the amount of burn on the card may be the same for 30 seconds as for 5 minutes. Thus, the reading of the card may differ from one observer to another. Comparisons with automatic instruments at German stations revealed that during summer the differences of the two measurement systems can reach up to 4 h per day. The mean difference was −0.23 h, i. e. the measurements of the Campbell–Stokes recorder are larger than the automatic. Instruments cost $US500–2,000.