Nghiên cứu mối quan hệ giữa độ phơi ngày của tán xạ tổng xạ và thời gian nắng ở việt nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (19.03 MB, 55 trang )
Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C ( Ỉ I A I IÀ N Ộ I
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tư NHIÊN
N G H IÊN CỬ U MỐI Q U A N H Ệ G IỮ A ĐỘ PH Ơ I
N G À Y CỦ A TẢ N X Ạ , T ổ N G X Ạ V À TH Ờ I G IA N
N Ắ N G Ở V IỆ T NAM
Mõ sô": Ọ T .0 1 .2 3
Chủ trì cTể lị i: PGS. TS N g u y e n I h r ó n g Đ i ơn
Cóc thành viên tham g io : C N N g u y ễ n Đ á n g Q u a n g
đại h ọ c q u ố c gi a hà n ôi
TRUNG TÀM THÔNG tin thư viền
D T /Z 6 ^
MÀ NỘI - 2003
B Á O C Á O T Ó M T Ắ T f)Ể T Ả I
1. Tên đê tài: Nghiên cứu mối quan hệ giữa độ phơi ngày cùa hức x;i mat trời
khuếch tán , lổng cộng và thời gian nắng ờ Việt Nam
2. M ã số: QT.01.23
3. C h ủ tr ì đề tài: PGS. TS. Nguyỗn Hướng Điổn
4. Các cán bộ t h a m gia:
CN Nguyễn Đãng Quang
5. M ục tỉêư và nội d u n g nghiên cứu:
!) Mục liôu:
- Xác định các cổng thức thực nghiệm lính tốn dọ phííi ((ổng lương) rmny cùa
hức xạ Mặt Trời khuếch tán từ hức xạ tổng cộng và thời giíin nắng (lựa Iron CÍÍC số
liỌu quan trác của ba đại lượng dó cho các vùng trên lãnh lliổ Việt Nam
- Đánh giá dọ chính xác và khả năng ứng dụng của các cổng thức thu dược.
2) Nội dung:
a) Tìm hiểu mối quan hệ dịnh tính giữa tán xạ, tổng xạ và số giờ nắng.
b) Nghiôn cứu phương pháp xác định và thính giá mối quan họ (.lịnh Iưựng
giữa các dại lượng cần nghiên cứu.
c) Thi! thập số liệu về tán xạ, tổng xạ và số giờ nắnsi qiiíHi (rắc (lirợc líii các
ĩrạm khí tượng trên lãnli thổ Việt Nam.
(!) Lặp trình, lính tốn lìm ra các cổng thức Ilụrc neliiêm lien họ lĩiiNi c;ic đai
lượng nghiên cứu dối với từng vììne và (rên lìn lãnh thổ Viê< Níim.
e) Nhận xét kết quả, đánh giá dọ chính xác. khả năng ứng dune cùa các cổng
thức thu dược.
6. Các kết q u ả đạ t được:
- Sự phụ tluiộc cùa tỉ số giữa dọ phơi lán xạ Vít dơ phoi tổng xạ ngày vào độ
Iniyluyến lính.
- 92 cơng ill ức thực nghiệm (lược lliiế l lạp trone nhữtm trưừim hợp khác nil a 11
(ílp (lụnc cho lìíng tlìáng, cả năm (1 các vùng kliiíc nhíiu). (” ;íc cỏn ụ lliức thực
naliiỌm c lio lừng Iháng hoặc cả nìím ở Cíi 7 Irạm (lều có (lơ chính XJK kh;í fill) (họ số
tương C|imn bội luyến (ínli trong hầu hối mọi trirờne hop til'll I
sai S('í
- C á c giá lrị c ủa hệ s ô Ihực n g h i ệ m a p a 7 , a, trong c á c c ôm : 111ức llui dư ợ c
đều ỔI1 định về dấ u (a, >0; a2 <0; a, <()). Trị luyệl doi của các lie sổ c ùa các
tháng dại cực dại vào nhữ ng llìời kì đơ c ao Mật Trời lớn và cực lieu vào những
thời kì có độ c ao M ặt Trời nhỏ. nhưng biên độ da o động không lớn, nliất là
các vùng phía natn.
Có Ihể sử dụng được một cơng thức chung cho tồn quốc đổ tính dơ phơi
ngày của bức xạ tán từ bức xạ tổng cộng và thời gian nắng với đọ chính xác chấp
nhận dược.
7. Tình hìiih kỉnh phí của đề tài
Tổng kinh phí dược cấp:
16.000.000 dồng
Đã nhân:
16.000.000 đổng
Đã thanh toán:
16.000.000 đổng
XÁC NHẬN
CŨA HAN CIIÙ NIIIÊM KIIOA
PGS. TS. Phạm Vờn Huấn
C H Ù
T R Ì f)Ể T À I
rCrS. TS. N g u yen ỈỈHÓvg Di ến
M ỤC LỤC
trang
M ở đầu
2
C hương 1. T ổ n g qu an
3
1.1. Các clịng hức xạ trong kh í quyể n
3
1.2. Nã ng lưựng hức xạ m ặ t trịi lỏi mặt đẩt
khi k hơ n g có klií qu yể n
4
1.3. T ổ n g q u a n c á c n g h i ê n cứu về q u a n hê g i ữ a tán xa, tổn g xa và
lh('fi g i a n n ắ n g
7
C hương 2. Phương p liáp n gliiên cứu
12
2.1. D ự đ o á n d ạ n g h à m th ực n g h i ệ m
12
2.2. Một s ố thổng s ố đá n h giá mức độ c hín h xác của còng ihức ihực
nghiêrn
14
2.3. P h ư ơ n g p h á p b ìn h p h ư ơ n g tối th i ể u x á c đ ị n h c á c thíim s ố cùa
c ô n g th ức th ự c n g h i ệ m
1S
2.4. C h ọ n s ố lư ợ n g h ạ n g lử tối ưu t r o n g c ô n g lluíc Ihực n g h i ê m
17
C h ư ơ n g 3. X ử lý s ố liệu và kết q u ả tín h (o á n
19
3.1. Sỏ liệu và p h ư ơ n g p h á p xử lý SƯ b ộ
Iy
3.2. X á c lập, đ á n h g i á đ ộ c h í n h x á c c ủ a c ô n g th ứ c ill ực n g h i ệ m và
n h ậ n xế l kế t q u ả
21
Kết III ộ 11
32
Tài liệu tham kh ả o
'n
Phụ lục
35
MỞ ĐẦU
Bức xạ M ặt trời là n g uồn năng lượng chủ yếu và vô cùng q u ý giá đối vói
Trái Đất. Nó qu yế t định đ ế n sự biến đổi kh í hậu, sự sống của mọi sinh vật và
con ngưừi.
Con người cần phải biết khai thác triệt để và sử dụ ng nguồn nãĩm lượng
hức xạ Mặt Trừi m ộ t cách có hiệu quả nhất, nghiên cứu giả m illicit lình hường
xấu đến sự s ốn g của con ngirừi và độn g thực vật n h ầ m m ụ c tiêu phát triển bền
vững. Tr ong nhữn g thập kỷ gần đây, ử những nước tiỏn tiên ngưừi la đã m ở
rộng m ạ n g lưới đo đạc, nghiê n cứu quy luật biến đổi ihco k h ôn g gian và ihời
gian của các yếu tố bức xạ, tác đ ộ n g của c h ú n g đ ế n sự hiên đổi kh í hậu, đốn sự
sống... nức xạ Mặl Trời k huế ch lán (lán xạ) là m ột trong những dặc trưng bức
xạ quan Irọng, có hoạt tính qu a ng hợp cao, là m ộ l (rong những đối lương càn
nghiên cứu. Tu y nhiên, do Itrơng đối khó quan liíic nên ở nhiều nưi còn lliiốti
các số liệu đ o trực liếp đại lượng này, vì vây việc tính tốn nó từ các đai lượng
khác dễ quan trắc hơn nh ư lổng xạ, số giờ nắng ... là nil CÍÌII tliiêt.
Trong đổ tài này, với nguồn số liệu về tán xa, lổng xạ, sơ giờ niìng <|ii;tn
trắc tại một số trạm trong nhiều năm, c hú ng tỏi sẽ ngh iê n cứu tính tốn xác líìp
các cơng thức lliực n g h i ệ m liên hệ giữa các lổng lượng ngày của các đại lượng
liên. Sử dụ ng các hệ ihức n h ư vậy ta có thể lính đưực lổ n g lượng (đ ộ phơi)
n g à y của tán xạ khi c ó c á c s ố liệu về l ổ n g xạ và s ố g i ờ nắng ở những nơi h o ặ c
những thời kì thiếu nh ữ n g s ố liêu về tán xạ. Các kết quá của đổ lài tìược trình
hầy trong nội d un g háo c áo của đề lài.
Tron g quá (rình tlụrc hi ện đổ tài, chiìnu tơi đã đircíc sư ho i m l Ai l('m cún
Đại học Q u ố c gia, Trườn g Đại học Kh oa học T ự nhiên í lit Nội VÌ! K ho a KÍ 1 Í
lượng T h u ỷ văn và Hải dư ơn g hục. Ch úng tôi xin ch ân ihành c ả m ƠI1 .
2
C H Ư Ơ N G 1. T Ổ N G Q U A N
1.1. C Á C D Ò N G B ú t X Ạ T R O N G K H Í Ọ U Y E N
Trái đất nhận nă n g ỉượng hức xạ chủ yếu từ mặt trríi. Năng lượng đèn
Trái Đất từ cád thiên thể khá c trong vO trụ là không đá n g kể. Khi truyền trong
khí quyển, do tính bất đ ổ n g nhấ t về mặl q u a n g học, về trạng thái ]ý hoá học
củ a kh í quyển , bức xạ m ặ t trời bị hấ p ihụ và k h u ế c h tán. Ph ầ n khá lớn của bức
xạ m ặ t Irời đế n được m ặ t đấ t dưới dạ ng c h ù m tia song song được gọi là bức xạ
trực tiếp h a y trực xạ. P h ầ n bức xạ bị kh í qu y ể n k h u ế c h tán từ mọi diổm của
vòm trời đến mặt đất gọi là hức xạ kh uế ch tán ha y tán xạ. Tổ ng của trực xạ và
tán xạ gọi là hức xạ tổng cộ ng ha y (ổng xạ.
Bức xạ mặt trời khi đến m ặ t đất, phần cơ bản bị hấp lliu chuy ển thành
nhiệt đốt nóng mặ t đất, phẩn khá c bị phản xạ (rở lại khí quyể n. riiÀn hức xạ
mặ t trời bị mặt đất ha y k h í q uy ể n (chủ yến do m â y ) pliản xa trừ lai dược gọi là
bức xạ phản chiếu ha y phản xạ.
Mứ c độ hấ p thụ bức xạ của mặ t đ ệ m lớn hơn rất nhiều so với kh í quyể n
vì khí q u y ể n về c ơ bản là môi trường k h u ế c h tán bức xạ, c h ứ hấp ihụ thì râl lì,
trờ m. Nói ch ung, phần hức xạ do m ặ t đ ệ m hấp thụ ihưịng gấp ha lần phần
hức xạ do khí q u y ể n hâ'p ihụ.
Đốn lượt mình , do bị đốt nóng, mật đất trở thành ngu ồn phíít xa nhiệt
Inrríng tới khí q uy ể n . Bức xạ phát ra từ mặl đất gọi là hức xạ tnãl đííl. Tương lự
như vây. kh í quyể n cũ ng phát xạ về mọi hướng và m ộ t phán hướng vổ mặt đấl,
phẩn này gọi là hức xạ ng hịc h của khí quyể n.
Các d ị n g hức xạ kể trên k h á c nh au về thành phần phổ. Phẩn cơ hản của
hức xạ mặt trời do phát xạ ử nhiệl độ cao, nên n ằ m Irony k h o ả n u phổ nhìn
tliấy. T r o n g khi đ ỏ bức xạ m ặ t đấl và bức xạ k h í q u y ể n phán lớn ở hướ c s ó n g
lứn bơn 4 Jim. Do sự k h á c hiệt này mà hức xạ mặl Irời được gọi là bức xạ sóng
ngấn cịn bức xạ mặ t đấl và k h í quyổn gọi là hức xạ sóng dài.
N h ư vây , trong k h í q u y ể n ln (oil tại
T ỎI hê c á c tlịng bức Xí) khác
1 1
nh a u về Ihành phrìn phổ và hướng. Khi nghiên cứu CÍÌC d ị n g này la ilmrfnj: xét
phẩn được c huyển vân (truyền đi), phàn bị phản xa và pliẩn hi hííp thụ c huyển
3
thành nhiệt, v ề m ặ t nă n g lượng, tổng đại s ố c ủ a tất cả các d ò n g bức xạ q u a
m ột bề m ặ t nà o đ ó (năng lượng bức xạ tới- nă n g lượng bức xạ rời khỏi Hề m ặ t)
đặ c t n m g c ho sự thu- chi hức xạ, gọi là cá n cfln hức xạ.
N gh iê n cứu tất cà c ác d ò n g bức xạ trong khí quyể n là n h iệ m vụ của
cluin n g à n h hức xạ học.
1.2.
N Ă N G L Ư Ợ N G BỨC X Ạ M Ặ T T R Ờ I TỚ I M Ặ T Đ Ấ T KH I
KHỎNG CĨ KHÍ QUYỂN
N ế u k h ơ n g có k h í qu yển, bức xạ m ặ t trời sẽ tới m ặ t đấ l dưới dạ ng
nhữ ng tia s on g song. Khi đó trong m ộ t đ ơ n vị thời gian trên mỏi đơn vị diện
lích mặ t đấ t n ằ m ng a n g ở điổm hất kỳ sẽ có nă n g lượng hức xạ m ậ t trừi đi tới,
tức độ rợi Irực xạ (mà trong nhiều tài liệu cíí vãn gọi là cường độ trực xạ) hằng
S ' = ^ f sinh0
(1.1)
R
Irong đó S0 là hà ng s ố m ậ t
^
Irời, R là k h o ả n g cách tương đối giữa
m ặ t trời và trái đất, bằng tỷ s ố giữa
k h oả ng c ách thực r và k h o ả n g c ách
trung hình r giữa M ặ t Trời và Trái
Đấl, còn h n là đ ộ cao mặt trời trên
chAn
trời
(xem
hình
1.1)
tại
lliời
đ i ể m d a n g xét (tỉ s ố S(/ R 2 c h o ta đ ộ
ỉ lình ỉ ì. Đổ tính trực xa trên mặt ngang
rọi bức xạ mặt trời tới m ặ t vu ông góc với các tia mặt trời ở thời điể m da ng
xét).
Đ ộ cao m ặ t trời tại mồi đ i ể m phụ ih uộc vào vì độ địa lý
cơng 111 ức:
sin1i0=sin(psinS+cosípcosficnso)
( 1 .2)
trong đ ó 8 là xích vĩ (“ vĩ đ ộ ” của mật (lời), thay ttổt ỉlieo IIlf ti gi;m trong 11 rim
giữa hai giá trị ± 2 3 ° 2 7 \ cịn 0) là gó c giờ mặ t n ờ i. 0) = — 1 với ĩ ‘ lì) chu kỳ
I
q u a y c ùa trái đất q u a n h trục của nó (=s24 giờ), còn l là ihời đic m Iron*' ngày
4
(iheo gicr thực ứng với kinh độ địa phươ ng) tính m ố c lúc giữa Inra. T h a y (1.2)
vào (1.1) ta được:
S ' - —y ( s i n (psin 5 + COS (pcos 5 COS CD)
(1.3:
Tích phân biểu thức trên trong m ột k h oả ng thời gian nà o đó c ho ta tính
năng lượng bức xạ từ m ặ t trời đế n mỗi đơn vị diện tích m ặ t đấl ử vị trí có vĩ độ
ọ trong k h o ả n g thời gian đó (tức độ phơi bức xạ Irong k h o ả n g thời gian đó).
C hẳn g hạn, ta có thể tính độ phơi bức xạ trong m ộ t n g à y đ ê m , tức n ă n g lượng
bức xạ từ m ặ t trời tới m ặ t đất Irong suốt thời gian từ lúc m ặ t trời m ọ c đ ế n lúc
mặt trời lặn tại m ột địa phương bất kì. Tại hai thời điể m nà y h o- 0 , tức si n h o=0
nên:
si n (psin 5 + COS (p COS 5 COS
2 ____
nl 0
sin (psin ơ
COS (p COS Ơ
= 0
*
■c
cos
\
J
= -tgcptgỗ
(1.4)
± t 0 = -f— a r c c o s ( - t g c p t g S )
(1-5)
2n
(tìâư "+" ứng với thời đi ể m m ặ l Inti lặn, còn dấu
ứng với thời điổm
mặt trời mọc).
Nlnr vậy thời đ iể m m ặ t trời m ọ c và lặn chỉ phụ th uộc vào vT độ và xích
vĩ. Khi đó tích phân (1.3) ta được độ phơi ngày:
H 0 = J s ' d t = S Q J ísimpsinơ + COS(pCOS5 COS
-1o
-ỉ0
T ro ng một ng à y đ ê m R và ô biến đổi k h ô n g đá n g kể nôn:
11
2S0 (
I
2n[
ỉ l n = — f-\ t o s in (p s in o H — " - c o s ( p e n s ( S s in - - °
R V
2n
T*
(1.6)
Vì tn đưực xác định lỉieo cô n g thức (1.5) nên H n chỉ pliu 111line vào vì đõ
địa lý (p và Ihừi gian trong năm. T r o n g thực hà nh , người ta thường áp d ụ n g các
cô n g thức sau đâ y c ủ a s p e n c e r [xem 6 | để lính ỗ và R cho mồi ngày:
5
0 = 0 , 0 0 6 9 1 8-0,3999t2c os u+0 ,070 257sin u-0 ,()067 58co s2 ii+0.0 (W)90 7s in2ii0 , 0 0 2 6 9 7 c o s 3 u +0 ,0 0 1 4 8 0 s in 3 u
(1.7)
R ' 2= l , ( ) 0 0 1 10+0,034221 c o s u + 0 ,0 0 1 2 8 0 s i n u + 0 , 0 0 0 7 1 9 c o s2 u + 0 ,0 0 0 0 7 7 s in 2 u ,
( 1.8 )
2
2
k
k
với u = —— n , h o ã c u = —— n (tuỳ theo n ă m k h ô n g n h u â n ha y nhuậ n), trong
365
366
đó n là s ố thứ tự c ủa n g à y trong nă m, hắt đầ u từ giá trị 0 từ n g à y đÀu n ă m , đốn
364 (hoặc 365 nếu là n ă m n h u â n ) vào ng ày cuối năm.
Trên hình 1.2. trình bày hiến trình n ă m của H n ở m ột s ố vĩ đọ kliác
nhau, tính theo c ơng thức (1.6).
Từ hình n à y ta thấy rằng ử gẩn xích đ ạ o (đến vì độ ±23,45°) độ phưi
(hoặc nhíìp nhiệt) sau n g à y đ ê m có biến trình kép thể hiện hai cực tiểu vào
ngày đơng ch í và hạ chí. Ở giữa xích đ ạ o ihì hai cực đại rơi vào ng à y xuân
phân (22/3) và thu phân (22/9). Dịch lên phía bắc, nlnr ở Việl N a m c h a n g hạn,
hai cực đại nà y xích lại gẩn nhau hơn, lới ch í tuyế n thì cluing nliâp lai thành
một cực đại du y nhất. Ở vùn g vì độ trung hình ở hán cẩu Bắc, hiến trình nfim
của H„ có tlạng dơn
Hr
thể hiện m ộ t cực đại
vào ng ày hạ ch í và
một
cực
ngày
tiểu
đơ ng
chí.
vào
Ở
vùng vĩ độ cao x u n g
quan h
vịng
cực
( I cp I >66,55°)
có
một
lliời
gian
dài
trong nătĩi k h ơ n g có
bức
xạ
lói,
như ng
lh(fi gian giữa m ù a
hị có lượng bức xạ
lới lớn nhấ t (tại đỉn h
Ilinh 1.2. Biến trình níím của hức Xí\ à mội M") VI (lơ nêu
khơng có khí quyến
cực, bức xạ đến sau 24 giờ vào ng ày hạ chí g ấ p 1,365 lổn lớn hơn ớ xích d ao
6
Ở hán câu N a m sự việc xảy ra tưưng tự nhưng về thời gian lệch đi 6
tháng so với bán cầu Bắc. T h ê m vào dó, do q u ỹ đạ o Trái Đâì q u a n h m ậ t trời có
d ạ n g elíp và lúc Trái Đ ấ t xa M ặ t Trời nhấ t lại vào n g à y m ù n g 5 th án g 7, gần
n gà y đ ơ n g ch í ở bán cầu N a m (22/6), cho n ê n lượng bức xạ tới lại càn g ít.
Ngược lại, Trái Đ ấ t gầ n m ặ t trời nh ấ t vào n g à y m ù n g 3 iháng 1, gần n g à y hạ
c h í ở bán cầu N a m , nê n lượng bức xạ lới lại càn g lãng m ạ n h . Sự tăng, giả m
bức xạ do k h o ả n g c á c h Mặt Trời- Trái Đâ't thay đổi trong m ộ t n ă m chỉ vào
kho ả ng ± 3 % so với m ứ c trung bình như ng c ũ n g là m ộ t trong nh ữn g nh an tơ
ỉàm cho khí hậu ở bán cầ u N a m có phần khắ c nghiệt hơn ở hán càu Bắc.
1.3 .T Ổ N G Q U A N C Á C N G H I Ê N c ú u V Ề Q U A N H Ệ GIỮA T Á N
XẠ, TỔ N G X Ạ VÀ TH Ờ I G IA N N Ắ N G
T r o n g đ i ề u k i ệ n trời k h ô n g m â y , ít bụ i, v iệ c tính to á n hức xạ M ặ t
Trời k h u ế c h tán tới m ặ l đ ấ l n ằ m n g a n g c ó lliể t h ự c h iệ n (lược k h ơ n g k h ó
k h ă n và lơ ư n g đố i c h í n h xác. N gười ta đã XAy d ự n g đ ư ợ c m ị h ì n h lí
t h u y ế t h o ặ c m ơ h ì n h b á n k i n h n g h i ệ m tính n ó lừ đ ộ c a o Mặt Trời Imíic lừ
đ ộ s u y g i ả m c ủ a trực xạ ( x e m 2\. M a y ả n h h ư ở n g rất p h ứ c lạp tiến t n r ờ n g
bức xạ lán, n ê n t r o n g đ i ề u k iệ n r ó m â y , việ c lí n h lo á n h ứ c xạ tíín tr ở nề n
k é m c h í n h x á c h ơ n n h i ề u . T ừ đ â y ta t h ấ y r ằ n g , về n g u y ê n tắc, đ ộ phơi
(t ổ n g l ư ợ n g ) tá n x ạ t r o n g đ i ề u k i ệ n có m â y H D có ihể lín h b ả n g c á c h
n h â n đ ộ phơi tán xạ t r o n g Irời k h ô n g m â y H no với m ộ i h à m 1(a) ph ụ
t h u ộ c v à o c á c đ ặ c trưng c ủ a m â y ( l ư ợ n g , d ạ n g , đ ộ c a o . s ự phím bn c ủ a
m â y trịn bầ n trời ...):
H n= H I)(,f(a)
t r o n g d ó a là m ộ t t h a m s ố liì nh
(1.9)
111
ức, đ ặ c (rưng c h o m â y và ĩ ( a ) = ! khi trời
k h ô n g mAy.
N h i ề u tác giả đưa ra các cô ng tliức ihực n g h i ệ m liên qu an với lượng
míìy trung bình n dạng:
H p = an + a , n + a 2 n 2
( 1.1 0)
7
trong đó an, a p a2 (ở đ â y
= H Do) là các hệ s ố thực n gh iệ m . Các ng h i ê n cứu
ch o thấy độ lớn của các hệ s ố n à y kh ô ng ổn định lắm mà hiến đổi theo từng
thời kì trong nă m và từ địa phươ ng này sang địa phương khác.
M a y cũng ảnh hư ởn g tới tổng xạ và trực xạ. Cấc kết quả ngliiC'11 cứu chỉ
ra rằng khi lưựng m â y tăng lên thì độ phơi (tổng lượng) tổng xạ h o ặ c trực xạ
thường giảm, trong khi tán x ạ lại lãng. Đ iề u n à y chứng tỏ ba đại lưựng bức xạ
này có qu a n hệ với n h a u (vì cù n g q u a n hệ với lượng m ây ). Giữa lượng m â y
Irung bình và thời gian n ắ n g Irong m ộ i thời kì nà o đó c ũng có mối q u a n hệ
tương tự: khi lượng m â y tăng thì thời gian nắ n g giảm. N h ư vậy, giữa ba đại
lượng bức xạ nêu trên và s ố g iờ n ắ n g cũ ng phải cổ mối qu a n hộ với nhau. Đ a y
cũ ng là c ơ sờ đ ể c h ú n g ta tìm c ơ n g thức thực n g h i ệ m liên hệ giữa đ ộ phơi tán
xạ với độ phưi lổng xạ và s ố gi ừ nắng, T u y các còng thức thực n g h iê m cổ độ
chính xá c khô ng cao lắm nh ưn g tạo khả nâ n g tính tốn bức xạ (án trên diện
rộng từ những đại lượng dễ qu a n trắc hưn.
T r ê n t h ế giớ i đ ã c ó n h i ề u c ơ n g t r ì n h n g h i ê n c ứu Ihco h ư ứ n g nà y,
đ ư a r a n h i ề u h ệ íh ức Ih ự c n g h i ệ m g i ữ a đ ộ p h ơ i tán x ạ với l ổ n g xạ và s ố
g i ờ n ắ n g . C ó thể p h â n c h ú n g t h à n h 3 loại:
H ệ t h ứ c loại 1: Đ ó là c á c h ệ lliức x á c đ ị n h đ ọ pho i lán xạ I Ỉ D từ s ố
g i ờ n ắ n g s t r o n g thời g i a n phơi ( k h ổ n g c ó s ự lliatn gia c ủ a (ổn g xạ).
N gườ i đi đ ầ u h ư ớ n g n à y là A n g t r o m | x e m 9 | với c ổ n g th ức d ạ n g :
H D = a + bs
(1.1!)
T r o n g đ ó a, b là c á c h ằ n g s ố t h ự c n g h i ệ m . Sau n à y c ị n có n h i ề u tác
gi ả k h á c c ữ n g có c á c c ơ n g t h ứ c tư ơ n g lự và c ó p h ầ n ph ứ c lạp h ơn n h ư
Prescott, U c ra in x e p [9 ]... xác định.
H ệ th ứ c loại 2: H ệ t h ứ c tí n h đ ộ phơ! lán xạ H n từ độ phơi t ổ n g xa
I In ( k h ô n g c ó sự lliam g i a c ủ a s ố gify n ắ n g ) . Liu và J o r d a n I 10 I 1Í1 n h ữ n g
ngư ờ i đ ẩ u liên x á c đ ị n h hệ llìức ỈOcii n à y . c ơ n g th ứ c c u a họ có (huig m ó t
đa thức:
—~ = a + b t c +
^c.
+ dxjl
(1.12)
8
trong đó a, b, c, d là cá c hằng s ố thực nghiệm, Tc là độ truyền qua của khí
qu yể n đối với độ phơi tổng xạ ngày , theo định ngliĩa là tỉ s ố :
To
(113)
H0
trong đó H 0 là độ phơi tổng xạ (hoặc trực xạ) tại giới hạn trên của k h í qu yể n
(hoặc tại m ặ t đất nếu k hô n g có khí qu yển ) mà giá trị củ a nó ho àn tồn tính
đư ực (xe m cị ng thức (1.6)). Đại lượng T0 cũng đặc trưng cho m ức đọ trong
suốt của kh í quyể n đối với tổng xạ, cho nên trong m ột s ố tài liệu nó cíĩng được
gọi là “độ trong suốt hữu h i ệ u ” c ủa khí q uyể n. Dạn g cụ thể của cô n g thức do
Liu và J or da n [10] xác lập đưực n h ư sau:
H d _ J o ,06247 - 0 , 9 2 4 7 x o +3 ,4 6 4 2 xị -1,7026x2;
H0
[0
khi 0,189 < Tc < 1
( 1 .1 4 )
khi 0 < T0 <0,189
Dựa vào các hệ thức n h ư vậy và giá trị
Liu-.lorđan [ I I ] phát triển cho nhữn g k h oả ng thời gian pliơi khác nil an và các
vùng khá c nhau, c h ẳ n g hạn đối với các giá trị độ phơi ngày trung hình iháng
Hd
l , 3 9 - 4 , 0 2 7 x c +5,531X0 - 3 , 1 0 8 ĩ c
Ho
0,16
khi Tc, < 0 , 7 5
(1.15)
khi To > 0 , 7 5
t r o n g đ ó Tt? = “
với Ho và Ho là giá tri t r u n g b ìn h t h á n g c ù a đ ộ plmi
H0
n g à y CỈU1 b ứ c xạ m ặ t trời ill ực tố và l li iê n v ă n (kh i k l i õ n g c ó k h í (Ịiiyổn)
trên m ặ t n ằ m n g a n g . Hn có thể tính đ ư ợ c khi biế t lliời đ i ể m và vĩ đ ộ nơi
q u a n trắc.
Sail đ ỏ c á c h ệ ih ức t ư ơ n g lự đ ư ợ c m ộ t s ố lá c giả n h ư C o l l a r e s P e r e i r a và R a h l , P a g e , ... x á c đ ị n h c h o n h ữ n g v ù n g k h á c n h a u . C h ẳ n g
h ạ n , c ô n g ill ức c ủ a P a g e 112 Ị:
9
ỈỈP1 nn _- 1l , nl 3 Tt r
—=
= 1,00
H
°0
(116)
hay của C o lla res - Pereira và Rabl [5]:
H
_
D- = 0 , 7 7 5 + 0 , 3 7 co, - -
Hn
l
0 5 05 + 0 . 2 6 1
Tt
«. - -
\
cos[2(tr; - 0 . 9 ) ] . (1.17)
2y
Irong đ ổ to s= 2 7rt0/T* là g ó c g iờ M ặ t Trời lặn Irên m ặ t p h a n g năiĩi n g a n g ,
có thể lính đ ư ợ c m ộ t c á c h lí t h u y ế t lừ s ố thứ (ự củ a n g à y d a n g xét tr o n g
năm.
C á c h ệ ihức loại 3: là c á c c ô n g th ứ c liên hệ cả ba đại lư ơ n g H D, H G
và s đã đ ư ợ c m ộ t sô tá c giả đư a ra. C ô n g th ức th ư ờ n g cổ d a n g m ộ t đa
thức c ủ a c á c b iế n , c h ả n g h ạ n n h ư c ồ n g Ihức c ủ a Iqb al [8]:
1 * 0 = 0 ,7 9 1 - 0 , 6 3 5 —
(118)
Ho
t r o n g đ ó s là s ố gi('í n ắ n g tr o n g thời giíin ph( ti, s„ là giií Ilị đó n ế u k h ổ n g
c ó k h í q u y ể n , h a y c òn gọi là s ố g i ờ n ắ n g th iê n văn, có tliổ tính đ ư ợ c từ
g i ờ M ặ l Trời lặn Ir on g n g à y t0 n h ư s au ( x e m c ô n g lliức ( 1.5)):
s -2t
= — . arccos (-tg(p.lgô)
n
(1 - 19)
G o p i n a l h a n [7] dựa trên c á c số liệu q u a n trắc ở Nain Phi dã xâ y
(lựng đ ư ợ c c ô n g thức:
—-°- = 0 . 8 7 9 - 0 , 5 7 5 ^ , - 0 , 1 2 1 —
°
( 1 -2())
s„
T ư ơ n g (ự, Pnri và đ ồ n g n g h i ệ p [ 13| lại có c ơ n u thức
(1.21)
Iíí>- = 1 ,1 9 4 - 0 , 838xr - 0 , 4 4 6 —
á p đ ụ n g c h o v ù n g Ân Đ ộ, c òn T u l l c r I I 4 1 l;ii tìm ra CƠ11 U thức
!!'’ = 0 , 8 9 4 - 0 , 7 % T r - ( U I S - -
(l
H,;
10
22
áp d ụ n g c h o H o a K ỳ.
T h e o c á c tá c giả , c ô n g th ức (1 .2 0) , ( 1 .2 1 )
và ( 1 . 2 2 ) có đ ộ c h í n h
xác c ao hơ n c á c c ô n g th ứ c ( 1 . 1 6 ) và ( 1 . 1 7 )
Ở V i ệ t N a m , c h ư a c ó c ơ n g c á c n g h i ê n cứu n à o liOn họ cà ha đại
l ư ợ n e n à y trê n m ộ t v ù n g l ã n h th ổ tư ơ n g dối rộ n g lớn m à c h ỉ có m ộ t vài
c ơ n g trì nh
liên hệ giữ a hứ c xạ tá n với m ộ t tr o n g hai yế u lố c òn lai h o ặ c
chỉ xét c h o n h ữ n g v ù n g n h ỏ tnà thôi [1, 2].
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u
2.1. D ự Đ O Á N D Ạ N G H À M T H ự C N G H I Ệ M [3]
M ụ c tiêu c ủ a đề tài là x á c đ ị n h c á c h à m thực n g h i ê m tính dơ phơi
lán xạ n g à y t h ô n g q u a c á c đ ộ phơi t ổng xạ và í hời g ia n n ắ n g tr o n g n g à y
dạng :
H
1' g
s0
c h o c ác tr ạ m k h í tư ợ ng k h á c n h a u .
ơ đAy h à m ——
p h u t h u ô c v à o I r = — — - đ ô ( r u y ề n q u a c ù a kh í
Mfỉ
^0
s
q u y ể n đ ố i với irông x ạ và — là tỉ s ô g i ữ a thời g i a n n ắ n g ill ực VH Ihừi g i a n
s0
n ắ n g thiốn vã n.
Đ ể x á c đ ị n h h à m ( c ô n g t h ứ c t h ự c n g h i ệ m ) m ộ i c á c h d ơn g iả n ,
tìm
n ó . d ư ớ i d ạ n g m ộ t đa th ứ c c ủ a hai b i ế n đã n ê u
§
II
—, Tr và — , cụ thể là:
la
d ự a trên c á c s ố liệu vé
Ho
II I
77
‘ V.
„
s
í
2
a 0 + a i T r. + a 2 — + a 1T <; + a .i
's o
^
s.
T r o n g đề tài n à y c h ú n g tôi s ử d ụ n g c á c s ố liệu q u a n trắ c l ổ n g xạ
H r , lán xạ H D và s ố g i ờ n ắ n g s t r o n g lừ ng n g à y s u ố i n h i ề u n ã m ở c ác
Irạm k h í tư ự n g c h o t r o n g b ả n g 2.1 đ ể tí n h t o á n và x â y d ự n g c ô n g lliức
111 ực n g h i ệ m , c ò n H 0 (tl ùn g đ ể tính Tr ) (Ỉ1 Ì h o à n lo à n tín h đ ư ợ c llico c ô n g
lliức ( 1 .6 ) c ù n g c á c c ô n g lliức p h u trợ (1-7) và ( l . R ) (chỉ c à n hi ỐI n g à y
q u a n tr ắ c và vĩ đ ộ đị a lí c ủ a nơi q u a n Irắc), và s n = 2 l n với I,, lính th e o
c ơ n g t h ứ c (1 . 5 ) . N h ư vậ y, s au khi x á c đ ị n h d ư ợ c d ạ n g cu Ihể c u a c ô n g
Ih ứ c t h ự c n g h i ệ m , ta có thể d ù n g n ỏ d ể tín h II,) khi bi ế t I l r và s.
12
Bảng 2.1. C á c tr ạ m c ó s ố liệu đirợc s ứ (lụng tr ong tính toán
TT
1
2
3
4
5
6
7
TÊN TRẠM
Cao Bằng
H à Nội
Phù Liễn
V in h
Đ à N ẩ ng
Pleiku
Cần T h ơ
KTNH Độ
v ĩ ĐỘ
1 0 6 .1 5
22.40
21.02
20.48
18.40
16.02
13.58
10.02
105.51
106.38
105.40
108.12
108.01
105.46
THỜI GIAN
LẨY SỐ LIÊU
1962-2000
1960-2000
1960-2000
1962-2002
1979-2000
1981-1999
1979-1999
V i ệ c tì m m ộ t c ô n g th ứ c ill ực n g h i ệ m d ạ n g (2.2 ), tức d ạ n g y =
a0+ a ]X |+ a 2x 2+ ... đ ư ợ c tiến hành t h eo c á c hư ớc sau:
- Bước 1: C ố đ ị n h X, tr o n g m ộ t dải h ẹ p và c h ấ m lên m ặ l p h ả n g c á c
đ i ể m ( y , x 2) q u a n trắc đ ư ợ c t r o n g n h ữ n g n g à y X, n h â n g i á trị t r o n g dải h ẹ p
trên. D ựa vào s ự p h â n bổ c ủ a c ác đ i ể m đ ó để d ự đ o á n sự phụ tluiộc c ủ a y
và o x 2 ( c h ẳ n g h ạ n, c ó thể là t u y ế n lí n h n ế u c á c đ i ổ m d ó tập tr u n g th à n h
m ộ t dải h ẹ p t h ẳ n g , h o ặ c là d ạ n g đ a th ứ c b ậ c hai nố u các đ i ể m lập h ợp
thành m ộ t dải c o n g hìn h parabol ...)•
v B ư ớ c 2: C ũ n g ỉà m n h ư v â y với h i ế n c ò n lại ( c ố đ ịn li X, tr o n g m ó t
dải h ẹ p và c h ấ m
l ên m ặ t p l iẳ n g c á c đ i ể m
( y . X | ) q u a n trắc đ ư ợ c trnrtg
n h ữ n g n g à y x 2 n h ậ n g i á 1rị t r o n g dải h ẹ p l i ê n . D ự a Víìo s ư pliíìri hơ' cua
c á c đ i ể m đ ó d ể d ự đ o á n sự ph ụ t h u ộ c c ủ a V v à o X,).
-B ư ớ c 3: S a u khi b i ế t sự p h ụ t h u ộ c c ủ a y vào từ n g h iê n, ta đ o á n
d ư ợ c d ạ n g h à m ( đ a thứ c) f ( x l7x 2) và x á c đ ị n h c á c hệ s ố th ực n g h i ệ m a,
t r o n g d ạ n g d ự đ o á n c ủ a h à m f ( x , , x , ) b ằ n g p h ư ơ n g p h á p b ìn h p h ư ơ n g lỏi
t h i ể u ( x e m m ụ c tiế p) .
S a u klii x á c đ ị n h đ ư ợ c c ô n g t hứ c i h ự c n g h i ệ m sẽ l iế n hà n h đ á n h giá
đ ộ c h í n h x á c c ủ a n ó trên tệp s ố l iệ u ph ụ l l i u ộ c và đ ộ c lập.
13
2.2.
M Ộ T S Ố T H Ô N G s ố Đ Á N H G ĨÁ MỨC Đ Ô C H Í N H X Ấ C C Ủ A
C Ô N G THỨC T H Ụ C N G H I Ệ M [3]
Đ ể đánh giá m ứ c độ chính xác của c ơng thức thực nghiệ m cluing tòi sử
clụng các đại lưựng sau:
-Với dãy s ố liệu phụ thuộc:
1. Phương sai thực n g h i ệ m
<
2
' 3
)
2. Đ ộ phân tán tương đối:
(2.4)
o, = J L . 1 0 0 %
Hi
3. Hệ s ố lương q u a n bội luyến lính:
TỊ-
(2 .5 )
] -
■Vl ói dãy sị liệu độc lập:
4. Sai sơ trung bình tồn phương:
R M S E = M - e ( h ;,k - h ;',k );
V N K=1
<2 r»
5. Sai s ố trung bình lồn phươ ng iưưng đối:
R M S E R - R M ^ E .inO%
( 2 -7 )
h ;!;
6.Sai số hệ lliống:
(2.X)
N
K- l
7. Sai s ố hệ thốn g tương đôi:
MBER = ^ 2 . 1 0 0 %
( 2 -9)
K
14
PHƯƠNG P H Á P B Ì N H P H Ư Ơ N G T ố ! T H I Ê U X Á C Đ Ị N H
2.3.
CÁC THAM SỐ CỬA CÔNG THỨC T H ự c NGHIỆM [ 3 1
N ế u m ọ i q u a n tr ắ c c ó giá trị h à m y | , y 2,..., y N đ ư ợ c liến h à n h với
c ù n g đ ộ c h í n h xá c, thì v i ệ c ư ớ c lư ợ n g c á c t h a m s ố
a n đ ượ c xác
định với đ i ề u k iệ n t ổ n g b ình p h ư ơn g c ác đ ộ lệ ch c á c giá trị qu an tr ắ c y k
đối vổi c á c giá trị tính tốn f ( x lk, x 2k, ... , Xjk; a , , a 2,... ,an) đạt cự c tiổu, tức
N
E = X ( y >= - f ( X l l c - - - X j k ’ a ........a J )2
k=l
(2 . 10)
đ ạ t c ực tiểu.
N ế u c á c g i á trị q u a n Irắc đ ư ợ c tiến h à n h với (lộ c h í n h xá c k h á c
nliau thì đ i ề u k i ệ n Irên sẽ tr ở i h à n h
N
E = £ ( y k - f ( x Ik, .. ., x jk; a l ,.. ., an))2fok
k=I
(2.1 I)
đại c ự c ( iể u, với C0 |< là t r ọ n g l ư ợ n g q u a n trắc. C á c l i ọ n g l ư ơ n g q u a n u ắ c
tỷ lệ n g h ị c h
(ũ
với p h ư ơ n g sai
' (ủ * ■ Cừ n = —
K I * 2 .............
1:
7
ƠJ
1
ơ2
1
(2 12 )/
—- 2 ■..........■— 2
v '
ơ u
N ế u m ọ i q u a n trắc c ó g i á trị c ủ a h à m đ ư ự c ti ế n h à n h với c ù n g m ộ i
đ ộ c h ín h x á c , n h ư ng với m ỗ i g i á trị củ a c á c dối s ố x k la tiến h à n h m ộ l
lo ạ t g ồ m m k q u a n t r ắ c và lấy yv c h í n h là giá liị t r u n g h ìn h cù a kốl q u ả
q u a n trắc t r o n g loạt đ ó ta c ó thổ l ấ y liàtn t r ọ n g l ư ợ n g
(úị = i n , , YỨi ( k = l ,
... , N)
* C á c h lìm a , , a 2,... ,a n
T r ư ớ c hố i ta xé t d ạ n g h à m lliực n g h i ệ m pliụ i h u ộ c lu y ê n lính vào
c á c hiế n:
n
y = Ệ .a ;. X ị
(2.13)
i-1
15
trong đ ó af là c á c h ệ s ố cần tìm.
G i ả s ử c ó tất cả N trường hợp có cả y và X, ( i = l , . . . , n), nếu ký hiệu
là g i á trị thực thì ta có:
y-r, “ y. = Z a i-x n
i= l
yJ7 ~ yĩ ~
'Xi2
i-1
Y tn
~
Yn
-
y . a , -x iN
i=l
y-iic * y k =
i=l
Kh i đ ó sai s ố sẽ là:
(2.14)
= y-i* - y k =y-T*
iH
r à n phải tì m d ạ n g c ủ a y (lức c á c aj ) s a o c h o sai s ổ b ìn h p h ư ơ n g là
nhỏ nhất
E =ị o ị = ị
k =l
«-Ễ £ = 0
ổa.
.
3C
n
«j
( y ln, - Ị a , x ik)2
k=l
đ?lm in
i=l
0 = 1 , .... n)
N
n
= Z 2 ( y-i> "
ỉ a ix ^ )-x A
k=i
N
N
i=i
u
< = > Z y n c - x . , k - I x jk. X a , x , k = 0
k= l
k=l
N
II
< = > Z y - ' v x Hc - Z
k=i
i I
i=l
N
ai X
(2.15)
x i k-x i k = ( )
k I
16
j - l t .... n
N
N
T a c ó thể tí n h đ ư ợ c c á c tổ n g ^y-nc-Xjk và
kx k t h e o c á c s ố liệu
k=i
k=i
thực n g h i ệ m . Sau đ ó giải hệ ( 2 .1 5 ) tìm đ ư ợ c c á c a ( , i = l .......n.
N ế u t r ư ờ n g h ợ p cổ tr ọ n g s ố till ( 2 . 1 5 ) tư ơ n g đ ư ơ n g hê sau:
N
D
N
£ y n c X j k ° > k - Z a i Z X i k x ikrok
k=I
i —I
j = | ....."
( 2 .1 6 )
k=l
với m ỗ i giá trị j ta c ó 1 p h ươ n g trình, n ên ử đ â y la c ó n phưưng Irình, với
n ẩn s ố a; , i = l , 2 , . . , n .
Tnrcìng h ợ p y p h ụ th u ộ c k h ô n g t u y ế n tính vào m ộ t bi ê n n à o dỏ,
c h ẳ n g hạn tr o n g h iể u th ức c ủ a y c ó m ộ t h ạ n g tử d ạ n g a.Xj"\ ta có thổ đă l
m ộ t h iế n m ứ i X j= Xj,n đổ (rở về tlạ n g t u y ế n lín h .
2.4.
CHỌN
SỐ
LƯỢNG
IIẠNG
TỬ T ố i
UlJ T R O N G
CỔNG
THỨC THỰC NGHIỆM [3]
N ế u c ô n g th ứ c th ự c n g h i ệ m d ạ n g ( 2 . 1 3 ) c h ứ a d ự n g q u á n h i ề u h ạ n g
tử ở v ẽ lp h ả i , lức q u á n h i ề u hệ s ố at ( i = l , 2, ... n) thì đổ x á c đ ị n h c á c hệ s ố
nà y, la sẽ phải th ự c h iệ n m ộ t s ố lư ợ n g p h é p lính rất lớn dần đốn c á c hệ s ố
đ ó sẽ tícli luỹ c á c sai s ố từ c á c sai s ố q u a n trắc c ủ a c á c đai lư
lớn I hì sai s ố c à n g lớ n . V ì lí d o đ ó m à nil i ổ 11 k h i lă n g s ố lụm ụ lử ( l o n g
c ô n g thức th ự c n g h i ê m , sai s ố t r u n g h ìn h lo à n p h ư ơ n g c u a c ó n g (hức
k h ô n g g i ả m đi n h ư lí l l n i y ế t m à lại l ă n g l ê n . D o v â y , la pliải tìm c á c h
g i ả m sô h ạ n g tử n à y x u ố n g m à vẫn g i ữ đ ư ợ c clnít lư ợ ng c ủ a c ô n g 111 ức.
Đ ể l à m v iệ c n à y la á p d ụ n g qu i tắc sau:
T ă n g d ổ n s ố h ạ n g tử ử v ế phái c ủ a c ô n g i h ứ c ( t ă n g n), m ỗ i lần n h ư
v â v lại tínli lại c á c h ê s ố
t h e o pl nrơng p liá p h ì n h p l u n m u lơi Iliiếu và
lín h lai t ổ n g h ì n h p h ư ơ n g c ù a c á c đ ộ 1cell B n t h e o c ô n ụ 111 ức
ĐAI H Ọ C Q U Ố C GIA H À N Ộ I
TRUNG TÂM
t h ò n g tin t h ư v i ề n
0 T~ / Ậ
17
Q
f
N
En = Y j
N
(2.17)
~ S a kX
i=l V
k-1
C ầ n phả i c h i a g i á trị En tính d ư ợ c c h o ( N - n - 1 ) và so s á n h (ỉ s ố thu
đượ c với g i á trị trước đ ó củ a tỉ s ố ấy. Phải tă n g s ố h ạ n g tử tro ng c ô n g
thức c h o đ ế n khi tỉ s ố
s 0 =•
"
E„
(2.18)
N -n-1
n g ừ n g g i ả m m ộ t c á c h đ á n g kể, lức là có thể á p d ụ n g tiêu c h u ẩ n
su
S D+| < e
(2.19)
s.
với E n h ỏ tu ỳ c h ọ n , thì d ừ n g lại ở n h ạ n g lử.
18
f
C H Ư Ơ NG 3. X Ử LÝ SỔ LIỆU VẢ KẾT QUẢ TÍNH TỐN
3.1. S Ố L I Ệ U V Ả P H Ư Ơ N G P H Á P X Ử L Ý s ơ BỘ
r h e o c ơ s ở s ố liệu c ủ a T r u n g ta m tư liệu K h í T ư ợ n g - T h n ỷ Vãn thì
n h ữ n g g i á trị tá n xạ D và t ổn g xạ G là đ ư ự c q u a n trắc m ộ t c á c h k h ô n g
l i ê n tục m à c h ỉ quan trắc theo c á c ốp cứ 3 g i ờ m ộ t lẩn, quan Irắc bắt đẩu
từ 0 hH 0 \ 6 h3 0 \ 9h3 0 \
12h3 0 \
15h3 0 \
18h3 0 \
tr o n g m ộ t n g à y . T ổ n g
l ư ợ n g ( đ ộ p h ơ i ) n g à y c ủ a c h ú n g thì d ư ợ c tính to á n th e o p h ư ơ n g p h á p h ìn h
t h a n g . C ó m ộ t s ố t r ạ m c h ú n g tôi lấy đ ượ c s ố liệu bức xạ đã qui t o á n
t h à n h c á c trông l ư ợ n g n g à y , n h ư n g c ó n h ữ n g tram k h á c lại dướ i clang c hư a
qui to á n . Khi đ ó việ c qui to á n đ ư ợ c th ự c hiê n n h ư sau:
G i ả s ử ta c ó c á c s ố liệu q u a n tr ắ c đ ộ rọi tá n xạ D |, D 2, Dị..., D ri ở
c á c thời đ i ể m qu a n tr ắ c t j = 6 h 3 0 ’, t2= 9 h 3 0 ’, ... lú c M ặt Trời m ọ c và lặn
ứ n g với c á c thời đ i ể m t0, t7 và c á c g i á trị D 0 « D 7 « 0 (lúc đ ỏ bức xạ lán
k h ô n g đ á n g kể).
19
Trời m ọ c
lạn
ITình 3.1. Đd giải thích sự qui toán số liỌu bức xạ tán
t heo phư ơng pháp h ìn h ih a n g
N h ư v ậ y đ ộ phơi lán xạ Irong k h o ả n g ihời gian lừ l,, đốn l, là diên lích
lam giác v n g A (hình 3.1) tức là:
+ D ,) = 1 a .,D ,
(1 .1 )
trong đ ó At I = t, - t 0 .
Đ ộ phofi lán xạ lừ thời điểm lj đốn t2 là diện lích hình ihíing B. lức là:
H , ; = Ì Ạ t 2( D , + D 2)
(3.2)
T ro ng đó À t 2 = t 2 - tj
T ổ n g
...
C |u á l, đ ộ
phơi
tá n
xạ
tro n g
khoảng
t h e ti
g iíin
l i r I, đ e n
1M | . \ (Vi
i- í).
,6
= ị A Ự D, +D,,,)
(Ví)
với Àt = t , - t và D,. D 2, ... là các đô roi lán xạ quan liắc dư<(f lai các ốp.
Cu ối c ù n g kết quả tổng lượng lán xạ của n g à y quan trắc dư ợ c là:
20
h d
6
= ĩ h ;)ì
(3 .4)
i= l
T ư ơ n g tự n h ư c á c h tín h d ó đối với tổ n g xạ trong n gà y:
(3. 5 )
i=l
với
I
hơi đ i ể m m ặ t trời m ọ c th e o g i ờ thực dịa p h ư ơ n g t„ đ ượ c lính theo
c ơ n g t h ứ c ( 1 . 5 ) , c ò n thời đ i ể m mặt trời lặn thì đối x ứ n g với n ó q u a g i ữ a
trưa.
S a u khi
x ử
lí
sơ
hộ, lại m ỗ i tr a m , m ỗ i n g à y
SC
c ó
m ộ t hộ ha giá trị
độ phơi lán xạ H n, tổ n g xạ H n và s ố g i ờ n ắ n g s gọi là m ộ t loai s ố liệu
q u a n trắc.
F)ơn vị c ủ a ĨĨD, H(,, H„ là w / r n 2. n g à y . s, s n línli t h e n g i ờ / n g à y . S ố
liệu Hp, H t;, s d ù n g đ ể x á c đ ị n h c ô n g th ức th ực n g h i ê m là c á c s ố liệu
q u a n u ắ c , c ò n H 0 và s0 là c á c g i á trị lính t o á n (c á c h lính c l u i n g dã nê u
tr o n g m ụ c 2 .1 ). V i ệ c tín h t o á n H 0 và s0 đ ư ợ c lập trìn h I m n g n g ơ n n g ữ
FORTRAN.
3.2. X Á C LẬP, Đ Á N H G I Á Đ Ộ C H Í N H X Á C C Ủ A C Ồ N G T H Ú C
T H ự c NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ
C á c b ư ớ c liên h à n h đ ể d ự đ o á n d a n g h à m dã IỈƯIÍC trình bày Irong
m ụ c 2.1. C á c h làm cụ thể n h ư sau:
Từ
số
liệu
qiiíin
trắc
la
tính
được
các
tỷ
số
y = —— , X ị = T c = ——, x 2 = — đối với từn g n g à y . C h o n nlnìnu 11 u à V mà
H (1
■ H0
s0
s / s () c ó g i á trị n ằ m I r o n g lừ n g dả i hẹ p, la c h â m lèn rnãl p h a n u c ác đ i ể m có
H „ì
21
đ o á n đ ư ợ c d ạ n g p h ụ t h u ộ c gi ữa —— và Tc . T ư ơ n g tự nhu vậy, c h ọ n n h ữ n g
H0
n g à y m à TG c ó g i á trị n ằ m trong từng dải hẹp, c h ấ m lên mặt pliíing toa độ
c á c đ i ể m c ó toạ đ ộ
2 0
Vs o ’ H
n o;
và qua sự p h â n bồ' c á c đ i ể m đó ta c ũ n g dự
đ o á n đ ư ợ c s ự p h u t h u ô c g i ữ a ỉ k - và s /s 0. C á c h ìn h từ 3.2 đốn 3.15 là ví
Hg
dụ m i n h h o ạ c h o v iệ c l à m n à y đối với s ố liệu th á n g 1 và th á n g 7 ử Irạm
H à Nội.
Q ua các hình nà y ta thấy các điổm phân hố thành
chứng tỏ c á c sự phụ t h u ộ c đa ng xét
làtuyến tính.
các clíiigàn như thẳng
V â y ta c ó thổ xấp xỉ
hàm
thực n gh iệ m = f ( t n,.s/s0) clưứi dạng:
*‘o
Ho
= a, + a 2TG + a 3 —
(3 Ố )
s0
Hoặc
= a, + a 2t G + a 3 — + a,Tn —
sn
( 3 -7)
s0
Cả hai d ạ n g h à m n h ư (rên đ ề u đ ả m h ả o sự phụ ih u ô c l u y ế n tính
giữ a h à m s ố và c á c đ ố i số. D ạ n g (3 .7 ) h i ể n n h i ê n là hao tr ù m cả (lạng
(3.6), d o vậy, ta sẽ x á c đ ị n h c á c hệ s ố c ủ a c ô n g th ức (3.7 ). T u y nh iỏ n , để
g i ả m bớt đ ư ợ c sai s ố h ệ t h ố n g c ủ a c ô n g i h ứ c llụrc n g h i ệ m lính H D, ta
k h ơ n g tìm c ồ n g t h ứ c dư ớ i d ạ n g (3 .7 ) m à n h â n ha i v ế c ủa nỏ với H(, và
được :
H„ = a , Hf. + a7Tf!H0 + a ,
9
t a ,T,.
s0
s
11
s
H„ =a, H, . I a„ -- t a , - H,.
SM
H (,
sn
«,
II,. s
Hr, s„
n
Địi
chiếu
cơng
th ứ c
(2.15)
với
x [k = H Gk , x 2k — t ( j k ^ G k ’ ^ 3k — “ “ H ( ; k , X 4k — x r.k
•s 0k
H(;k’
s()k
22
(3.X)
la
. K
)
th ấ y
11=4,
y lit ~ M | ) | c
■ G 1 il
