[发明专利]一种全天域红外云量计及测量方法

说明书

本发明公开了一种全天域红外云量计及测量方法，该全天域红外云量计，包括四棱体柱，所述四棱体柱的四个侧面上分别设置有一个红外温度传感器，每个传感器的探测范围是90度，所述红外温度传感器通过USB线连接PC。该测量方法包括以下步骤：根据天空温度T_sky和地表温度T_amb，计算出天空晴朗的程度T_diff；根据天空晴朗的程度推算出每个红外温度传感器测量的90度范围内云量的成数Ci，通过T_diff和Ci，得到红外温度传感器测量范围内的云量值，按固定比例求和，得到全天域内的云量值。本发明不仅可以计算的出全天域内的云量数值，而且还可以得到不同方位的云量分布情况。

技术领域

本发明属于天文台址监测和气象参数测量领域，具体地说，涉及一种全天域红外云量的测量方法。

背景技术

目前，国际上的地基云量测量技术主要包括雷达测量技术、全天图像处理技术和红外探测技术。其中，1)测云雷达就是通过雷达技术获取云量的设备，通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线电波，它在传播过程中和大气发生各种相互作用，然后通过反射回来的无线电波即可得到云的相关信息，主要是用来探测云顶、云底的高度。由于雷达测量的方向性较强，视场较小，无法测量全天域内的云量覆盖情况，而且其成本较高，很难实施多点布网测量；2)通过对全天图像进行处理得出云量的方法，已经在很多地方得到应用，国外也有很多类似的商业产品，但是其探测的时间段很受限，只能测量白天的全天云量，无法实现对晨昏时间段以及整个夜间的云量测量，或者说晨昏时间段和夜间测量的云量精度不高；3)通过红外温度传感器测量天空温度，从而得出云量的技术，在这几年蓬勃发展起来，其优点是可以实现白天和黑夜的无缝连接，开展持续测量。其缺点是只能，只能定性的描述天顶一定角度内的天空云量(云量多或云量少)，无法定量的给出全天云量数值。而全天云量的定义是：全天域视场(方位360度，天顶距90度)内云所占的成数，范围是从0个云(全天域内都无云)至10个云(全天域内都是云)。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种全天域红外云量的测量方法，本发明实现了低成本的全天域24小时不间断的较高精度云量测量。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种全天域红外云量计，包括四棱体柱，所述四棱体柱的四个侧面上分别设置有一个红外温度传感器，每个传感器的探测范围是90度，所述红外温度传感器通过USB线连接PC。

进一步地，所述USB线使用RS232/RS485协议传输数据。

本发明还公开了一种全天域红外云量的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、采用全天域红外云量计的红外温度传感器采集天空温度T_sky，并用温度计测量地表温度T_amb；

步骤2、根据天空温度T_sky和地表温度T_amb，计算出天空晴朗的程度T_diff，具体为公式(1)，

T_diff＝T_amb-T_sky (1)

其中，T_sky：红外温度传感器测量的天空温度；

T_amb：地表温度；

Tdiff:环境温度和天空温度的差值，代表了天空晴朗的程度；

根据天空晴朗的程度推算出每个红外温度传感器测量的90度范围内云量的成数Ci，具体为公式(2)；

C_i＝b-k*T_diff (2)