紫外輻射觀測在環(huán)境保護中的應(yīng)用

 背景 

紫外光（UV）是太陽光譜的一部分，分為三種波段：UVA、UVB 和 UVC，波長分別為315-400nm、280-315nm 以及10nm-280nm。從 UVA 到UVC 波長減小，強度增加，也就是說波長越短，對人的潛在危害越大。幸運的是，只有 UVA 和 UVB 能夠穿透大氣層到達地面。由于太陽紫外輻射對環(huán)境和人類健康的影響，以及由于臭氧的衰減引起地球表面紫外輻射的增強，所以需要對太陽紫外輻射進行測量。其中 UV-A 波段剛好在可見光光譜外，無明顯的生物活性，在地表面它的強度不隨大氣臭氧含量而變化。UV-C 在大氣層中被*吸收，因此不會出現(xiàn)在地球表面。對于紫外輻射的測量來說，UV-B 是*關(guān)注的波段，它影響生物活性，在地球表面它的強度取決于大氣臭氧柱。

環(huán)境空氣中的污染物與紫外輻射的關(guān)系具有兩面性：一方面它成為太陽紫外輻射的屏蔽；另一方面它有可能導(dǎo)致更為嚴重和復(fù)雜的大氣污染而損害人體健康。由于城市大氣中包含有許多來自工業(yè)和機動車排放的烴類和氮氧化物成分，紫外輻射為大氣中這類化學(xué)物質(zhì)間的相互作用提供了能量；較強的紫外輻射可以有效地增加大氣光化學(xué)反應(yīng)活性，使得對流層近地面臭氧質(zhì)量濃度較大，也使污染物之間的相互作用更加強烈，導(dǎo)致產(chǎn)生更多更復(fù)雜的二次污染物，從而加重大氣污染程度，因此太陽紫外輻射的測量對環(huán)境污染研究有著非常重要的意義。

 系統(tǒng)組成 

OTT太陽輻射監(jiān)測系統(tǒng)能長期自動監(jiān)測地表太陽總輻射強度和地表紫外線強度的變化特征，是氣象領(lǐng)域中氣象因子觀測的重要部分，為適應(yīng)氣象系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，滿足觀測數(shù)據(jù)的高精度和高穩(wěn)定性要求。它具備高可靠性、高準(zhǔn)確性、易維護、易備份等特點。

該系統(tǒng)由分波段紫外輻射表、數(shù)據(jù)采集單元、供電單元及系統(tǒng)支架等輔助設(shè)備組成，其主要性能指標(biāo)如下：
 

紫外輻射（SUV-A/ SUV-B）  

SUV 系列產(chǎn)品是 Kipp & Zonen 公司研制的高精度、高可靠性大氣紫外輻射傳感器。它可以精確測量大氣中某種特定類型的紫外輻射。該系列紫外輻射傳感器包括可分別測量 UVA、UVB、UVE 的SUV-A、SUV-B 和SUV-E-單波段紫外輻射傳感器：

• 光譜響應(yīng)：UVA：315～400nm；UVB：280～315nm

• 輸出范圍：UVA：0～90w/m²；UVB：0～9w/m²

• 響應(yīng)時間（95%）：1 s

• 非線性：< 1%

• 溫度響應(yīng)：< 2% (-40℃-70℃）

• 工作范圍：-40℃～60℃，0-100%

• 防護等級：IP67

• 供電：5～30VDC

• 功耗：<55mW

• 輸出：RS-485 Modbus，0-1V
        

數(shù)據(jù)采集單元  

Sutron XLINK500 提供測量、時間設(shè)置、數(shù)據(jù)傳輸和儲存功能，具有高精度性、高適應(yīng)性、高可靠性以及合理的價格等特點，使其成為科研、水文、環(huán)境觀測系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。數(shù)據(jù)采集器已在氣象觀測、農(nóng)業(yè)研究、道路氣象站、光伏環(huán)監(jiān)站等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

主要技術(shù)參數(shù)

 其他  

§    防護機箱：采用玻璃纖維加防腐材料，防水、防紫外線老化；

§    供電單元：交流電方式，交流充電控制器及可充電電池等

§    系統(tǒng)支架：全套安裝支架。

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