Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Основные методы и приборы применяемые в озонометрии 10
1.1. Прохождение УФ радиации через атмосферу 10
1.2. Озонометрическая аппаратура и основные принципы расчёта ОСО 13
1.2.1. Спектрофотометр Добсона 13
1.2.2. спектрофотометр Брюера 17
1.2.3. Фильтровый озонометр М-124 19
1.2.4. Другие приборы 21
1.3. Современное состояние российской озонометрической сети 22
1.4. Оценка возможности применения существующих приборов на сети Росгидромета 24
Глава 2 Ультрафиолетовый озонный спектрометр УФОС 28
2.1. Устройство УФОС 28
2.2. Программное обеспечение УФОС и подготовка к испытаниям 31
2.3. Эксплуатационные испытания УФОС 32
Глава 3. Измерения спектрального состава УФ радиации 34
3.1. Ультрафиолетовая радиация, основные свойства 34
3.1.1. Разделение по диапазонам 34
3.1.2. Воздействие на человека 34
3.1.3. Эритемная радиация 36
3.2. Современное состояние мониторинга УФ радиации 38
3.3. Калибровка приборов для измерения УФ радиации 39
3.4. Калибровка экспериментальных образцов УФОС 40
3.4.1. Калибровка по длинам волн 40
3.4.2. Калибровка в абсолютной шкале по лампам 42
3.4.3. Калибровка долгим методом Бугера 44
3.5. Результаты измерений спектрального состава УФ радиации экспериментальными образцами УФОС 46
3.6. Выводы и рекомендации по калибровке УФОС и контролю его спектральных характеристик 50
Краткие выводы по главе 3 51
Глава 4. Измерения общего содержания озона ультрафиолетовым озонным спектрометром 52
4.1. Спектральный состав прямой и рассеянной из зенита неба УФ радиации 52
4.2. Выбор пар длин волн для расчета ОСО 53
4.3. Расчет ОСО по спектрам прямой солнечной радиации 54
4.4. Расчет ОСО по спектрам УФ радиацииот зенита ясного неба 55
4.4.1. Специфика расчета ОСО при измерениях УФ спектрометром 55
4.4.2. Соотношение спектрального состава прямой УФ радиации и рассеянной из зенита ясного неба 56
4.4.3. Расчет ОСО 59
4.5. Расчет ОСО при облачности 64
4.5.1 Влияние облачности и аэрозоля на спектральный состав УФ радиации, приходящей из зенита неба 64
4.5.2. Расчет ОСО при измерениях по радиации от зенита облачного неба 67
4.6. Результаты измерений ОСО аппаратурой УФОС 70
Основные результаты и выводы по главе 4 74
Заключение
Приложения
- Озонометрическая аппаратура и основные принципы расчёта ОСО
- Оценка возможности применения существующих приборов на сети Росгидромета
- Программное обеспечение УФОС и подготовка к испытаниям
- Результаты измерений спектрального состава УФ радиации экспериментальными образцами УФОС
Введение к работе
Озон, составляя весьма малую часть атмосферного воздуха, уже многие годы привлекает к себе внимание исследователей. Толщина защитного озонового слоя определяет уровень приходящей к земле биологически активной ультрафиолетовой (УФ) радиации, и изменения в озоносфере могут оказать ощутимое влияния на здоровье людей и на состояние биоты. В то же время атмосферный озон фактически определяет термический режим стратосферы, а вариации поля озона тесно связаны с макромасштабными процессами в нижней стратосфере и верхней тропосфере.
В настоящее время наиболее доступной, хорошо контролируемой и в тоже время весьма информативной характеристикой состояния озонного слоя является общее содержание озона (ОСО). Результаты измерений ОСО на наземной сети являются опорными для других видов измерений (например, для измерений со спутника и для озонозондирования).
Специально для использования на российской озонометрической сети был разработан УФ озонный спектрометр (УФОС), предназначенный для автоматизированных комплексных измерений спектрального состава УФ радиации и определения ОСО.
Представленная диссертационная работа посвящена разработке метода определения ОСО и расчёта биологически активной УФ радиации при автоматизированных измерениях спектрометрами УФОС.
Проблема автоматизации наблюдений ОСО и УФ радиации приобрела особую актуальность в последние годы, поскольку дальнейшая эксплуатация фильтровых озонометров М-124, которыми на данный момент оснащена российская озонометрическая и ультрафиолетовая сеть, крайне затруднена. Приборы устарели морально (широкополосные светофильтры, ручные наблюдения) и изношены физически (более 25 лет в эксплуатации), а их производство давно прекращено. Для дальнейшего нормального функционирования российских озонометрических станций необходимо их переоснащение аппаратурой современного уровня.
Анализ характеристик тех автоматизированных приборов для измерений УФ радиации и ОСО, которые использует мировая озонная сеть, показал, что они, к сожалению, не удовлетворяют условиям работы на сети Росгидромета (требуются-простота устройства и эксплуатации, работа в широком диапазоне климатических и погодных условий и невысокая стоимость).
Автоматизация измерений потребовала не только новых технических решений, но и методического обновления. В наибольшей степени обновление относится к методике измерений ОСО при облачности, способы оценки влияния которой, применяемые при ручных наблюдениях, совершенно неприменимы к автоматизированным измерениям.
Отсутствие учета влияния облачности во время наблюдений может привести к величине ошибки в результате определения ОСО более 20 %. В то же время, опыт измерений на озонной сети Росгидромета показал, что наблюдения по Солнцу или ясному зениту возможны только в 30% случаев от всего объема наблюдений. При ручных наблюдениях для поправки на облачность используется визуальная оценка состояния неба оператором. При автоматизированных измерениях необходим инструментальный способ учета влияния облачности.
Целью настоящей работы является разработка метода автоматизированных измерений ОСО с помощью ультрафиолетового озонного спектрометра (УФОС) и оценка возможности применения УФОС для обеспечения мониторинга спектрального состава УФ радиации на сети Росгидромета.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: Сравнить и дать критическую оценку методов автоматизированных измерений УФ радиации и ОСО.
Создать программное обеспечение для исследования спектральных характеристик экспериментальных образцов УФОС, произвести калибровку приборов, провести климатические испытания работоспособности УФОС в широком диапазоне погодных . условий. На основании анализа полученных данных и процесса эксплуатации новой аппаратуры разработать технические рекомендации для разработки опытных образцов УФОС.
Организовать наблюдения спектрального состава УФ радиации (прямой, суммарной и рассеянной из зенита неба) с помощью экспериментальных образцов УФОС па нескольких озонометрических станциях Росгидромета. Создать базу данных, содержащую основные характеристики приборов и результаты наблюдений.
По результатам натурных измерений УФОС определить закономерности и основные соотношения между спектральными составами прямой УФ радиации и рассеянной из зенита неба при безоблачных условиях. В целях разработки методики расчета ОСО исследовать влияние различных атмосферных факторов на спектральный состав приходящей к земле УФ радиации, рассеянной в зените неба. Найти предикторы в измеряемом спектре, которые могут быть использованы для оценки влияния облачности. Разработать методику расчёта ОСО по результатам автоматизированных измерений УФОС.
В рамках выполненной работы впервые разработана методика определения ОСО по результатам автоматизированных измерений рассеянной из зенита неба УФ радиации, отличающаяся от существующих применением для определения ОСО не эмпирически построенных номограмм, а расчетного способа с использованием выявленных в ходе работы закономерностей ослабления радиации. Предложен и реализован новый способ автоматического учёта влияния облачности при расчёте ОСО непосредственно в ходе измерений. На фактическом материале определены закономерности и количественные соотношения между прямой солнечной и рассеянной из зенита ясного неба УФ радиацией.
Практическая ценность описанной работы заключается в том, что разработанная методика расчета ОСО при автоматизированных измерениях может применяться в оперативном режиме для обеспечения работы экспериментальных образцов ультрафиолетового озонного спектрометра УФОС (что было проверено на станциях Цимлянск, Мурманск, Воейково). А переоснащение озонометрических станций Росгидромета автоматизированной аппаратурой с применением разработанной методики может многократно повысить объем и качество информации об УФ радиации и ОСО, поступающей с сети.
Все представленные в работе результаты получены самим автором или при его участии. Непосредственно автором предложен алгоритм расчёта ОСО по измеренным спектрам УФ радиации. Разработаны программы работы УФОС для исследования спектральных характеристик прибора и для натурных измерений. Выполнена калибровка экспериментальных образцов УФОС для измерения спектрального состава УФ радиации и ОСО. Установлены для регулярных наблюдений приборы на станциях Воейково, Мурманск, Цимлянск. На основе анализа полученного массива данных измерений определены и введены в программу эмпирические зависимости, которые позволяют реализовать оперативный расчёт ОСО и «автоматический» ввод поправки на облачность. На основе опыта эксплуатации экспериментальных образцов УФОС разработаны технические рекомендации для разработки опытных образцов.
Диссертация состоит из 4-х глав. Содержит 100 страниц, 3 таблицы, 35 рисунков Глава 1 диссертации посвящена обзору современного состояния озонометрии. Описаны основные приборы и методы для измерений ОСО и дана оценка возможности их применения на российской сети. Рассмотрен процесс прохождения УФ радиации через атмосферу и основные факторы, влияющие на её спектральный состав.
В Главе 2 подробно описан УФОС, приведены фотографии и оптические схемы прибора, описаны модификации экспериментальных образцов, рассмотрены результаты климатических испытаний и проанализированы сложности, с которыми автор и его коллеги столкнулись при работе с экспериментальными образцами. Приведены технические рекомендации для усовершенствования УФОС при разработке опытных образцов автоматизированной аппаратуры.
Озонометрическая аппаратура и основные принципы расчёта ОСО
С конца 20-х годов ХХ-го века начались наблюдения ОСО озонным спектрофотометром Добсона. На сегодняшний день данные, поступающие от сети спектрофотометров Добсона являются наиболее достоверными благодаря отлаженной оценке качества наблюдений и системе контроля шкалы приборов. До последнего времени спектрофотометр Добсона являлся основным прибором на сети ВМО.. Погрешность измерений спектрофотометром составляет 1-2%[50]. Наблюдения проводятся вручную Спектральный блок спектрофотометра — это двойной кварцевый монохроматор автоколлимационного типа с постоянными щелями. Из спектра приходящей радиации, прибор выделяет попарно узкие полосы: пару A (A.maxi = 305.5 nm; XmaX2 = 325,4 шп), пару С (( maxi = 311,45; Хтях2 = 332,4) и пару D (Хтах1 =317,6; А,тах2 =339,8) (рисунок 1.3). Измерения производятся компенсационным методом- сигналы, выделяемые одной парой, выравниваются с помощью калиброванного оптического клина, плотность которого пропорциональна логарифму отношения значений радиации LA(C, D) В этих двух участках спектра. ОСО может быть рассчитано по отношению сигналов на каждой паре длин волн. При смещении от пары А к паре D происходит некоторая потеря в чувствительности к Методика измерений ОСО спектрофотометром Добсона предусматривает возможность использования нескольких пар длин волн, что значительно уменьшает погрешность, вносимую атмосферным аэрозолем. Помимо прямой солнечной радиации для определения ОСО применяется радиация, приходящая от зенита неба. (Под радиацией приходящей от зенита неба подразумевается энергетическая освещенность, создаваемая рассеянным в атмосфере солнечным излучением, которая приходит от зенита неба в секторе 15 градусов.) Для краткости, в дальнейшем будем называть её «зенитной». Для определения ОСО спектрофотометром Добсона по радиации от зенита ясного неба, используют специальные номограммы, описывающие зависимость логарифмов отношений на двух парах длин волн от ОСО и высоты Солнца (Рисунок 1.4).
Номограммы были построены по эмпирическим данным. На набор данных во всём диапазоне ОСО и высот Солнца при высокой прозрачности атмосферы для построения номограмм ушло несколько лет. Данные номограммы универсальны для всех спектрофотометров. При переходе к компьютерной обработке результатов измерений номограммы были заменены семейством полиномов. Погрешность измерений ОСО по зениту ясного неба для спектрофотометра Добсона составляет 2-3% Серьезной проблемой при измерениях общего содержания озона (ОСО) является наличие облачности. Она вносит существенные погрешности в результаты измерений (до 20 %), а часто делает невозможным проведение наблюдений. При этом, по данным российской озонометрической сети, только треть наблюдений выполняется при безоблачных условиях (рисунок 1.5). При наблюдениях по зениту облачного неба с помощью спектрофотометра Добсона, наблюдателем визуально определяется состояние неба и при расчете вводятся поправки, зависящие от типа облачности [49]. Тем не менее, результаты измерений ОСО спектрофотометром Добсона, полученные из наблюдений по облачному зениту, могут быть отягощены дополнительными погрешностями. В начале 80-х годов выпуск спектрофотометра Добсона был прекращён и ему на смену был разработан автоматизированный спектрофотометр Брюера, который предоставляет возможность получать одновременно сведения о спектральном составе УФ радиации и о содержании озона. Оптическая схема прибора представляет собой монохроматор на дифракционной решетке и позволяет регистрировать спектр УФ радиации в диапазоне от 295 до 325 нм (в последних модификациях до 365 нм). Усовершенствованные спектрофотометры Брюера с двойным монохроматором позволяют проводить наблюдения с достаточной точностью при низких высотах Солнца. Для определения ОСО с помощью специальной маски выделяются 5 узких полос в УФ спектре (рисунок 1.3). Все используемые для определения ОСО полосы находятся в коротковолновой части УФ диапазона и расположены близко друг к другу. Таким образом, чувствительность к озону спектрофотомера Брюера существенно ниже, чем у спектрофотометра Добсона, но при этом сводится к минимуму и влияние селективности рассеяния атмосферным аэрозолем на результат измерений. Сектрофотометр Брюера использует для расчёта ОСО пять длин волн. При этом каждой длине волны присваивается свой, специально определённый весовой коэффициент. Таким образом, при измерениях нейтрализуется возможное влияние на результаты измерений атмосферного аэрозоля и SO2 Погрешность измерений прибора по прямой УФ радиации составляет 2 %. При измерениях ОСО по радиации от зенита неба спектрофотометром Брюера используется методика, подобная методике спектрофотометра Добсона. Надёжные результаты измерений приборы дают при высоте Солнца более 20 градусов. Погрешность зенитных измерений для спектрофотометра Брюера составляет 3-4 %.
Оценка возможности применения существующих приборов на сети Росгидромета
Согласно рекомендациям ВМО, современная сетевая аппаратура должна обеспечивать получение наиболее более полной информации. В частности, приветствуется совмещение в одном приборе измерений спектрального состава УФ радиации и ОСО. При этом ВМО предъявляется к аппаратуре следующие основные требования [62,63]. 1. Разрешение по спектру, нм, не более 1 2. Минимальный спектральный диапазон, нм 290-400 3. Погрешность, обусловленная зависимостью чувствительности от угла падения измеряемого потока (косинусная погрешность), %, не более 5 4. Время сканирования по спектру, мин не более 10 В таблице 1.2 приведены основные характеристики действующих на мировой озонной сети приборов, а также разработанного в России УФ озонного спектрометра УФОС (подробно о приборе УФОС рассказывается в главе 2). Сведения, приведенные в таблице 1.2. показывают, что требованиям ВМО удовлетворяют спектрофотометр Брюера (недостаточен только спектральный диапазон) и УФОС. Сканирование по спектру Спектрофотометром Брюера при измерениях УФ радиации происходит в течении 8 минут, что соответствует требованиям ВМО, но в реальности при быстро меняющейся облачности может приводить к тому, что разные участки спектра будут сняты при разных облачных условиях. Помимо рекомендаций ВМО существуют также требования Росгидромета к сетевым приборам. простота устройства и эксплуатации работа в широком диапазоне климатических и погодных условий невысокая стоимость. Эксплуатация спектрофотометра Брюера - очень трудоёмкий процесс. Большое количество подвижных элементов внутри прибора, необходимость постоянного контроля шкалы с помощью ламп и сложная процедура выставления прибора по уровню требует постоянного участия в процессе высококвалифицированных специалистов, что неосуществимо на большинстве озонометрических станций. Кроме того, высокая стоимость спектрофотометра Брюера существенно ограничивает возможности его приобретения, оснащения сети данной аппаратурой весьма ограничены.
Перечисленным требованиям Росгидромета удовлетворяют приборы М-124 и УФОС. Учитывая требования ВМО и Росгидромета, следует признать, что для примененения на сети Росгидромета наиболее подходящим прибором является УФОС. Выводы по главе 1: -Традиционно для измерений общего содержания озона применяется дифференциальный метод измерений, основанный на разной поглощающей способности озона в разных участках спектра радиации. - Для определения ОСО разработано большое количество инструментов различной сложности и размеров. Для регулярных сетевых измерений на мировой озонной сети применяются 3 прибора - озонный спектрофотометр Добсона, озонный спектрофотометр Брюера и фильтровый озонометр М-124. -Для переоснащения озонной сети РФ необходима современная автоматизированная аппаратура, сочетающая достоинства спектральных приборов (возможность измерения спектрального состава УФ радиации, высокая точность измерения ОСО) и фильтровых озонометров (возможность измерять ОСО при любой облачности, низкая стоимость). - Требования к приборам сформулированы ВМО и Росгидрометом. С точки зрения этих требований для примененения на сети Росгидромета наиболее подходящим прибором является УФОС. Устройство УФОС Ультрафиолетовый озонный спектрометр УФОС [13] предназначен для автоматизированных комплексных измерений спектрального состава прямой и суммарной УФ радиации в диапазоне 290-400 нм и ОСО. Спектральный блок прибора представляет собой полихроматор на дифракционной решетке с ПЗС линейкой в качестве регистрирующего элемента. Благодаря тому, что в основу прибора положен полихроматор, время регистрации спектра составляет доли секунды. В зависимости от уровня приходящей радиации, время регистрации спектра может варьироваться от 0.05с до 1 минуты. Согласно ГОСТ-15.001-88 (1997) - необходимые этапы разработки новой аппаратуры: макет, экспериментальный образец, опытный образец. Разработка ультрафиолетового озонного спектрометра в данный момент находится на этапе испытаний и исследований экспериментальных образцов. 3 экспериментальных образца УФОС были разработаны и изготовлены специалистами ГГО, ГОИ, и Петербургского Университета точной механики и оптики. Экспериментальные образцы УФОС изготовлены в двух модификациях -обсерваторской и зенитной (рисунки 2.1, 2.2). Источниками радиации при измерениях являются: В зенитной модификации - зенит неба в угле зрения 15 градусов (зенитные измерения) - полусфера неба (измерения суммарной радиации) В обсерваторской модификации
Программное обеспечение УФОС и подготовка к испытаниям
На этапе подготовки приборов автором было создано программное обеспечение для работы УФОС. Программы, которые применяются для регулярных измерений обеспечивают: 1. Задание режимов работы УФОС (движение шаговых двигателей, определение последовательности опроса оптических каналов, автоматический выбор времени экспозиции, частоты съема спектров и т.д.) 2. Регистрацию спектров радиации (опрос регистрирующего элемента и запись измеряемых спектров радиации) 3. Обработку измеряемых спектров (опертивный расчёт уровней биологически - активной УФ радиации и ОСО ). Для исследования спектральных характеристик приборов был разработан специальный комплект программ, учитывающий особенности работы с разными лампами (ртутные лампы для калибровки по шкале длин волн и галогенные для определения чувствительности прибора в абсолютной шкале). Эти программы позволяют производить измерительные работы в произвольном, задаваемом оператором режиме.
Работы по исследованию спектральных характеристик приборов и выбору оптимального способа их калибровки проводились неоднократно за период с 2003 по 2009 года. Результаты этих работ более подробно будут рассмотрены в главе 3. Натурные измерения УФ радиации с экспериментальными образцами УФОС в основном использовались для подбора и установки оптимальных параметров прибора (времени экспозиции, частоты съема спектров и т.д.), отладки программ управления и выявления недостатков оптических схем. Натурные и эксплуатационные испытания экспериментальных образцов УФОС были проведены на станциях Воейково (УФОС-1 - обсерваторская модификация) с 2002 года, Мурманск (УФОС-2 -зенитная) с 2006 года и Цимлянск (УФОС-3 - зенитная модификация) с 2007 года. Выбранные для проведения испытаний станции представляют разные климатические зоны. Мурманск находится в Арктическом регионе. Высокая влажность, обусловленная близостью океана, сочетается с низкой температурой и сильными ветрами в зимнее полугодие. Цимлянск -одна из самых южных станций Российской озонометрической сети- позволил проверить работоспособность УФОС в условиях высоких температур воздуха и больших высот Солнца. Проводились испытания экспериментальных образцов УФОС во время экспедиций в Приэльбрусье (п. Терскол август 2004 года и ст. Шаджатмаз - сентябрь 2006 года). В процессе испытаний была подтверждена работоспособность экспериментальных образцов в разных климатических и погодных условиях, но обнаружен ряд уязвимых мест и существенных недостатков в оптической и электронной схемах УФОС. Часть недостатков, свойственных экспериментальным образцам УФОС, устранялась при обнаружении. Некоторые из них могут быть устранены только при производстве усовершенствованных опытных образцов спектрометров.
Перечень основных недостатков приборов, обнаруженных при эксплуатационных испытаниях, и рекомендации по их устранению или минимизации последствий при последующей разработке опытных образцов приведены в приложении Ш. Ультрафиолетовое излучение представляет собой электромагнитное излучение в диапазоне длин волн200-400 нм. Ультрафиолетовый спектр в свою очередь разделяют на три диапазона: - мягкий длинноволновый УФ-А с длиной волны 315-400 нм почти не задерживается озоновым слоем, проходит через стекло - средний УФ-В -280-315 нм. Большая часть УФ-В поглощается озоновым слоем, который "прозрачен" для УФ-А. Так что доля УФ-В во всей энергии ультрафиолетового излучения в летний полдень составляет всего около 3%. Он практически не проникает сквозь стекло. УФ-В сильнее чем УФ-А рассеивается при прохождении через атмосферу, что приводит и к изменению соотношения между этими фракциями с увеличением географической широты (в северных странах) и временем суток. - жесткий коротковолновый УФ-С - 200-280 нм полностью поглощается озоновым слоем и не доходит до земной поверхности, благодаря чему возможна жизнь на земле в её нынешнем виде. Искусственные источники, излучающие в диапазоне УФ-С, используются для дезинфекции и кварцевания помещений.
Результаты измерений спектрального состава УФ радиации экспериментальными образцами УФОС
В течении периода с апреля по сентябрь 2009 года УФОС 2 и УФОС 3 стояли на непрерывной регистрации спектрального состава УФ радиации. Примеры спектрального состава суммарной радиации приведены на рисунке 3.8. Для сравнения, вместе с результатами измерений приведен спектральный состав радиации, рассчитанный для тех же высот солнца и погодных условий по рекомендованной ВМО для контроля измерительной аппаратуры модели переноса радиации LibRadTran. Структура измеренных спектров полностью соответствует структуре рассчитанных, однако, отклонение по абсолютной шкале достигает 30%. Такое расхождение показывает, что калибровки по лампе не достаточно для обеспечения необходимой точности спектральных измерений. Увеличение отклонения измеряемых спектров от рассчитанных при изменении высоты Солнца даёт основания предполагать, что для обеспечения необходимой точности измерений УФ радиации необходимо улучшение угловых характеристик рассеивателей УФОС и дополнение калибровки по лампе, калибровкой по эталонным приборам в натурных На рисунке 3.9 приведен пример измеренного УФОС спектрального состава суммарной УФ радиации (синяя линия) и соответствующий ему спектральный состав эритемной радиации (красная линия), который определяют путём умножения радиации на кривую эритемной эффективности (коричневая линия). Спектральный состав эритемной радиации отличается явно выраженным максимумом в коротковолновой части УФ спектра, что обусловлено значительным усилением биологической активности излучения при уменьшении его длины волны. Величина эритемной радиации зависит, в основном, от высоты Солнца и ОСО. На рисунке 3.10 приведены суточные хода интегральных значений УФ-А, УФ-В и Эритемы за 31 мая 2009 года для посёлка Воейково. Выбранный день характеризовался безоблачной погодой и высокой прозрачностью атмосферы. Отсутствие изломов на кривых показывает, что прибор обеспечивает необходимую стабильность характеристик и рабочих установок.
Интегральная величина эритемной радиации даёт информацию о том, сколько времени человек может безопасно находиться на Солнце без использования средств защиты (рисунок 3.11). Не смотря на низкое качество рассеивателей экспериментальных образцов УФОС и отсутствие калибровки приборов в абсолютной шкале, выполненные в течении 2004-2009 годов измерения спектрального состава суммарной УФ радиации показали, что воспроизводимость измеряемых спектров радиации при неизменном состоянии атмосферы соответствует требованиям, предъявляемым к аппаратуре такого класса. Также явным достоинством УФОС является высокая скорость регистрации спектра УФ радиации (весь спектр за доли секунды), что позволяет получать данные о спектральном составе глобальной радиации даже при быстро меняющейся облачности. Для сравнения - время сканирования по спектру спектрофотометра Брюера составляет 8 минут. Исходя из опыта, полученного при работе с экспериментальными образцами УФОС и знакомства с существующей практикой калибровки приборов на мировой сети, рекомендовано следующее - Первичная калибровка приборов должна производиться по высокостабильным лампам. Помещение, где расположен калибровочный стенд должно иметь черные стены и быть термостатировано. -Эталонных источников излучения должно быть как минимум 3 для обеспечения непрерывности и стабильности шкалы, которая передаётся с помощью этих источников. Одна лампа в работе, вторая - контрольная, третья - резервная. -Расстояние от источника излучения до рассеивателя на входе оптического канала прибора должно быть стабильным и соответствовать расстоянию, для которого определена спектральная зависимость энергетической освещённости при поверке лампы. - Спираль лампы должна находиться на уровне центра рассеивателя прибора. -Регистрация спектрометрами УФОС полного спектрального состава УФ радиации (290 400 нм) позволяет осуществлять непрерывный контроль шкалы длин волн по Фраунгоферовым линиям. Для контроля шкалы длин волн можно использовать наиболее сильные линии (383 нм, 393 нм, 397 нм) - Анализ современного состояния российской сети измерений УФ радиации показал её значительное отставание от мировой сети по количеству станций и уровню оборудования. - Опробованы разные способы калибровки экспериментальных образцов УФОС. Рекомендована калибровка в абсолютной шкале по высокостабильным источникам излучения, дополняемая калибровкой по эталонным приборам в натурных условиях. - Сравнения результатов измерений УФОС спектрального состава УФ радиации с рассчитанными по модели переноса радиации LibRadTran показали, что структура регистрируемых УФОС спектров полностью соответствует структуре рассчитанных, однако, отклонение по абсолютной шкале достигает 30%. - Подтверждена возможность применения спектрометров УФОС (с учётом проведения рекомендованных усовершенствований при разработке опытных и серийных приборов) для мониторинга спектрального состава суммарной УФ радиации на сети Росгидромета. Расширенный спектральный диапазон и высокое разрешение регистрируемых спектров предоставляет возможность получения дополнительной информации при измерениях УФ радиации.
