ILMAN LÄMPÖTILAN MITTAAMISESTA ERILAISIA SÄTEILYSUOJUKSIA KÄYTTÄEN Yrjö Pessi Hallakoeasema, Pelso Saapunut 18.10. 1954 Kun hallakoeasema otti tutkimusohjelmaansa kasviston ilmaston minimi- lämpötilanmittaukset eri paikkakunnilla, oh tarkoituksena ennen sitä löytää mit- taustapa, jolla saataisiin mahdollisimman oikeita arvoja ja joka olisi käytännössä helppo suorittaa. Mittareilta, joita käytetään tämänkaltaisiin mittauksiin, vaaditaan lähinnä kaksi ominaisuutta: mittarien tulee häiritä lämpöoloja mahdollisimman vähän ja niiden säteilyvirheen tulee olla mahdollisimman pieni. Mittarien valikoima tämänlaatuisiin tutkimuksiin on pieni, sillä ainoa kysy- mykseen tuleva mittarityyppi on alkoholialinarvomittari. Säteilyvirhe tämän kokoisissa mittareissa saattaa olla huomattava. Tämän vuoksi suoritettiin tutki- muksia erilaisia säteilysuojuksia käyttäen sopivan säteilysuojuksen löytämiseksi ja säteilyvirheen merkityksen selvittämiseksi. Vertailevia minimilämpötilanmittauksia suoritettiin neljällä eri mittaustavalla, jotka olivat: Budig-suojus mittarin nestesäiliön yläpuolella sama suojus nestesäiliön alapuolella lieriömäinen säteilysuojus nestesäiliön ympärillä ilman säteilysuojusta Takana Budig-suoj uksella, edessä lieriömäisellä säteilysuoj uksella varustettu lämpömittari heinä- nurmen päällä. Behind: liquid reservoir provided with Budig shield; below: the same provided with cylindrical radiation shield over the grass field. Säteilysuojukset tehtiin 0.3 mm:n paksuisesta kiiltävästä alumiinipellistä. Budig-suojus, läpimitaltaan 7 cm suuruinen ympyränmuotoinen levy, asetettiin 1 cm päähän lämpömittarin lämpökappaleesta. Lieriömäisen suojuksen pituus oh 7 cm ja halkaisija 3 cm. Tutkimuksessa käytettiin alinarvolämpömittareita (R. Fuess, jaoitus y2 °) ja oli jokaisesta mittaustavasta kolme kerrannaista. Mittaus- paikalla kasvoi lyhyt nurmi. Mittarit sijoitettiin noin 10 cm korkeudelle kasviston ylärajasta. Mittarit luettiin o.l° tarkkuudella arvioimalla %° pienemmät asteen osat. Mittaukset suoritettiin tyyninä, selkeinä öinä, jolloin mittaustavan erilaisuus tulee parhaiten ilmi ja jollaisia nimenomaan hallayöt ovat. Mittaustulokset esitetään taulukossa 1. Kerrannaisten poikkeamat olivat samana yönä korkeintaan 0.3°. Budig-suojuksella varustetun mittarin säteilyvirhe määritettiin Assmannin tuuletuspsykrometriä vertailuinstrumenttina käyttäen. Säteilyvirheellä tarkoite- taan sitä lämpötilan poikkeamaa ilman todellisesta lämpötilasta, mikä aiheutuu mittarin vastaanottamasta tai sen lähettämästä lämpösäteilystä. Kun mittarin vastaanottama lämpösäteily on suurempi kuin sen lähettämä, on säteilyvirhe positiivinen ja mittari osoittaa siis liian korkeaa lämpötilaa. Kun mittarin lähet- tämä lämpösäteily ylittää sen vastaanottaman, on säteilyvirhe negatiivinen ja mittari osoittaa liian alhaista lämpötilaa. Säteilyvirhettä määritettäessä mitattiin Taulukko I. Minimilämpötilat yhdeltätoista hallayöltä erilaisia mittaustapoja käyttäen Table 1. Minimum temperatures during 11 frosty nights measured by different methods Budig-suojus Lieriömäinen Ilman suo- Budig-suojus Vuorokausi yläpuolella suojus justa alapuolella Date Budig shield Cylindrical Without Budig shield above shield shield below 6. 5.—51 —2.0 —2.2 —2.4 —2.8 7. 5.—51 —5.4 —5.8 —6.4 -7.0 8. 5.—51 —3.8 —4.4 —5.1 —6.0 9. 5.—51 —7.4 8.0 —8.5 —9.8 10. 5. —5l —4.0 —4.5 —5.3 —6.0 11.5.—51 —4.0 —4.7 5.2 —6.2 23. 5. —5l —4.0 —4.6 —5.3 —6.2 8. 6.—51 —4.1 —4.6 —5.3 —6.1 9. 6.—51 —3.5 —4.1 4.9 —5.7 23. 6.—51 —2.5 —2.8 —3.5 —4.2 15. 6. —54 —4.6 5.0 —5.4 5.9 Keskimäärin _ 4 u _____ 2] __. gg Average Pyöristettynä O.Ptarkk. —4.1 —4.6 —5.2 —6.0 To the nearest 0.1 C C. 196 YRJÖ PESSI ILMAN LÄMPÖTILAN MITTAAMISESTA 197 Taulukko 2. Säteilyvirhe käytettäessä Budig-suojusta mittarin yläpuolella Table 2. Error due to radiation using the Budig shield above the liquid reservoir. Tuulen nopeus m/sek Wind velocities m.jsec Säteilyvirhe C° Error due to radiation °C tuulen voimakkuus hyrräanemometrillä. Mittarit sijaitsivat 0.7 m korkeudella. Säteilybilanssi oli —O.ll gcal/cm2 x min. ja se mitattiin säteilytasemittarilla. 1 Taul. 1 ja 2 havaitaan, että lähinnä oikeat ilman lämpötilat saadaan käytet- täessä Budig-suojusta mittarin lämpökappaleen yläpuolella, toiseksi lähinnä lieriö- mäistä säteilysuojusta käyttäen, sen jälkeen ilman säteilysuojusta, lukemien poiketessa eniten käytettäessä Budig-suojusta lämpökappaleen alapuolella. Hallakoeasemalla otettiin käyttöön lieriömäinen säteilysuojus minimilämpötiloja mitattaessa lähinnä käytännöllisistä syistä. On nimittäin erittäin tärkeätä, että ver- tailevissa lämpötilanmittauksissa kaikki mittaukset suoritetaan samalla tavoin. Kun mittarit joutuvat olemaan jatkuvasti peltoviljelyksillä, pysyy lieriömäinen säteily- suojus hyvin paikallaan kovassakin tuulessa. Sen sijaan Budig-suojus saattaa muut- taa tuulessa asentoaan sekä murtua poikki kannastaan. Mittarien hoitaminen helpottuu näin ollen lieriömäisiä säteilysuojuksia käytettäessä ja vaatii vähemmän huolellisuutta, millä on oma merkityksensä kävtännössä. SUMMARY MEASURING THE TEMPERATURE OF AIR WITH DIFFERENT RADIATION SHIELDS Yrjö Pessi Frost Research Station, Pe Measurements of the minimum air temperature above a grass field have been made at the Frost Research Station during frosty nights using different radiation shields. In comparison with thermo- meters where the Budig shield was used above the liquid reservoir, those with cylindrical radiation shields gave, on average, values O.5°C. lower, those without a shield values I.l° lower, and those with the Budig shield below the liquid reservoir values 1.9° lower (Tab. 1). The error due to radiation when the Budig shield was used was —o.4° and —o.2° with wind velocities of 0.3 and 1.5 m./sec. and with radiation balance —O.ll g.cal./cm2 X minute. The most suitable method in practice was considered to be the cylindrical radiation shield, though nearly correct minimum temperatures are obtained using the Budig shield above the liquid reservoir. 1 Franssila. M. 1953. A Net Radiation Instrument with Constant Ventilation. Eripainc Geophysica 4: 3.