WNC måler klimaet langs Birkebeinerløypa - klikk her for å se siste målinger
Enda litt mer informasjon om våre temperaturmålinger
Denne siden gir mer utfyllende informasjon om temperaturmålingene vi gjør langs Birkebeinerløypa, om hvordan de kan tolkes og de forskjellige feilkildene.
Snøtemperatur:
Å måle snøtemperatur ved hjelp av IR stråling er ikke helt trivielt. Ved IR-målinger skal ideelt sett det objektet man måler på ha en konstant emisjonskoeffisient, og gjerne så nær opp mot 1 som mulig. En flate som er ideelt sort ved det aktuelle frekvensområdet har emisjonskoeffisient lik 1. Det betyr at ingenting av innkommende stråling blir reflektert.
Dette er en viktig feilkilde når man benytter IR-stråling for å måle temperatur. For mange materialer kan denne feilen bli svært stor, spesielt når man måler på metaller o.l. Snø har heldigvis en emisjonskoeffisient som er relativt nær 1, men den er avhengig av både bølgelengde, vinkel, kornstørrelse og vanninnhold (og sikkert flere men ikke så betydelige påvirkninger).
Figuren til høyre viser emissiviteten fra en virkelig snøprøve (gjennomsnitt av flere prøver) som funksjon av frekvensen. Fra andre kilder kan det se litt annerledes ut. Dette skyldes antagelig at snøtypen det måles på har betydning for resultatet. Det viste eksempelet vil gi en gjennomsnittlig emisjonskoeffisient på omkring 0.99 i det området vår sensor har følsomhet (5.5-14 mikrometer).
(Et annet eksempel på en virkelig måling ga en emisjonskoeffisient på 0.98 for det området sensoren vi benytter slipper gjennom filteret (5.5-14 mikrometer)).
Den emmiterte energi er proporsjonal med den absolutte temperatur i 4. potens og feilen vil derfor i dette tilfellet bli (2734*0.98)1/4-273= -1.38 (dvs i størrelsesorden 1.4 K).
Figuren under viser emissivitetens avhengighet av vinkel med en kornstørrelse (på snø) på 0.2mm (r=200um). Med andre ord: Figuren viser at IR-sensoren må peke rett ned mot snøen (dvs i 90 graders vinkel, Øv=0) for å gi den mest nøyaktige avlesning av snøtemperaturen. Betydelig feilavlesning vil oppstå allerede når denne vinkelen avviker med 30 grader (Øv=30).
Neste figur viser hvor utslag i feil temperatur (TB-T) avhengig av emissivitet og bølgelengde. Det er to sett med kurver, ett for 273K (ca 0 grader) og ett for 250K (ca -23 grader). Vår sensor har følsomhet i området 5.5 til 14 mikrometer (markert med lyseblått felt). Ved emissivitet 0.98 vil feilen være litt over en grad ved 0 grader.
Lufttemperatur
Ved måling av lufttemperatur er den største utfordringen direkte sol mot sensoren. Her er det vanlig, som vi også har gjort, å benytte et skjermbur som er godt ventilert og av hvit plast som reflekterer mesteparten av solstrålene slik at de ikke fører til oppvarming av sensoren. Det vil allikevel oppstå en liten feilavlesning dersom solen, spesielt midt på sommeren i vindstille vær, skinner direkte på skjermhuset. Denne feilen vil være tilnærmet ubetydelig om vinteren.
"Himmeltemperatur"
Målingen som vi har kalt «himmeltemperatur» er en infrarød måling av en ganske stor del av himmelen. Sensoren har +/- 45 graders åpningsvinkel og er rettet mot sydhimmelen. Ettersom den filtrerer bort bølgelengder som ligger utenfor 5.5-14 mikrometer vil den bare påvirkes veldig svakt av solstrålene. (Se figur under som viser spekteret fra sola).
Området med bølgelengder over 2.5 mikrometer er ikke engang med på figuren. Dette gjør at vi ikke er i stand til å se hvor mye energi snøen får tilført fra sola. Det vi imidlertid kan lese av med denne sensoren er om det er skyer eller klarvær. I klarvær vil «himmeltemperaturen» være vesentlig lavere enn lufttemperaturen, ettersom varmestrålingen fra stjerner og verdensrommet er relativt beskjeden. Når det derimot dukker opp skyer vil denne temperaturen bli vesentlig høyere, ofte i nærheten av lufttemperaturen. Det man risikerer med denne sensoren er at den blir tildekket av snø eller rim, og da vil den gå over til å vise denne temperaturen istedenfor. Den vil da stort sett følge lufttemperaturen ganske godt.
WNC måler klimaet langs Birkebeinerløypa - klikk her for å se siste målinger
