Gravador Campbell-Stokes - Campbell–Stokes recorder

Gravador Campbell-Stokes usado em uma região tropical .
Um gravador Campbell-Stokes adaptado para uso em regiões polares (a esfera direita está voltada para o sul)

O gravador Campbell-Stokes (às vezes chamado de esfera Stokes ) é um tipo de gravador de luz do sol . Foi inventado por John Francis Campbell em 1853 e modificado em 1879 por Sir George Gabriel Stokes . O projeto original de Campbell consistia em uma esfera de vidro colocada em uma tigela de madeira com o sol queimando um traço na tigela. O refinamento de Stokes foi fazer o invólucro de metal e colocar um porta-cartões atrás da esfera.

A unidade foi projetada para registrar as horas de sol forte que farão um buraco no cartão.

Um gravador de luz do sol Campbell-Stokes

Esta unidade básica ainda está em uso hoje, com poucas alterações. É amplamente utilizado fora dos Estados Unidos (o registrador de luz solar Marvin é geralmente o instrumento usado pelo Serviço Nacional de Meteorologia dos Estados Unidos ).

Tecnologia

A bola de cristal tem normalmente 10 cm (4 polegadas) de diâmetro e é projetada para focar os raios do sol em um cartão montado na parte de trás e colocado em um pedestal. O cartão é mantido no lugar por ranhuras, das quais há três conjuntos sobrepostos, para permitir a altitude do sol durante as diferentes estações do ano. A gravação de cada dia vai para um cartão. No hemisfério norte, as cartas de inverno são usadas de 15 de outubro a 29 de fevereiro, as cartas de equinócio de 1 de março a 11 de abril e de 3 de setembro a 14 de outubro. Os cartões de verão são, portanto, usados ​​de 12 de abril a 2 de setembro. Cada carta é marcada de acordo com a hora, com o meio-dia local no centro, e é lida em décimos.

No hemisfério norte , a unidade está posicionada em um suporte voltado para o sul para permitir que a quantidade máxima de sol seja registrada. É importante colocar a unidade em uma área onde o sol não seja bloqueado por prédios, árvores ou mastros.

Uma modificação na unidade padrão para as regiões polares é a adição de uma segunda esfera, voltada para o norte, e cartão, para registrar a luz do sol durante o verão, quando permanece no céu por 24 horas.

Vantagens

A principal vantagem deste tipo de gravador é a sua simplicidade e facilidade de uso. Não existem peças móveis e, portanto, requer muito pouca manutenção. A unidade pode ser usada em qualquer lugar do mundo com pouca ou nenhuma modificação no design. Piranômetros operados eletricamente podem fazer o mesmo trabalho, mas o gravador Campbell-Stokes usa energia solar.

Desvantagens

Quando o sol está baixo no céu, ele pode não ter força suficiente para queimar o cartão corretamente e, portanto, pode medir apenas a quantidade de luz do sol brilhante em oposição à luz do sol visível. Isso geralmente ocorre ao amanhecer e ao anoitecer. A chuva pode rasgar o cartão ao removê-lo, dificultando a leitura. Em áreas com muita geada e durante os períodos de chuva congelante, a esfera pode ser difícil de limpar e não pode ser removida antes de o sol brilhar novamente. Também é suscetível a fatores externos não climáticos, como poeira, sujeira ou excrementos de pássaros secos que se acumulam na esfera de vidro, o que requer inspeção e limpeza frequentes.

O maior problema está na leitura das cartas. Em dias em que o sol está alternadamente coberto e exposto por nuvens, a quantidade de queimadura no cartão pode ser a mesma por 30 segundos a 5 minutos. Assim, a leitura do cartão pode diferir de um observador para outro. Comparações com instrumentos automáticos em estações alemãs revelaram que durante o verão as diferenças dos dois sistemas de medição podem chegar até 4 horas por dia. A diferença média foi de -0,23 h, ou seja, as medidas do gravador Campbell-Stokes são maiores do que o automático.

Os instrumentos custam US $ 500–2.000.

Referências

Leitura adicional

  • Department of Transport - Meteorological Branch (Canada) - Sunshine Recorders - Manual 81, Segunda Edição, 1966.

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