solskinn

To ting omtales som solskinn : solens lys (dvs. effekten av solens stråler på jorden ), og værforholdene med liten eller ingen uklarhet . Solskinn råder når lysstrålene som kommer fra solen mellom soloppgang og solnedgang - dvs. om dagen - når jordoverflaten .

Fysisk-biologiske aspekter

Hvis solen er dekket av skyer eller andre gjenstander i løpet av dagen, kaster disse en skygge på jordoverflaten. I de skyggelagte områdene er det imidlertid på ingen måte mørke fordi det også er diffus refleksjon i atmosfæren. Jo høyere og klarere luften er, desto mer er lysstyrken på himmelen forskjellig i solskinn og overskyet vær. Dette er en av grunnene til at torden skyer nærmer seg som mer truende i fjellet enn andre steder. Selv om natten er det ikke fullstendig mørke, så månens lys danner måneskinn .

Øynene våre tilpasser seg så godt til lysstyrken i miljøet at vi sjelden er klar over det. Dette er fysisk merkbart i iris , som viser en mye mindre åpning i solskinn enn i overskyet vær. Dette prinsippet, som ofte kan observeres i naturen (selv på stomata av planter), implementeres også i automatisk eksponering av kameraer, som reduserer den store mengden lys i solskinn enten gjennom en mindre blenderåpning eller en kortere lukker eller eksponeringstid .

Solskinn og solenergi

Global stråling er solens totale strålingskraft per horisontal overflate i W / m ² . Den består av direkte solstråling og stråling spredt diffust av skyer og luft og måles med et pyrheliometer .

I verdensrommet er den dempede strålingsutgangen 1367 watt per kvadratmeter og kalles solkonstanten . Bare en brøkdel av den når jordoverflaten. Årsakene til dette er tap på grunn av den skrå forekomstvinkelen og jordens atmosfære (luftkonvolutt og muligens skydekke).

For Tyskland resulterer dette i en gjennomsnittlig verdi på 110 W / m² over dag og natt, solskinn / skydekke og geografisk breddegrad. Denne verdien er høyest i solskinn.

• Sol, klar til lett diffus himmel
  • Sommer: 600–1000 W / m²
  • Vinter: 300–500 W / m²
• Solskinn med lette til middels skyer
  • Sommer: 300–600 W / m²
  • Vinter: 150-300 W / m²
• veldig skyet til tåkete
  • Sommer: 100–300 W / m²
  • Vinter: 50–150 W / m². ^[1]

For Østerrike er verdiene 10–14 prosent høyere. På den ene siden er gjennomsnittlig solskinnstid 6% høyere ^[2] , på den annen side er strålingen omtrent 4 ° brattere.

De fleste planter bruker energien fra solstråling til fotosyntese ved å dekke energibehovet til kjemiske synteser ved å absorbere lys. Mennesker har alltid brukt solenergi, for eksempel i typen bygning som er formet av klimaet, til tilberedning av varmt vann (mørke beholdere) eller til avkjøling ved fordampning. I løpet av de siste tiårene har det blitt etablert en spesiell solteknologi , omdannelse av solenergi til varme ved bruk av såkalte solfangere (se solvarme ). I kontrast virker solceller gjennom deres direkte konvertering til elektrisk energi (se solenergi ).

Solens varighet

I geofagene blir det ofte beregnet en teoretisk tidsperiode der en skyfri og uklar, klar atmosfære, uhindret av fjell i horisonten, muliggjør solskinn på et bestemt sted. Det kalles den teoretiske eller astronomiske solskinnets varighet og avhenger av breddegrad og tid på året (se også solens posisjon ). På steder i fjell- eller åslandet blir det forkortet av landskapshorisonten . Eventuell skygge forårsaket av bygninger er imidlertid ikke inkludert i verdien.

Den faktiske solvarigheten er imidlertid mye kortere og avhenger i stor grad av klimasonen . For det meste er det skyer som forhindrer solskinn, men andre årsaker som smog kan også bidra til at sollyset bare når jordoverflaten på en dempet måte. Sandstormer eller vulkansk aske som kastes ut i atmosfæren under vulkanutbrudd kan også dempe solstråling.

Varigheten av solskinnet fungerer som et omtrentlig estimat av bestrålingen på et bestemt sted og gir samtidig informasjon om tid og grad av uklarhet. Den faktiske varigheten av solskinn er definert som den tidsperioden der den direkte solstrålingen vinkelrett på solretningen er minst 120 W / m ² . ^[3]

Den faktisk mulige solskinnets varighet blir forkortet av landskapshorisonter, slik at solskinnets varighet i desember til og med kan være null i visse daler i fjellet.

Den relative solskinnets varighet beskriver andelen av faktisk mulig solskinnsvarighet i prosent. De kan brukes til å sammenligne solskinnsforhold i forskjellige områder.

Solens varighet i Tyskland

Den gjennomsnittlige årlige solskinnsperioden i Tyskland er mellom 1300 og 1900 timer per år, avhengig av beliggenhet. Gjennomsnittet er rundt 1550 soltimer per år. ^[4]

• Lengste årlige solskinnsvarighet: 2329 timer i 1959 på Klippeneck på den sørlige kanten av Schwaben Alb (973 m)
• Korteste årlige varighet for solskinn: 936,7 timer i 1912 i Münster
• Maksimal månedlig solskinnsvarighet: 402,5 timer i juli 1994, Cape Arkona / Rügen
• Korteste månedlige solskinnsvarighet: 1,2 timer i desember 1993 i Lüdenscheid (Zeppelin-Gymnasium)

Statistisk sett øker solvarigheten med synkende geografisk breddegrad på de fleste kontinenter. Unntak er tropene og delvis polarområdene. I Østerrike er solskinnet i gjennomsnitt rundt ti prosent høyere enn i Tyskland.

Målemetode

Den vanligste måleenheten for solskinn opptil 2000 er Campbell-Stokes autograf . Med denne enheten er solstrålene buntet sammen med en sfærisk glasslinse slik at de brenner et spor inn i en mørk, skalert papirstrimmel. Fra lengden på dette brennende sporet kan solens varighet avleses til innen en tidel av en time. Stripene skiftes daglig.

I dag brukes også fotoelektriske sensorer ( pyranometre ) for å måle solskinnets varighet. Sensorene måler varigheten av solskinn indirekte. De måler bestrålingen ; hvis denne overskrider den internasjonalt etablerte grensen på 120 W / m ² , antas solskinn og et signal sendes ut.

Totalt utfører rundt 300 stasjoner (fra 2016 ^[5] ) av den tyske meteorologiske tjenesten solskinnsmålinger i Tyskland. På utvalgte stasjoner, de såkalte 'klimareferansestasjonene', undersøkte DWD effekten av overgangen fra Campbell-Stokes-metoden til automatiske målemetoder ved å bruke måleenheter parallelt. ^[6]

weblenker

• sonnenscheindauer.de - et teknisk papir om den teoretiske varigheten av solskinn

Individuelle bevis

1. ↑ Koblin, Wolfram et al., Handbook Passiv bruk av solenergi, departementet for regional planlegging, bygging og byutvikling, Bonn (1984)
2. ↑ HMSO: Bord av temperatur, fuktighet og solskinn for World, Vol.III (Europa), London 1972
3. ↑ Info på Thiesclima.com
4. ↑ Tidsserier for den tyske værtjenesten , som txt
5. ^ Kaspar, F.; Mächel, H.: Observasjon av klima og klimaendringer i Sentral-Europa og Tyskland , kapittel 3 i: Klimaendringer i Tyskland , side 17-26, ISBN 978-3-662-50397-3 , doi: 10.1007 / 978-3- 662-50397 -3_3 , Springer, Berlin Heidelberg 2016. PDF via link.springer.com
6. ↑ Hannak, L., Friedrich, K., Imbery, F., Kaspar, F:. Sammenligning av manuelle og automatiske daglig solskinn varige målinger på tysk klima referansestasjonene, Adv Sei.. Res., 16, 175-183, doi: 10.5194 / asr-16-175-2019 , 2019.