Global stråling

Under global stråling defineres som summen på jordens overflade på en vandret modtagende overflade, der hælder ind solstråling . Det består af

• solstråling, der ankommer direkte, direkte stråling og
• kortbølge diffus stråling , der når jordens overflade via spredning fra skyer , vand og støvpartikler.

Den klimatologisk vigtige nettostråling , der indikerer den absorberede solstråling , skal skelnes fra global stråling . H. minus den reflekterede del, albedoen , se Jordens strålingsbudget . Global stråling er isolationen på jordens overflade.

Måling og typiske værdier

Gennemsnitlig årlig global stråling udtrykt i forskellige farver over dele af Europa, Asien og Nordafrika

For at måle den øjeblikkelige værdi af global stråling tjener pyranometer . Denne øjeblikkelige værdi har enheden for stråling , watt pr . Kvadratmeter (W / m²). Ved at tilføje den udstrålede energi over bestemte tidsperioder, f.eks. Timer, dage eller år, opnås en energiindgang (målt i kWh / m²), der er relateret til den samlede periode. Daglige indtastninger er angivet i kWh / (m² ·  d ), årlige indtastninger i kWh / (m² · a) (normalt talt: kilowattimer pr. Kvadratmeter og år). I klimatologi er den årlige indtastning også beskrevet af den gennemsnitlige bestrålingskraft over hele året (dag og nat, dvs. 8.760 timer i almindelige år ). En årlig indgang på 1200 kWh / (m² · a) svarer f.eks. Til en bestrålingseffekt på 137 W / m² i gennemsnit i løbet af året.

De øjeblikkelige værdier af global stråling er udsat for stærke udsving på grund af vejrforhold på grund af uklarhed og atmosfærisk uklarhed . På grund af den direkte indfaldsvinkel for den direkte strålingskomponent er global stråling stærkere ved middagstid end om morgenen og om aftenen og stærkere om sommeren end om vinteren.

På grund af den stejlere indfaldsvinkel er de årlige input højere jo tættere du kommer på ækvator (se ekliptik ). Højden over havets overflade , dvs. tykkelsen af jordens atmosfære ( luftmasse ), som solen skal trænge igennem, påvirker også systematisk denne værdi.

Den øjeblikkelige værdi af global stråling i Centraleuropa når omkring 900 W / m² en sommermiddag med en skyfri himmel. Med let skydække (men praktisk talt uhindret direkte stråling) kan det kortvarigt stige over 1.000 W / m² på grund af den diffuse stråling, som de hvide skyer giver. I overskyet, overskyet vejr består det kun af den diffuse strålingskomponent og synker til værdier omkring eller endda under 100 W / m².

Den årlige samlede globale stråling i Tyskland er mellem 900 og 1.200  kWh pr. M² og år på en vandret overflade, hvilket svarer til et gennemsnit på ca. 100 til 135 W / m². I Spanien er den globale stråling ca. 2.000 kWh / (m² · a) (230 W / m²), i Sahara 2.500 kWh / (m² · a) (285 W / m²).

Global stråling på skrå overflader

Mens i meteorologi den globale stråling på en vandret modtageroverflade normalt betragtes, skal strålingen på en skrå overflade bestemmes for adskillige energiske undersøgelser (eksempler: optimal tilpasning af solfangere , opvarmning af husfacader eller energiindgang gennem vinduer ). Strålingen på skrå overflader indeholder solstrålingen, der reflekteres fra jorden som en ekstra komponent , som kan yde et væsentligt bidrag i tilfælde af stærkt reflekterende jordoverflader (f.eks. Snedække om vinteren). På den anden side er kun en del af synsfeltet på skrå overflader fyldt af himlen, så bidraget fra diffus stråling på skrå overflader er mindre end på vandrette overflader. Ændringen i andelen af ​​direkte stråling afhænger af ændringen i indfaldsvinklen , der skyldes solens position og overfladens hældningsvinkel.

Bestemmelsen af ​​typiske bestrålingsniveauer afhængigt af modtageroverfladens retning og hældning kan ske ved at måle på den skrå overflade ved at konvertere eksisterende målte værdier på en vandret overflade eller ved at estimere ved hjælp af passende solstrålingsmodeller.

litteratur

• VDI-retningslinje 3789 ark 2: Miljømeteorologi - interaktioner mellem atmosfære og overflader - beregning af kort- og langbølgestråling , Beuth-Verlag, Berlin 1994 (strålingsmodeller, herunder til estimering af global stråling for et givet sted; kort beskrivelse )
• W. Palz, J. Greif: Europæisk solstrålingsatlas: Solstråling på vandrette og skrå overflader . Springer-Verlag, Berlin 1996, ISBN 978-3-540-61179-0

Weblinks

• Strålingsdata. Sollys i Tyskland Solarserver .com
• Global stråling. I: Spectrum Lexicon of Optics.

Individuelle beviser

1. ↑ Den globale strålingsmodel i VDI-retningslinje 3789 ark 2 giver en global strålingsværdi på 940 W / m² ved 46 ° N og 870 W / m² ved 54 ° N (havoverflade, opacitetsfaktor 3) den 21. juni kl .