schriftzug

Sonnenscheindauer:

Messinstrumente

Die Sonnenscheindauer ist einer der heikelsten Werte in der Meteorologie. Seit Jahren versucht man, eine einheitliche und genaue
Campbell-Stokes-Schreiber
Andreas Vohl / WSG
Definition zu finden. Die Schwierigkeit liegt in der Vielfalt der Strahlung und deren Absorption und Streuung durch Luft- und Wassermoleküle in gasförmigen und flüssigen Zustand. Wesentlich ist also die Frage, ab welcher Strahlungsintensität ein Schwellenwert für den Beginn einer Sonnenscheinzählung überschritten wird. Dabei ist zu beachten, dass dieser Schwellenwert nicht nur von der Beschaffenheit der Wolken, sondern auch von der Tages- und Jahreszeit abhängt. Es gibt die unterschiedlichsten Verfahren, die SSD zu ermitteln: Der sogenannte Campbell-Stokes-Schreiber brennt durch die Lupenwirkung einer Glaskugel die SSD als Spur auf einen Schreibstreifen. Auch die Ermittlung über zwei Thermometer ist möglich, wenn das eine im Schatten und das andere in der Sonne hängt. Ab einer bestimmten Abweichung der beiden Messwerte gilt der Schwellenwert für SSD als überschritten.

Auswertung

Zur Messung der SSD an der WSG ist ein Globalstrahlungsmesser der Firma Davis® im Einsatz. Dieser funkt über eine Photodiode mit Diffuser und einem Gehäuse mit Konvektionskühlung die augenblickliche Strahlung im Bereich zwischen 300 und 1.100 Nanometer per Kabel im Minutentakt an die Station.
Solarsensor
Andreas Vohl / WSG
Das Strahlungssignal wird wahlweise in die Einheit Langley (LY) oder Watt / m² umgerechnet.
1 Langley = 11,622 Watt-Stunden / = 41,84 Kilojoules / .
Die Minutenwerte in Watt / liefern die Basis für eine minutengenaue Schwellenwertberechnung, die sowohl den tageszeitlichen (Minutenintervalle) als auch den jahreszeitlichen Gang (Wochenintervalle) berücksichtigt. Im Computer wird nun die Sonnenscheindauer über eine Rechenoperation ermittelt, die im Verlauf eines Jahres 37.500 einzelne Schwellenwerte mit den Messwerten vergleicht und die jeweiligen Überschreitungen als Sonnenscheinminuten ausgibt. Dabei ist es möglich, sowohl die komplette Abschirmung durch diffuse Wolken, als auch einen Wert für einen Wechsel von Sonne und Wolken zu berechnen. Um den Strahlungsmesser optimal auszurichten, ist das Instrument auf einer beweglichen schiefen Ebene montiert, die 10 mal im Jahr an die geänderte Sonnenbahn angepasst wird. Die Ausrichtung erhöht besonders bei niedrigem Sonnenstand die Trennschärfe der Sonnenscheinberechnung.

astronomische Sonnenscheindauer

Die astronomische SSD beträgt auf der ganzen Welt rund 4.400 Stunden. Idealisiert beträgt sie an den Polen 6 Monate am Stück (gefolgt von 6 Monaten Nacht) und ganzjährig 12 Stunden täglich am Äquator (gefolgt von je 12 Stunden Nacht).
In Göttingen wird die tägliche astronomische SSD durch die hügelige Umgebung mehr oder weniger stark reduziert. An der WSG beträgt die morgendliche Reduzierung (recht geringe) 8-25 Minuten, die abendliche durch den nahen Solling im Westen der Station je nach Jahreszeit ca. 15-30 Minuten. Bei wolkenlosem Wetter beträgt somit die maximale Sonnenscheindauer ca. TL-40 Minuten.