Προσδιορισµός της Ηλιοφάνειας Εργαστήριο 6
Ηλιοφάνεια Πραγµατική ηλιοφάνεια είναι το χρονικό διάστηµα στη διάρκεια της ηµέρας κατά το οποίο ο ήλιος δεν καλύπτεται από σύννεφα. Θεωρητική ηλιοφάνεια ο χρόνος που µεσολαβεί ανάµεσα στην πραγµατική ανατολή και στην πραγµατική δύση του ηλίου. Προσδιορισµός της ηλιοφάνειας γίνεται µε την βοήθεια ειδικών οργάνων που ονοµάζονται Ηλιογράφοι Η λειτουργία τους βασίζεται: Στη θερµαντική ισχύ της ηλιακής ακτινοβολίας ή Στη χηµική δράση της ηλιακής ακτινοβολίας (ορατής και υπεριώδης)
Ακτινοβολία Με τον όρο ακτινοβολία εννοούµε την εκποµπή και διάδοση ενέργειας µε ηλεκτροµαγνητικά κύµατα (ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία) Το φαινόµενο της µεταφοράς ενέργειας µε ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία παρουσιάζεται µε δύοµορφές, τη σωµατιδιακή και την κυµατική.
Ακτινοβολία Με τον όρο ηλιακή ακτινοβολία αναφερόµαστε στην ακτινοβολία που παίρνει η γη από τον ήλιο. Η ηλιακή ακτινοβολία είναι κατά το µεγαλύτερό της ποσοστό ηλεκτροµαγνητικής φύσης (~99%) και κατά το υπόλοιπο σωµατιδιακής
Η ηλιακή ακτινοβολία στην γήινη ατµόσφαιρα Η ηλιακή ενέργεια που φτάνει στα όρια της ατµόσφαιράς κατά την διέλευσή της από τα διάφορα ατµοσφαιρικά στρώµατα και µέχρι να φτάσει στην επιφάνεια της γης υφίσταται απώλειες και µεταβολές που οφείλονται, κατά κύριο λόγο στη διάχυση και την απορρόφηση.
Η ηλιακή ακτινοβολία στην γήινη ατµόσφαιρα
Η ηλιακή ακτινοβολία στην γήινη ατµόσφαιρα Το µέρος της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της γης απευθείας µε τις ηλιακές ακτίνες λέγεται άµεσηηλιακήακτινοβολία. Ταυτόχρονα ένα µέρος της ηλιακής ακτινοβολίας διαχέεται από την ατµόσφαιρα και φτάνει στην επιφάνεια του εδάφους ως διάχυτη ηλιακή ακτινοβολία απ όλα τα σηµεία του ουρανού. Ένα µέρος της άµεσης ηλιακής ακτινοβολίας ανακλάται από το έδαφος και επιστρέφει στην ατµόσφαιρα απ όπου και πάλι επιστρέφει στην επιφάνεια του εδάφους-ανακλώµενη ακτινοβολία. Η επιφάνεια του εδάφους λόγω της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας θερµαίνεται και εκπέµπει µε την σειρά της προς την ατµόσφαιρα ακτινοβολία που ονοµάζεται γήινη ακτινοβολία. Τέλος η ατµόσφαιρα, θερµαινόµενη και αυτή ακτινοβολεί µε τηνσειράτηςπροςόλεςτιςκατευθύνσειςκαιονοµάζεται: ατµοσφαιρική ακτινοβολία ή ακτινοβολία της ατµόσφαιρας.
Προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία Είδος Επιφάνειας Λευκότητα (%) Άµµος 18-28 Γρασίδι 16-20 άσος 14-20 Πυκνό δάσος 5-10 Χιόνι (νέο) 75-95 Χιόνι (παλαιό) 40-60 Αστική περιοχή 14-18
Ηλιογράφος των Campbell-Stokes Αποτελείται από Γυάλινη σφαίρα ιαµέτρου 10cm Σφαιρική µεταλλική θήκη οµόκεντρη προς τη σφαίρα Αυτή φέρει τρεις υποδοχές για την τοποθέτηση ταινιών καταγραφής Βρίσκεται σε τέτοια απόσταση ώστε η εστία της σφαίρας να βρίσκεται πάντοτε στην εσωτερική επιφάνεια της θήκης Οι ηλιακές ακτίνες περνώντας από τη σφαίρα συγκεντρώνονται πάνω στην ταινία καταγραφής, προκαλώντας την καύση της.
Ηλιογράφος των Campbell-Stokes Οι ταινίες καταγραφής είναι τριών ειδών: Η µικρή καµπύλη ταινία Χρησιµοποιείται από 15 Οκτωβρίου τέλος Φεβρουαρίου Τοποθετείται στην ανώτερη υποδοχή Το µεσηµβρινό ύψος του ηλίου είναι µικρό (ο ήλιος στο βόρειο ηµισφαίριο παίρνει τις µικρότερες τιµές ). Η µεγάλη καµπύλη ταινία Χρησιµοποιείται από 15 Απριλίου 31 Αυγούστου Τοποθετείται στην κατώτερη υποδοχή Το µεσηµβρινό ύψος του ηλίου είναι µεγάλο (ο ήλιος πάνω από τον ορίζοντα στο βόρειο ηµισφαίριο παίρνει τις µεγαλύτερες τιµές). Η ευθεία πλατειά ταινία Χρησιµοποιείται από 1 Μαρτίου 14 Απριλίου και από 1 Σεπτεµβρίου έως 14 Οκτωβρίου (κατά τις ισηµερίες) Τοποθετείται στη µεσαία υποδοχή Το µεσηµβρινό ύψος του ηλίου λαµβάνει ενδιάµεσες τιµές
Ηλιογράφος των Campbell-Stokes Οι ταινίες του ηλιογράφου Η αλλαγή της ταινίας γίνεται καθηµερινά κατά την παρατήρηση της 20:00 H. Έχουν µε κάθετες γραµµές υποδιαιρέσεις της ώρας και του µισάωρου Ο προσδιορισµός της πραγµατικής ηλιοφάνειας γίνεται αφού προστεθούν όλα τα µήκη των τόξων καύσης και διαιρεθούν µε το µήκος του τόξου που αντιστοιχεί στην υποδιαίρεση µίας ώρας Μία ηµέρα σε όλη τη διάρκεια της οποίας ο ήλιος ήταν καλυµµένος µε σύννεφα ονοµάζεται ανήλιος Μία ηµέρα σε όλη τη διάρκεια της οποίας ο ήλιος δεν καλύφθηκε από σύννεφα ονοµάζεται αίθρια ή ηλιοφεγγής