Sonnenschein in Prozent
| b bb SolarMax-Wert -------» (= 100 % Sonne) b b Schwellenwert -------» (= 0 % Sonne) |
Breinberg (585 m), Neumarkt am Wallersee
 \_Watt/m²__________________________________Prozent_/
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Diese Grafik wird halbstündlich aktualisiert.
Die Solarskala (Watt/m²) bzw. die Y-Achse dieses Diagramms wird alle paar Tage neu berechnet.
Sie wird angepasst an die Sinusfunktion bzw. Sinuskurve der Tageslängen im Jahresverlauf.
Informationen zur Berechnungsmethode
(Private Ansichten eines Hobby-Meteorologen ohne Anspruch auf wissenschaftliche Gültigkeit)
WICHTIG:
Diese Angaben und Informationen sind für HOBBY-STATIONEN gedacht, die nur über
EIN Solarstrahlungsmessgerät verfügen und außerdem nicht die Möglichkeit haben,
die Solarstrahlungswerte MINÜTLICH aufzuzeichnen bzw. zu speichern.
Im Hobbybereich werden die Werte meistens 10-, 15- oder 30-minütlich aufgezeichnet.
Im Profibereich wird mit mehreren Sensoren gemessen und minütlich aufgezeichnet.
Der aktuelle Schwellenwert, der 0 Prozent Sonne entspricht, wird aus der Schwellenwert-Tabelle entnommen.
(Die jährliche Bandbreite für den Schwellenwert beträgt 120 bis 280 Watt/m².)
Der aktuelle SolarMax-Wert, der 100 Prozent Sonne entspricht, wird aus der folgenden SolarMax-Tabelle entnommen.
(Die jährliche Bandbreite für den SolarMax-Wert beträgt 300 bis 600 Watt/m².)
Auf Grund eigener Beobachtungen, Überlegungen und Berechnungen wurden sowohl die SolarMax-Werte als auch
die Schwellenwerte an die Sinusfunktion bzw. Sinuskurve der "Tageslängen im Jahresverlauf" angepasst bzw. berechnet.
Bei den in der SolarMax-Tabelle angeführten SolarMax-Werten (Watt/m²)
handelt es sich NICHT um die tatsächlich möglichen Solarstrahlungs-Höchstwerte
sondern um Solarstrahlungswerte, die 100 Prozent Sonnenschein entsprechen.
Fazit:
Die Solarstrahlung (Watt/m²) wird mit einem exakt waagrecht ausgerichteten Solarstrahlungssensor gemessen.
Gemessene Solarstrahlung größer gleich Schwellenwert (Siehe Schwellenwert-Tabelle) = Sonnenschein (0 bis 99 %)
Gemessene Solarstrahlung größer gleich SolarMax-Wert (Siehe SolarMax-Tabelle) = 100 % Sonnenschein
SolarMax-Tabelle
Solarstrahlungswerte (Watt/m²), die 100 % Sonnenschein entsprechen
Zum Unterschied von diesen "SolarMax-Werten" betragen
die tatsächlich möglichen Solarstrahlungs-Höchstwerte:
im Sommerhalbjahr (April bis September) 650-1000 Watt/m²,
im Winterhalbjahr (Oktober bis März) 350-650 Watt/m².
Die folgende von mir erstellte Grafik zeigt den theoretischen Jahresverlauf der Solarstrahlung bei wolkenlosem Wetter:
Der Abstand zwischen blauer Kurve (Schwellenwert) und oranger Kurve (SolarMax-Wert)
zeigt den Sonnenscheinbereich von 0 % bis 100 % an.
Die rote Kurve (Höchstwert) gibt die möglichen Höchstwerte an,
wobei einzelne Spitzenwerte bzw. "Ausreißer" sogar noch höher sein können.
Frage: Warum gelten die SolarMax-Werte (orange Kurve) als 100 Prozent?
Wäre es nicht sinnvoller, die Höchstwerte (rote Kurve) als 100 Prozent zu betrachten?
Antwort: Die Höchstwerte werden nur für eine relativ kurze Zeitdauer erreicht
und zwar um ca. 12.00 Uhr MEZ bzw. um ca. 13.00 Uhr MESZ.
Gelten aber die SolarMax-Werte als 100 Prozent, dann kann bei sonnigem Wetter sinnvoller und
richtiger Weise auch am Vormittag und am Nachmittag 100 % Sonnenschein registriert werden.
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Zum Thema Sonnenschein in Prozent
könnte man sich fragen:
Was soll die Sache mit 30 %, 70 % oder 100 % Sonne?
Man könnte meinen, wenn man die Sonne (eventuell auch getrübt) wahrnehmen kann,
dann sind das 100 Prozent Sonnenschein.
Vielfach wird festgelegt, ab Schwellenwert 120 Watt/m² gibt es 100 Prozent Sonnenschein.
Andere wiederum meinen, 200 Watt/m² sind 100 Prozent Sonnenschein.
Diese Aussagen sind nicht unbedingt richtig.
Meine Antwort bzw. mein Rat zum besseren Verständnis: Betrachte mal den Schatten!
Da gibt es sämtliche Variationen - von fast unsichtbar und hellgrau bis dunkelgrau und schwarz.
Folglich gibt es auch 0 bis 100 Prozent Sonnenschein.
So kann es zum Beispiel vorkommen, dass bei 120 Watt/m² kein Schatten,
ein hellgrauer Schatten oder ein sehr dunkler Schatten wahrgenommen werden kann.
Schatten Schatten Schatten Schatten Schatten Schatten
Außerdem
Kurz nach Sonnenaufgang bzw. vor Sonnenuntergang ist die Sonne zwar gut sichtbar,
aber die Solarstrahlung (Watt/m²) befindet sich weit unter dem Schwellenwert.
Zum Beispiel nach Sonnenaufgang:
Die deutlich sichtbare Sonne befindet sich über dem Horizont,
aber die Solarstrahlung überschreitet erst später jeden vernünftigen Schwellenwert.
Erst in weiterer Folge kann 100 % Sonnenschein erreicht werden.
Vor Sonnenuntergang:
Die Sonne befindet sich deutlich sichtbar über dem Horizont,
die Solarstrahlung hat bereits den Schwellenwert unterschritten.
Und bereits davor hat der "Sonnenschein in Prozent" kontinuierlich abgenommen.
Wichtig:
Die Solarstrahlung wird mit einem exakt waagrecht ausgerichteten Solarsensor gemessen.
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Der Schwellenwert und die Berechnung der Sonnenstunden
Vorbemerkung:
Es gibt zahlreiche Methoden, die Anzahl der Sonnenstunden zu ermitteln bzw. zu berechnen.
Eine Methode besteht darin, die Solarstrahlung (Watt/m²) mit einem Schwellenwert zu vergleichen.
Ist die Solarstrahlung höher als der Schwellenwert, wird dies als Sonnenschein gewertet.
Voraussetzung ist das Vorhandensein eines Instruments zur Messung der Solarstrahlung in Watt/m².
Im Hobbybereich: von 70 bis 300 Euro,
im Profi-Bereich von 2.000 bis 15.000 Euro und mehr.
Auch sehr teure Geräte können bei der Ermttlung der Sonnenstunden eine Messtoleranz von 10 % aufweisen.
Wem diese Ausführungen zu viel sind bzw. wer über kein entsprechendes Messgerät verfügt, kann die Anzahl der Sonnenstunden mit folgender EINFACH-METHODE ermitteln. Es handelt sich um eine von mir zusätzlich angewandte, sehr einfache Methode, die ohne große Mühe relativ gute und brauchbare Ergebnisse erzielen kann. |
Informationen zum Schwellenwert
(Private Ansichten eines Hobby-Meteorologen ohne Anspruch auf wissenschaftliche Richtigkeit bzw. Gültigkeit)
WICHTIG:
Diese Angaben sind für HOBBY-STATIONEN gedacht, die nur über
EIN Solarstrahlungsmessgerät verfügen und außerdem nicht die Möglichkeit haben,
die Solarstrahlungswerte MINÜTLICH aufzuzeichnen bzw. zu speichern.
Im Hobbybereich werden die Werte meistens 10-, 15- oder 30-minütlich aufgezeichnet.
Im Profibereich wird mit mehreren Sensoren gemessen und minütlich aufgezeichnet.
Grundlage für die von mir am Breinberg indirekt berechneten Sonnenstunden ist nicht die tatsächliche Sichtbarkeitsdauer der Sonne,
sondern die Zeitdauer, in der die Solarstrahlung (Watt/m²) einen bestimmten Schwellenwert (Watt/m²) überschreitet.
Im Unterschied zu der von manchen Stationen praktizierten Methode, das ganze Jahr hindurch einen fixen Schwellenwert
(zum Beispiel 120 oder 200 Watt/m²) anzwenden, ziehe ich die Verwendung eines variablen Schwellenwertes vor.
Eines meiner Argumente gegen die Verwendung eines fixen Schwellenwertes:
Beispiel fixer Schwellenwert für das ganze Jahr 200 Watt/m²
Im Juni können 200 Watt/m² bereits bei bedecktem Himmel gemessen werden.
Im Dezember können am frühen Vormittag und am späteren Nachmittag 200 Watt/m² nicht einmal bei Sonnenschein erreicht werden.
Noch problematischer wirkt sich der fixe Schwellenwert 120 Watt/m² im Sommer aus.
Das ist auch der Grund, warum manche Hobby- bzw. Privatstationen im Sommer zum Beispiel
sieben Stunden Sonnenschein melden, obwohl der Himmel den ganzen Tag lang bedeckt war.
Auf Grund eigener Beobachtungen, Überlegungen und Berechnungen habe ich die Schwellenwerte an
die Sinusfunktion bzw. Sinuskurve der "Tageslängen im Jahresverlauf" angepasst bzw. berechnet.
Schwellenwert-Tabelle
Schwellenwerte von 120 bis 280 Watt/m²
Somit steht für jeden einzelnen Tag des Jahres ein eigener Schwellenwert zur Verfügung.
Aktuelle Solarstrahlungsgrafik mit dem aktuellen variablen Schwellenwert:
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Zusätzlich könnte auch noch die Schwankung des Schwellenwerts im Tagesverlauf berücksichtigt werden.
Dies ist vor allem dann von Interesse, wenn man den mühsamen und vergeblichen Versuch startet,
die tatsächliche Sichtbarkeitsdauer der Sonne zu ermitteln.
Ein Beispiel für eine solche Grafik:
Diese Grafik steht derzeit nicht zur Verfügung.
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Dieses von mir entwickelte Verfahren erhebt keinen Anspruch auf wissenschaftliche Richtigkeit bzw. Gültigkeit.
Allerdings weist die weitgehende Übereinstimmung meiner Ergebnisse mit den
von Profi-Stationen mit Spezialinstrumenten (Pyranometer etc.) ermittelten Messwerten
auf eine gewisse Brauchbarkeit dieser indirekten Berechnungsmethode hin.
Die in Zusammenhang mit dem von mir geprägten Begriff "SolarMax-Wert" präsentierten Informationen sowie die von mir
veröffentlichten Ausführungen zum Thema variabler Schwellenwert beruhen auf meinen eigenen Überlegungen.
Mir ist nicht bekannt, ob es ähnliche Angaben bereits gibt bzw. ob solche veröffentlicht worden sind.
Auch eine intensive "Google-Suche" hat keine entsprechenden Ergebnisse oder Veröffentlichungen gezeigt.
Peter Schinwald, Hobby-Meteorologe, 10. Feb. 2014
www.pete.at/wetter
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