Ermittlung der Sonnenscheindauer
Es geht auch einfach
Für Hobby-Wetterfrösche, die kein Solarstrahlungs-Messgerät besitzen bzw. die sich nicht
mit komplizierten theoretischen Überlegungen beschäftigen wollen, habe ich folgende Info:
Vereinfachte Ermittlung der Sonnenstunden pro Tag
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Es geht auch kompliziert
Nur für besonders Interessierte:
Informationen zur Sonnenstunden-Berechnung und zum Schwellenwert
Für den Hobbybereich
Der exakt horizontal ausgerichtete Solarsensor misst die Globalstrahlung.
Die Globalstrahlung setzt sich zusammen aus der direkten Strahlung und der diffusen Strahlung.
Diffuse Strahlung ist der Anteil der Sonnenstrahlung, der auf seinem Weg durch die Erdatmosphäre
an Luftmolekülen, Staub, Niederschlag, Partikel oder Wolken gestreut wird. Die diffuse Strahlung
erreicht die Erdoberfläche nicht auf direktem geraden Weg sondern indirekt aus allen Richtungen.
Im Hobbybereich wird meistens mit der gesamten Globalstrahlung gearbeitet,
wobei dafür gerne die Begriffe Solarstrahlung oder Einstrahlung verwendet werden.
Im Profibereich wird ebenfalls die Globalstrahlung gemessen und angezeigt.
Aber für die Berechnung der Sonnenstunden wird die diffuse Strahlung
von der Globalstrahlung abgezogen, um die direkte Strahlung zu ermitteln.
(Direkte Strahlung = Globalstrahlung - diffuse Strahlung)
Hier wird also die Sonnenscheindauer anhand der direkten Strahlung berechnet.
Anmerkung:
Petes Hobby-Wetterstation verwendet mehrere Methoden zur Ermittlung der Sonnenscheindauer.
Seit Oktober 2026 erfolgt die Sonnenstundenberechnung durch Vergleich der gemessenen
Solarstrahlungswerte mit dem professionellen "Clear Sky Modell", das exakt auf die
Standortkoordinaten und Ortshöhe des Breinbergs abgestimmt ist.
Diese Methode wird auch von Profi-Stationen verwendet, die sich
keine sehr teuren Pyrheliometer leisten können oder wollen.
Und hier kann man sich diese Methode (das Clear-Sky-Modell) gleich einmal ansehen:
NEUE STARK VERBESSERTE BERECHNUNG DER SONNENSTUNDEN
Zunächst noch einiges zum Profibereich:
Im Profibereich gilt 120 Watt/m² direkte Strahlung als fixer Schwellenwert, wobei die Wattzahl mittels Sonnenhöhenwinkel
umgerechnet wird. So sind z. B. im Mai 32 Watt/m² um 6 Uhr Früh umgerechnet 350 Watt/m² und somit Sonnenschein.
Dies erfolgt entweder durch Umrechnung des horizontal gemessenen Werts in einen Vertikalwert bzw. mit
sehr teuren Profigeräten (Pyrheliometer mit Suntracker), die per GPS exakt der Sonnenposition folgen.
Beispiel 19. Mai 2026, 06.20 Uhr, Breinberg 585 m, Neumarkt am Wallersee
Globalstrahlung Horizontal 100 Watt/m², Sonnenhöhenwinkel 9,8 Grad (Dezimal).
WattVertikal = WattHorizontal / Sinus(Sonnenhöhenwinkel)
= 100 / 0,17021 = 588 Watt/m² Vertikal = Sonnenschein (obwohl horizontal nur 100 W/m²)
Auf der Sonnblick-Webcam
kann man per Animation zusehen, wie ein Pyrheliometer mit Suntracker die Sonne "verfolgt".
(Im Menu "Abspielen" anklicken und dann "Zeitraffer vorwärts")
Und noch etwas schockierendes kann man sehen:
Seit dem Sommer 2026 sind die umliegenden Gletscher total verschwunden!
Da sich aber nicht jede Station (egal ob offiziell, kommerziell oder Hobby) ein sehr teures
Pyrheliometer (mit Suntracker) leisten kann, gibt es eine einfachere, preisgünstigere
Methode sowohl für den Profi- als auch für den erweiterten Hobbybereich:
Hier wird die mit dem Solarsensor gemessene Solarstrahlung
mit dem wissenschaftlichen "Clear-Sky-Modell" verglichen.
Das Clear-Sky-Modell liefert für jeden Ort, jeden Tag und jede
Minute des Tages einen eigenen Schwellenwert.
Mit entsprechender Software (gibt es auch für den Hobbybereich) kann
die Solarstrahlungskurve mit der Clear-Sky-Kurve abgeglichen werden.
Auch diese Methode wird seit Kurzem in meiner Wetterstation angewendet.
Und jetzt zum einfacheren Hobbybereich:
Zum Teil Ansichten eines Hobby-Meteorologen ohne Anspruch auf wissenschtliche Gültigkeit
Die Messung der Solarstrahlung (Watt/m²) erfolgt mit einem exakt waagrecht ausgerichteten Solarsensor.
Ist der gemessene Wert höher als der Schwellenwert (z. B. 120 Watt/m²), wird Sonnenschein angenommen.
Die folgenden Überlegungen kann man sich ersparen, wenn man - auch als Hobby-Wetterfrosch - eine
entsprechende Wetter-Software verwendet, welche die im Profibereich genannten Punkte berücksichtigt.
Damit könnte man auf die folgenden Ausführungen verzichten.
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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 für den Hobbybereich in einer von meinen Ermittlungsmethoden
die Verwendung eines variablen Schwellenwerts vor.
Eines meiner Argumente gegen die Verwendung eines fixen Schwellenwerts im Hobbybereich:
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.
Konkret war dies zum Beispiel am 6. Juni 2021 bei bedecktem Himmel der Fall.
Mattsee, Salzburg und meine Station haben 0 Sonnenstunden gemeldet.
Eine Flachgauer Hobby-Station, die ganzjährig mit Schwellenwert 120 W/m²
arbeitet, hat 11 Sonnenstunden für den 6. Juni 2021 angegeben.
Variabler Schwellenwert
Auf Grund eigener Beobachtungen, Überlegungen und Berechnungen habe ich die Schwellenwerte
an die Sinusfunktion bzw. Sinuskurve der "Tageslängen im Jahresverlauf" angepasst bzw. berechnet.
Die Sache mit dem variablen Schwellenwert ist eigentlich auf meinem eigenen Mist gewachsen,
sozusagen eine experimentelle-Eigenbau-Konstruktion, die für bestimmte Zwecke genützt wird.
Der variable Schwellenwert wird bei einer meiner drei Methoden zur Sonnenstunden-Berechnung verwendet.
Inzwischen hat sich diese Methode für mich erübrigt, weil meine Solarstrahlungswerte bzw. Kurven
mit dem wissenschaftlichen "Clear-Sky-Modell" abgeglichen werden.
Das Clear-Sky-Modell liefert für jeden Ort und für jeden Tag des Jahres sowie
für jede Minute des Tages eigene Schwellewerte.
Meine früher verwendete alte Schwellenwert-Tabelle:
Privatansicht - wird nur mehr für gelegentliche Vergleichszwecke verwendet.
Schwellenwerte von 120 bis 280 Watt/m²
Somit steht für jeden einzelnen Tag des Jahres ein eigener Schwellenwert zur Verfügung.
Dieses von mir entwickelte Verfahren erhebt keinen Anspruch auf wissenschaftliche Richtigkeit bzw. Gültigkeit.
Allerdings hat die ungefähre Übereinstimmung meiner Ergebnisse mit den von
Profi-Stationen mit Spezialinstrumenten (Pyrheliometer etc.) ermittelten Messwerten
auf eine gewisse Brauchbarkeit dieser alten indirekten Berechnungsmethode hingewiesen.
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