Grundlagen
Die meteorologische Kenngröße, die die am Boden auf eine horizontale Ebene empfangene Sonneneinstrahlung beschreibt, ist die sogenannte Globalstrahlung. Sie setzt sich zusammen aus der direkten, Schatten werfenden Sonnenstrahlung und der gestreuten Sonnenstrahlung (diffuse Sonnen- oder Himmelsstrahlung) aus der Himmelshalbkugel. Bei Sonnenhöhen von mehr als 50° gelangen rund 3/4 der Globalstrahlung als direkte Sonnenstrahlung zur Erdoberfläche, bei tiefen Sonnenständen (bis etwa 10°) nur noch 1/3.
Die extraterrestrische Sonnenstrahlung ist die Strahlung, die von der Sonne auf den oberen Rand der Erdatmosphäre einfällt. Ihre Spektralverteilung entspricht der Ausstrahlung eines sog. Schwarzen Körpers mit einer Temperatur von etwa 6000 Kelvin. 98% der extraterrestrischen Sonnenstrahlung entfallen auf den Wellenlängenbereich 0,29 µm bis 4,0 µm, und zwar
Das Energiemaximum liegt bei 0,48 µm im grün-blauen Bereich des sichtbaren Lichtes. Der Mittelwert der Bestrahlungsstärke der extraterrestrischen Sonnenstrahlung beträgt 1368 W/m2 und schwankt im Laufe des Jahres auf Grund des variierenden Abstandes zwischen Erde und Sonne um ±3,3%.
Beim Durchgang durch die Atmosphäre erfährt die Sonnenstrahlung eine Schwächung (Extinktion), die a) durch Streuung an Luftmolekülen, b) durch Streuung und Absorption an Wolken- und Aerosolpartikeln und c) durch Absorption an Wasserdampf, Kohlendioxid, Ozon und anderen atmosphärischen Spurengasen verursacht wird. Außerdem hängt die Extinktion der Sonnenstrahlung vom Sonnenstand ab, da mit diesem die durchstrahlte Luftmasse im Tages- und Jahresverlauf variiert. Ferner ist sie proportional zur Dichte der schwächenden Medien, die wiederum von der Höhe über dem Meeresspiegel und der Trübung der Atmosphäre abhängt.
Das Verhältnis von Globalstrahlung zur extraterrestrischen Strahlung auf eine horizontale Ebene wird als "relative Globalstrahlung" bezeichnet.
Die extraterrestrische Sonnenstrahlung ist die Strahlung, die von der Sonne auf den oberen Rand der Erdatmosphäre einfällt. Ihre Spektralverteilung entspricht der Ausstrahlung eines sog. Schwarzen Körpers mit einer Temperatur von etwa 6000 Kelvin. 98% der extraterrestrischen Sonnenstrahlung entfallen auf den Wellenlängenbereich 0,29 µm bis 4,0 µm, und zwar
7% auf den Bereich 0,29 µm − 0,40 µm (Ultraviolettstrahlung), 42% auf den Bereich 0,40 µm − 0,73 µm (Sichtbare Strahlung), 49% auf den Bereich 0,73 µm − 4,00 µm (Infrarotstrahlung).
Das Energiemaximum liegt bei 0,48 µm im grün-blauen Bereich des sichtbaren Lichtes. Der Mittelwert der Bestrahlungsstärke der extraterrestrischen Sonnenstrahlung beträgt 1368 W/m2 und schwankt im Laufe des Jahres auf Grund des variierenden Abstandes zwischen Erde und Sonne um ±3,3%.
Beim Durchgang durch die Atmosphäre erfährt die Sonnenstrahlung eine Schwächung (Extinktion), die a) durch Streuung an Luftmolekülen, b) durch Streuung und Absorption an Wolken- und Aerosolpartikeln und c) durch Absorption an Wasserdampf, Kohlendioxid, Ozon und anderen atmosphärischen Spurengasen verursacht wird. Außerdem hängt die Extinktion der Sonnenstrahlung vom Sonnenstand ab, da mit diesem die durchstrahlte Luftmasse im Tages- und Jahresverlauf variiert. Ferner ist sie proportional zur Dichte der schwächenden Medien, die wiederum von der Höhe über dem Meeresspiegel und der Trübung der Atmosphäre abhängt.
Das Verhältnis von Globalstrahlung zur extraterrestrischen Strahlung auf eine horizontale Ebene wird als "relative Globalstrahlung" bezeichnet.