| Szukaj |
Zagrożenie!

Jak źródło masy powietrza wpływa na natężenie promieniowania słonecznego w porównywalnych warunkach zachmurzenia?

Często nas pytacie od czego zależy kolor nieba? Na to pytanie próbował odpowiedzieć w XIX wieku angielski fizyk John Strutt Rayleigh, który odkrył, że gdy światło słoneczne zderza się z cząsteczkami w atmosferze, to jego niebieska część jest odbijana w kierunku Ziemi, dzięki temu widzimy niebo najczęściej w kolorze niebieskim. Od tej pory wiemy, że zjawisko błękitnego nieba jest wynikiem współdziałania światła słonecznego i atmosfery.

Widoczny kolor nieba obejmuje fale o długości od 350 nm (kolor fioletowy), do 750 nm (kolor czerwony). Fale światła słonecznego docierając do Ziemi przez atmosferę załamują się pod różnym kątem powodując tzw. zniekształcenie chromatyczne. W wyniku również odbijania promieni słonecznych, a więc dyspersji optycznej - kolor fioletowy widma zmienia się na zielony, niebieski, żółty, pomarańczowy aż do czerwonego. W świetle dziennym obecne są wszystkie barwy, ale dla nas najbardziej widoczna jest niebieska, gdyż rozsiewa się ona najintensywniej, dlatego najczęściej mówimy o błękicie nieba.

Na zmianę koloru nieba ma również wpływ zawartości powietrza, a więc stężenia kropelek wody, kryształków lodu i wszelkich aerozoli (zanieczyszczeń), przez które promienie słoneczne są rozpraszane. Generalnie, im więcej elementów „mącących” atmosferę, tym błękit nieba jest jaśniejszy. Widać to zwłaszcza podczas suchej i słonecznej pogody, gdy niebo może wydawać się białe. Podczas letnich wyżów, barwa niebieska jest często blada. Wynika to ze wzrostu ilości cząsteczek pyłów w atmosferze. W takim przypadku widzialność pozioma zdecydowanie spada, a na horyzoncie widać wyraźne zamglenie.

W ten sposób doszliśmy do momentu, kiedy rozumiemy, że nie tylko wielkość zachmurzenia, ale także koncentracja aerozoli w konkretnej masie powietrza ma znaczenie dla wielkości natężenia promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi.

Wielkość natężenia promieniowania słonecznego ma przełożenie na produkcję energii elektrycznej w instalacjach fotowoltaicznych

Wielkość promieniowania słonecznego fotowoltaika

Aby to lepiej zrozumieć, porównamy 19 i 22 dzień lutego 2019 roku w Warszawie, gdy niebo od wschodu do zachodu Słońca było na ogół bezchmurne. Dane pomiarowe pochodzą ze stacji badawczej IGW Uniwersytetu Warszawskiego.

19 lutego maksymalne natężenie promieniowania słonecznego w Warszawie wyniosło 445 W/m2, a dziś 22 lutego 500 W/m2. Różnica wyniosła więc 55 W/m2, mimo porównywalnej wielkości zachmurzenia.

Wielkość zachmurzenia w Polsce około południa, 19 lutego br.

Wielkość zachmurzenia w Polsce luty

Wielkość zachmurzenia w Polsce około południa, 22 lutego br. (kolor biały w rejonie Warszawy, to śnieg, który spadł w czasie przejścia chłodnego frontu w nocy 21/22.02)

Wielkość zachmurzenia w Polsce luty Warszawa

Pomiar natężenia promieniowania całkowitego i długofalowego w Warszawie, 19 lutego 2019 roku

Promieniowanie natężenie pomiary w Warszawie

Pomiar natężenia promieniowania całkowitego i długofalowego w Warszawie, 22 lutego 2019 roku

Pomiar natężenia promieniowania słonecznego w Warszawie

Różnice spowodowała masa powietrza, która miały inny poziom koncentracji aerozoli. We wtorek 19.02 do Polski napływało wilgotniejsze i cieplejsze powietrze znad Niemiec i Czech, a dziś 22.02 napłynęła bardzo czysta masa powietrza wprost z Arktyki.

Trajektoria wsteczna napływającej masy powietrza 19 lutego br.

Trajektoria wsteczna masy powietrza luty Polska Warszawa

Trajektoria wsteczna napływającej masy powietrza 22 lutego br.

Trajektoria wsteczna masy powietrza Warszawa 22 lutego

Inny przykład możemy przypomnieć z 17 sierpnia 2018 roku, gdy ze względu na obecność aerozoli w atmosferze pochodzących z pożarów w Ameryce Północnej, promieniowanie słoneczne dochodzące do powierzchni ziemi w Polsce uległo zredukowaniu w godzinach południowych o ok. 50 W/m2, co stanowiło ok. 6-8%.

Foto: NASA, dane IGW UW, SolarAOT

Komentarze
Roman

Takimi właśnie artykułami ten portal zaskakuje. Bardzo dobry artykuł, pozdrawiam :)

22 luty 2019 - 18:27
Odpowiedz
Andrzej

A czy takie pomiary robocie dla Śląska? Lub może mają Państwo "namiar" na taką stację szczególnie zależy mi na nasloniecznienu ( posiadacz paneli pv) pozdrawiam.

22 luty 2019 - 19:36
Odpowiedz
DobraPogoda24

IGF UW pomiary robi w Sopocie, Warszawie oraz w rejonie Strzyżowa. Tutaj można śledzić pomiary on-line http://www.igf.fuw.edu.pl/~kmark/stacja/PolandAODdata.php?type=5&date=2019-02-22&next=0&lev=1&stat=0 O pomiary w innych regionach trzeba pytać na stacjach synoptycznych IMGW, ale nie są one na ogół udostępniane w czasie bieżącym.

22 luty 2019 - 19:44
Odpowiedz
Grzegorz

Na stacji W Strzyżowie pierwsza animacja niebieski kolor ?

23 luty 2019 - 17:54
Odpowiedz
DobraPogoda24

Odpowiednio: IGF - Warszawa, IOPAN - Sopot, SolarAOT - Strzyżów. Nie zapomnij wybrać odpowiedniej daty do konkretnych danych.

23 luty 2019 - 18:21
Odpowiedz
Grzegorz

Dzięki

24 luty 2019 - 09:14
Odpowiedz
Wyślij komentarz