Der Einfluß der Bewölkung auf die Himmelsstrahlung

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit werden die in Davos (1590 m) bei einem Bewölkungsgrad vonB=8/10 bis 10/10 bei verschiedenen Bewölkungstypen bestimmten Intensitäten der Himmelsstrahlung in Abhängigkeit von der Sonnenhöhe untersucht. Es wird dabei eine „Winterperiode” und eine „Sommerperiode” unterschieden, um dem Einfluß der durch die winterliche Schneedecke erhöhten Bodenreflexion Rechnung zu tragen. Die Streuung der Einzelwerte und der Verlauf der mittleren Intensität mit der Sonnenhöhe wird für die verschiedenen Bewölkungstypen diskutiert. Die größte Streuung ergibt sich für die Sommerintensitäten von St-, Ns- und Sc op-Decken. Die kleinste durchschnittliche Intensität wird bei unbewölktem Himmel beobachtet. Die niedrigsten Mittelwerte bei bedecktem Himmel ergeben sich für St bzw. Ns bei nicht durchscheinender Sonne und für Cirren sowie während der Sommerperiode für Sc op und Sc op vermischt mit St. Hohe Durchschnittswerte erhält man unter anderem für St bzw. Ns bei durchscheinender Sonne sowie für Ac tr, Ac op und As. Die mittleren Himmels-strahlungsintensitäten betragen bei 50° Sonnenhöhe je nach Bewölkungstypus das 1,6- bis 6,2fache des Wertes bei wolkenlosem Himmel. Die Winterintensitäten sind mit Ausnahme der Werte für Ac tr um den Faktor 1,15 bis 1,92 höher als die Sommerintensitäten.

Die Abhängigkeit der Himmelsstrahlung vom Bewölkungsgrad wird ohne nähere Unterscheidung der Wolkenformen für tiefe, mittelhohe und hohe Wolken diskutiert. Bei tiefer Bewölkung erreicht die Himmelsstrahlung ihr Maximum bei einem Bewölkungsgrad vonB=7/10 bis 9/10 und nimmt gegenB=10/10 wieder ab. Dieser Abfall gegenB=10/10 ist bei mittelhoher Bewölkung weniger stark ausgeprägt. Für Cirren ergibt sich je nach dem betrachteten Sonnenhöhenintervall ein Intensitätsmaximum beiB=8/10 bis 9/10 oder ein Anstieg bis zuB=10/10. Die durchschnittliche Himmelsstrahlung bei vollständig bedecktem Himmel beträgt während der Winterperiode für das Sonnenhöhenintervall 10°≦h≦20° für tiefe, mittelhohe und hohe Wolken entsprechend 164%, 258% und 241% und für das Sonnenhöhen-intervall 40°≦h≦50° 350%, 364% und 228% des Wertes bei wolkenlosem Himmel.

Summary

The intensity of diffuse short-wave radiation at Davos (1590 m) during overcast conditions (B=8/10 to 10/10), and its dependence on cloud type and solar altitude is investigated. In order to allow for the effect of increased reflexion from a snow cover, the data for the “winter period” and the “summer period” are treated separately. Scattering of single values, and the variation of mean intensities with solar elevation for various types of cloud cover are discussed. During summer, scattering is greatest for a St, Ns, and Sc op cover. The smallest average intensity is observed with a clear sky. During overcast conditions, the lowest mean values are observed under dense St or Ns and under Ci, and furthermore during the summer period, under Sc op mixed with St. High averages are obtained for translucent St or Ns, and for Ac tr, Ac op, and As. At a solar altitude of 50°, the mean intensities of diffuse radiation are 1,6 to 6,2 times greater than the clear sky values, depending on the type of cloud form. During the winter period, the intensities are 1,15 to 1,92 times greater than the summer values, except for Ac tr.

The dependence of diffuse radiation on the amount of cloud for low, middle, and high clouds (irrespective of cloud type) is discussed. For low clouds, diffuse radiation reaches its maximum atB=7/10 to 9/10, and decreases towardsB=10/10. This decrease is less pronounced for middle clouds. For high clouds, the maximum lies betweenB=8/10 and 9/10, or atB=10/10, depending on the sun's altitude. During the winter period, the average intensities of diffuse radiation from a completely overcast sky and for a solar altitude of 10°–20° are 164%, 258%, and 241% of the clear sky intensity, for low, middle, and high clouds, respectively. The corresponding values for solar altitudes between 40° and 50° are 350%, 364%, and 228%.

Résumé

Dans le présent travail, on a mesuré l'intensité du rayonnement du ciel à Davos (1590 m) en fonction de la hauteur du soleil et cela par une nébulositéB variant de 8/10 à 10/10, en séparant les divers genres de nuages. Afin de tenir compte de la réflexion du sol accrue en raison de la couverture de neige, on y distingue deux périodes: l'une «d'hiver», l'autre «d'été». On discute d'une part la dispersion des différentes valeurs mesurées et d'autre part la variation de l'intensité moyenne en fonction des divers types de nuages et pour les diverses hauteurs du soleil. La plus grande dispersion se rencontre en été pour les St, Ns et Sc op. La plus petite intensité moyenne a été notée par ciel serein. Pour un ciel couvert, la plus faible moyenne se rapporte aux St et aux Ns ne laissant pas transparaître le soleil, ainsi que pour les Ci. En été, on peut ajouter encore les Sc op et les Sc op mêlés de St. Des moyennes élevées sont entres autres obtenues par St et par Ns laissant transparaître le soleil, par Ac tr, Ac op ou As. L'intensité moyenne du rayonnement du ciel représente, pour une hauteur du soleil de 50° au-dessus de l'horizon, suivant le genre de nébulosité, 1.6 à 6,2 fois la valeur correspondante d'un ciel serein. En hiver et à l'exception des valeurs de Ac tr, les intensités sont 1,15 à 1,92 fois supérieures à celles d'été.

On discute en outre la relation entre l'intensité du rayonnement du ciel et sa couverture nuageuse sans distinction de la forme des nuages, mais en considérant des couches basses, moyennes et élevées. Pour des nuages bas, cette intensité atteint son maximum pour une couvertureB=7/10 à 9/10 pour diminuer de nouveau versB=10/10. Cette diminution par couverture totale est moins marquée pour les nuages moyens. Pour les Cirrus, on constate que le maximum de l'intensité se situe àB=8/10,B=9/10, voireB=10/10 selon la hauteur du soleil au-dessus du horizon. En hiver, le rayonnement moyen du ciel couvert représente, pour une hauteur du soleil comprise entre 10° et 20°, 164% du rayonnement d'un ciel serein pour les nuages bas, 258% pour les nuages moyens et 241% pour les nuages élevés. Si la hauteur du soleil est comprise entre 40° et 50°, ces valeurs sont respectivement 350%, 364% et 228%.