Продолжительность солнечного сияния или солнечные часы — климатологический показатель, измеряющий продолжительность солнечного сияния в заданный период (обычно день или год) для заданного места на Земле , обычно выражаемый как усредненное значение за несколько лет. Это общий показатель облачности места, и, таким образом, он отличается от инсоляции , которая измеряет общую энергию, поставляемую солнечным светом за заданный период.
Продолжительность солнечного сияния обычно выражается в часах в год или в (средних) часах в день. Первая мера указывает на общую солнечность местоположения по сравнению с другими местами, в то время как последняя позволяет сравнивать солнечное сияние в различные сезоны в одном и том же месте. [1] Другая часто используемая мера — процентное соотношение зарегистрированной продолжительности яркого солнечного сияния и продолжительности дневного света в наблюдаемый период.
Важное применение данных о продолжительности солнечного сияния — характеристика климата мест, особенно курортов. Это также учитывает психологическое воздействие сильного солнечного света на самочувствие человека. Это часто используется для продвижения туристических направлений. [1]
Если бы Солнце находилось над горизонтом 50% времени в течение стандартного года, состоящего из 8760 часов, кажущаяся максимальная продолжительность дня составила бы 4380 часов для любой точки на Земле. Однако существуют физические и астрономические эффекты, которые меняют эту картину. А именно, атмосферная рефракция позволяет Солнцу быть все еще видимым, даже когда оно физически садится за горизонт . По этой причине среднее дневное время (без учета эффектов облаков) самое длинное в полярных областях, где видимое Солнце проводит больше всего времени у горизонта. Места на Полярном круге имеют самое длинное общее годовое дневное время, 4647 часов, в то время как Северный полюс получает 4575. Из-за эллиптической природы орбиты Земли Южное полушарие не симметрично: Южный полярный круг , с 4530 часами дневного света, получает на пять дней меньше солнечного света, чем его антиподы . На экваторе общее дневное время составляет 4422 часа в год. [2]
альт=
Учитывая теоретический максимум продолжительности дня для данного местоположения, существует также практическое соображение, в какой момент количество дневного света достаточно, чтобы его можно было рассматривать как «час солнечного сияния». «Яркие» солнечные часы представляют собой общее количество часов, когда солнечный свет сильнее определенного порогового значения, в отличие от просто «видимых» часов. «Видимый» солнечный свет, например, случается около восхода и заката, но недостаточно силен, чтобы возбудить стандартизированный датчик. Измерение выполняется приборами, называемыми регистраторами солнечного сияния . Для конкретной цели регистрации продолжительности солнечного сияния используются регистраторы Кэмпбелла-Стокса , которые используют сферическую стеклянную линзу для фокусировки солнечных лучей на специально разработанной ленте. Когда интенсивность превышает заданный порог, лента сгорает. Общая длина следа горения пропорциональна количеству ярких часов. [3] Другой тип регистратора — регистратор солнечного сияния Джордана . Более новые электронные регистраторы имеют более стабильную чувствительность, чем бумажная лента.
Для гармонизации данных, измеренных во всем мире, в 1962 году Всемирная метеорологическая организация (ВМО) определила стандартизированную конструкцию регистратора Кэмпбелла-Стокса, названного временным эталонным регистратором солнечного сияния (IRSR). [1] В 2003 году продолжительность солнечного сияния была окончательно определена как период, в течение которого прямое солнечное излучение превышает пороговое значение 120 Вт/м 2 . [1]
Продолжительность солнечного сияния следует общей географической закономерности: субтропические широты (примерно от 25° до 35° северной/южной широты) имеют самые высокие значения солнечного сияния, потому что это местоположения восточных сторон субтропических систем высокого давления , связанных с крупномасштабным падением воздуха из верхнего уровня тропопаузы. Многие из самых сухих климатов мира находятся рядом с восточными сторонами субтропических максимумов, которые создают стабильные атмосферные условия, мало конвективного опрокидывания и мало влаги и облачного покрова. Пустынные регионы с почти постоянным высоким давлением наверху и редкой конденсацией — такие как Северная Африка , юго-запад США , Западная Австралия и юг Ближнего Востока — являются примерами жаркого, солнечного, сухого климата, где значения продолжительности солнечного сияния очень высоки.
Две основные области с самой высокой продолжительностью солнечного сияния, измеренной как среднегодовое значение, — это центральная и восточная пустыня Сахара, охватывающая обширные, в основном пустынные страны, такие как Египет , Судан , Ливия , Чад и Нигер , и юго-запад Соединенных Штатов ( Аризона , Калифорния , Невада ). [4] Город, претендующий на официальный титул самого солнечного в мире, — Юма, Аризона , с более чем 4000 часами (около 91% дневного времени) яркого солнечного сияния в год, [4] [5] но многие климатологические книги предполагают, что в Северной Африке могут быть более солнечные области. [ необходима ссылка ] В поясе, охватывающем северный Чад и горы Тибести , северный Судан, южную Ливию и Верхний Египет , годовая продолжительность солнечного сияния оценивается более чем в 4000 часов. Существует также меньшая, изолированная область максимального солнечного сияния в самом сердце западной части пустыни Сахара вокруг массива Эглаб и Эрг-Чех , вдоль границ Алжира , Мавритании и Мали , где также превышена отметка в 4000 часов. [6] Некоторые места во внутренних районах Аравийского полуострова получают 3600–3800 часов яркого солнечного сияния в год. Самый большой высушенный солнцем регион в мире (более 3000 часов солнечного сияния в год) — Северная Африка. Самый солнечный месяц в мире — декабрь в Восточной Антарктиде, с почти 23 часами яркого солнца ежедневно. [7]
Напротив, более высокие широты (выше 50° север/юг), лежащие в штормовых западных ветрах, имеют гораздо более облачную и более нестабильную и дождливую погоду, и часто имеют самые низкие значения продолжительности солнечного сияния в год. Умеренный океанический климат, такой как климат северо-западной Европы , северо-западного побережья Канады и районов Южного острова Новой Зеландии, являются примерами прохладного, облачного, влажного, влажного климата, где значения продолжительности безоблачного солнечного сияния очень низкие. Районы с самой низкой продолжительностью солнечного сияния в год в основном лежат над полярными океанами, а также в частях северной Европы, южной Аляски, северной России и районах вблизи Охотского моря . Самое облачное место в Соединенных Штатах - Колд-Бей, Аляска , со средним числом 304 дня с сильной облачностью (покрывающей более 3/4 неба). [8] В дополнение к этим океаническим климатам, некоторые низкоширотные бассейны, окруженные горами, такие как бассейны Сычуани и Тайбэя , могут иметь продолжительность солнечного сияния всего 1000 часов в год, поскольку прохладный воздух постоянно опускается, образуя туманы, которые ветры не могут рассеять. [9] Торсхавн на Фарерских островах является одним из самых облачных мест в мире, где в год всего 840 солнечных часов. Остров Кэмпбелл к югу от Новой Зеландии еще более облачный, там всего 647 солнечных часов в год, в то время как станция Беллинсгаузен у Антарктического полуострова получает всего 591 солнечный час в год. [ требуется ссылка ]