Olika sorters strålning

Sol- och värmestrålning kan delas upp i en rad olika komponenter. Inom meteorologin utgörs de vanligaste komponenterna av globalstrålning, direktstrålning, diffusstrålning, långvågsstrålning och UV-strålning.

Global-, direkt- och diffus-(sol-)strålning

Global-, direkt- och diffusstrålning kan ges som momentana (irradians-) värden i W/m² eller som tidsintegrerade (irradiations-) värden i Wh/m². Våglängdsområdet  för solstrålning är ungefär 0,3 till 4 mikrometer.

G (global) och D (diffus) avser den inkommande solstrålningen (sol och himmel) mot en horisontell yta, medan I (direkt) är den direkta strålningen (bara från solen) mot en yta orienterad vinkelrätt mot solstrålarna.

Hur de tre parametrarna är sammankopplade framgår av relationen

G = I sin(h) + D,

där h står för solhöjd.

G och D mäts med ett instrument som kallas pyranometer, medan I mäts med pyrheliometer monterad på en automatisk solföljare.

Solskenstid

Solskenstid definieras som den tid då direktstrålningen överstiger 120 W/m². Om det är ett tjockt moln framför solen blir det ingen solskenstid. Finns tunna moln framför solen kan solskenstid registreras ungefär när skuggkonturer blir svagt men ändock tydligt skönjbara.

Långvågsstrålning

Långvågsstrålning är den från atmosfären nedåtriktade värmestrålningen som infaller mot en horisontell yta. Våglängdsområdet är ungefär 4 till 100 mikrometer. Mätningen görs med en så kallad pyrgeometer. Data för långvågsstrålning ges ofta som timmedelvärden i enheten W/m².

I den direkta solstrålningen kommer en liten del av energin från våglängder längre än cirka 4 mikrometer. Därför bör pyrgeometrar skuggas från direkt solstrålning för att se till att bara den atmosfäriska långvågsstrålningen mäts.

UV-strålning

Ultraviolett strålning (UV) har våglängder mellan 100 och 400 nm (0,1 till 0,4 mikrometer). Till jordytan når endast strålning med våglängder längre än 290 nm. Den skadliga effekten är i allmänhet större för de korta våglängderna.

En solig sommardag är solstrålningen flera hundra W/m² på en horisontell yta. Av detta utgör UV-strålningen omkring fem procent. Merparten av UV-strålningen finns i UV-A.

De kortare och oftast skadligare UV-strålarna finns i UV-B-området som utgör mindre än en procent av den solstrålning som når jordytan.

Att mäta denna lilla bråkdel av solstrålningen korrekt är svårt. Instrumenten för mätning av UV har därför inte samma noggrannhet som övriga solstrålningsinstrument.

Mätningar vid SMHI

SMHI driver i nuläget (2020) arton automatiska solstrålningsstationer där någon eller några av följande parametrar mäts.

• Globalstrålning
• Solskenstid
• Direkt solstrålning (endast i Kiruna, Norrköping och Visby)
• Långvågig strålning (mäts på 7 stationer)

På flertalet av dessa stationer mäts även lufttemperatur och relativ luftfuktighet intill strålningsinstrumenten, det vill säga på mätplattformarna som är placerade antingen uppe på hustak.

STRÅNG - ett modellsystem för solstrålning

För att få kännedom hur solstrålningen varierar mellan våra mätplatser har SMHI i samarbete med Naturvårdsverket (NV) och Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) tagit fram ett modellsystem STRÅNG som bygger på analyser av väderobservationer, radar- och satellitinformation.

Det beräknar dagligen solstrålning timme för timme över ett område som täcker norra Europa. Från valfri plats finns möjlighet att hämta bland annat globalstrålning, direkt solstrålning och UV-strålning varje timme sedan 1999 till i går.