Kommentar till resultaten
De två viktigaste faktorerna som påverkar solinstrålningen är hur högt solen står på himlen och molnigheten. Medan förändringen i solhöjd (och dagslängd), ger den stora regelbundna variationen över året ger variationen i molnighet variationen i års- och månadsvärden mellan olika år. Halten av partiklar och vattenånga i atmosfären har också betydelse för hur mycket solstrålning som når jordytan.
Sedan mitten av 1980-talet har den årliga solinstrålningen ökat med omkring tio procent i Sverige. Uppgången var särskilt tydlig fram till de första åren på 2000-talet. Därefter var inte minst de soliga åren 2018 och 2020 viktiga bidrag till den fortsatta observerade ökningen på årsbasis.
Liknande tendens med ökande solinstrålning ser man i stora delar av Europa. Mätningar utförda före 1980-talet tyder på att solinstrålningen var högre under 1960-talet än under 1980-talet. Nedgången från 1960-talet till 1980-talet och den därpå följande ökningen in på början av 2000-talet benämns ofta inom den internationella klimatforskningen för global dimming and brightening.
Global dimming och brightening
Trenderna i solinstrålningen kan inte förklaras av variationer i solens utstrålning. De främsta orsakerna till den observerade ökningen sedan 1980-talet är dels en minskning av molnigheten och dels en minskning av mängden partiklar i atmosfären tack vare kraftigt minskade utsläpp av luftföroreningar både i Sverige och övriga Europa. Satellitmätningar av molnighet visar på en minskning av den totala molnigheten över Sverige under den aktuella perioden. Att mängden atmosfäriska partiklar minskat syns både i analyser av SMHIs mätningar av den så kallade direktstrålningen och i den nationella luftmiljöövervakningen som Naturvårdsverket ansvarar för.
Äldre mätningar
De svenska mätningar som utfördes innan 1983 är i allmänhet inte homogena med dagens mätningar. Det går därför i nuläget inte att jämföra nivåerna som hittills observerats på 2000-talet med de som observerades under exempelvis 1960-talet.
Förhoppningsvis kommer de presenterade mätserierna att kunna förlängas med tidigare uppmätt data, men innan dess behöver ett omfattande arbete göras med att ta fram erforderliga korrektioner och uppskatta kvaliteten i äldre data.
Den allra längsta mätserien från Stockholm är till vissa delar redan homogeniserad och resultaten presenteras i den här rapporten.
Long-term global radiation in Stockholm
Säsongsvariation
Om vi ser på mer i detalj på de olika årstiderna visar det sig att det i huvudsak är våren och sommaren som bidragit till den ökande trenden i solinstrålningen.
Exempelvis var sommaren 1998 mycket mulen medan särskilt maj och juli år 2018 var mycket soliga i Sverige. Eftersom den allra största delen av den årliga instrålningen erhålls under sen vår och sommar slår detta igenom även på den årliga solinstrålningen för 1998 och 2018.
För hösten och framför allt vintern är det svårare att hitta någon tydlig trend.
Med vår avser vi tremånadersperioden mars-maj, med sommar, månaderna juni-augusti, med höst, månaderna september-november och med vinter menar vi tremånadersperioden december-februari.
Om vintern anges med endast ett årtal så är det årtalet för januari och februari. Exempelvis avser vintern 2020 perioden december 2019-februari 2020. En tydligare beteckning är vintern 2019/2020.
Hur har klimatindikatorn solinstrålning beräknats?
SMHI har homogena mätserier av solinstrålning (globalstrålning) sedan 1983. Jämfört med de flesta övriga meteorologiska parametrar så är stationsnätet för strålningsmätningar glest. Den genomsnittliga årliga och säsongsvisa solinstrålningen som presenteras här är medelvärden beräknade över endast åtta stationer. Stationerna som ingår i analysen är Kiruna, Luleå, Umeå, Östersund, Karlstad, Stockholm, Visby och Lund. Diagrammen över solinstrålningen visar årsvis och säsongsvis ackumulerade värden med enheten kWh/m².
För vintern 1983 presenteras inget värde eftersom det i nuläget saknas ett korrekt värde för december 1982.
SMHI observerar idag endast de inkommande komponenterna i strålningsbalansen, vilka benämns globalstrålning och långvågsstrålning (värmestrålning från atmosfären). Av dessa två är det emellertid bara globalstrålningen som har observerats under en längre tid och vid ett flertal stationer. Därför är det bara globalstrålningen (med det förenklade namnet solinstrålning) som i nuläget kan användas som klimatindikator.
Framtida solinstrålning
Framtida trender i solinstrålningen är osäkra och resultaten från modellsimuleringar varierar. De resultat som finns tyder på att förändringarna blir relativt små, även vid höga utsläppsscenarier. Mest sannolikt handlar det om en svag minskning i solinstrålningen om några procent fram emot slutet av seklet. De beräknade förändringarna i solinstrålning kan i huvudsak kopplas till förändringar i molnigheten.
Varför är klimatindikatorn solinstrålning viktig?
Strålningsbalansen vid markytan är av mycket stor betydelse för bland annat lufttemperaturen och avdunstningen. Solinstrålningen påverkar också den biologiska tillväxten och är avgörande för hur mycket solenergi som finns tillgänglig.
Värt att notera är, att genom att bara studera solinstrålningen går det inte att säga hur den totala strålningsbalansen vid markytan påverkats. När molnigheten minskar så att solinstrålningen ökar, minskar i stället den inkommande långvågsstrålningen och tvärtom.
Hur definieras solinstrålning?
Den totala mängden solstrålning som träffar en horisontell (mark-)yta kallas inom meteorologin för globalstrålning. I den här klimatindikatorn används det förenklade namnet solinstrålning. Den totala solinstrålningen utgörs av summan av strålningen direkt från solen och den så kallade diffusa strålningen. Diffus strålning är den solstrålning som spridits av atmosfärens molekyler och partiklar eller reflekterats av moln, och därför ändrat riktning och infaller från hela himlavalvet.
Det som mäts vid varje tillfälle som instrumenten läses av kallas mer specifikt global irradians, vilket är den infallande strålningseffekten per ytenhet, och anges i enheten W/m². Genom att integrera över tid får man den totala strålningsenergin per ytenhet för en angiven tidsperiod, exempelvis timme, dygn, månad eller år. Denna storhet betecknas global irradiation och för månads- och årsvärden anges den vanligen i kWh/m² eller MJ/m² (1 kWh/m² = 3.6 MJ/m²). Inom meteorologin används dock ofta termen globalstrålning som allmän benämning för både global irradians och global irradiation. Man måste dock i detta fall tydligt ange om det är momentan- eller medelvärden som avses eller om det gäller ackumulerade värden.