Praca pochodzi z serwisu www.e-sciagi.pl
1.WSTĘP I CEL PRACY 3
2. PRZEGLĄD LITERATURY 3
3. CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW INSOLACYJNYCH 3
3.1. Pojęcie usłonecznienia 3
3.2. Metoda rejestracji usłonecznienia 3
4. WPŁYW CZYNNIKÓW METEOROLOGICZNYCH I GEOGRAFICZ-NYCH NA USŁONECZNIENIE 3
4.1. Zależność usłonecznienia względnego od zachmurzenia 3
4.2. Związek usłonecznienia z wysokością nad poziomem morza 3
4.3. Związek usłonecznienia z długością i szerokością geograficzną 3
5. CHARAKTERYSTYKA USŁONECZNIENIA W POLSCE 3
5.1. Rozkład przestrzenny usłonecznienia rzeczywistego 3
5.2. Rozkład przestrzenny usłonecznienia względnego w Polsce 3
6. CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH STACJI NA LUBELSZCZY-ŹNIE 3
6.1. Położenie geograficzne wybranych stacji na Lubelszczyźnie 3
6.2. Położenie wybranych stacji na tle regionów klimatycznych 3
7. ANALIZA WYNIKÓW 3
7.1. Usłonecznienie rzeczywiste 3
7.1.1. Ogólna charakterystyka 3
7.1.2. Usłonecznienie rzeczywiste w przedziałach godzinnych (≥4, ≥6, ≥10) 3
7.2. Usłonecznienie względne 3
7.2.1. Ogólna charakterystyka 3
7.2.2. Usłonecznienie względne a zachmurzenie 3
8. ZAKOŃCZENIE I WNIOSKI 3
Ryciny 3
Bibliografia 67
Spis tabel 72
Spis rycin 74
1.WSTĘP I CEL PRACY
Nie ma takiego myślącego człowieka, któryby nie uznawał, że promieniowanie słoneczne jest źródłem wszelkiego życia na Ziemi. Każdemu z nas wiadomo, jak wielki i zasadniczy wpływ wywierają promienie Słońca na całokształt otaczających nas zjawisk.
Jakże różnie odczuwamy stany pogody zależnie od rodzaju usłonecznienia, jak rozmaicie reaguje nasz organizm i ogólnie nasze samopoczucie, gdy Słońce praży, gdy jest ono blade lub gdy nie widać go wcale poprzez chmury. Podobnie jak na ludzi, niemniej zasadniczy wpływ wywiera obecność Słońca i natężenie promieniowania na świat zwierzęcy, roślinny i na całokształt stosunków fizjograficznych. (Gorczyński, 1950)
Promieniowanie słoneczne było zawsze i jest fascynującym i zarazem intrygującym umysły ludzkie nośnikiem energii świetlnej, cieplnej i fotochemicznej. Dopływa ono do powierzchni Ziemi w niewyczerpalnych ilościach, zasoby więc tych trzech rodzajów energii są nieograniczone w naszym ziemskim wyobrażeniu. Wykorzystanie tej energii na powierzchni Ziemi jest jednak bardzo trudne zarówno z przyczyn naturalnych (nierównomierny i niejednostajny dopływ, mała gęstość strumienia), jak i technicznych oraz fizjologicznych (mała sprawność przetworników energii promieniowania i mała sprawność fotosyntezy).
Człowiek – podobnie do świata zwierzęcego i roślinnego – drogą ewolucji przystosował się do wykorzystywania energii promieniowania słonecznego, kształtowanej czynnikami natury ziemskiej czy też kosmicznej. Współczesny człowiek natomiast ze względu na potrzeby cywilizacyjne, uwarunkowane ekonomicznie i nie tylko – chciałby podporządkować to promieniowanie z maksymalną wydajnością swoim szczególnym celom. W celu skutecznego realizowania tych zamierzeń niezbędna jest m.in. dokładna znajomość rozkładu w czasie i przestrzeni geograficznej promieniowania słonecznego oraz warunków jego dopływu do powierzchni Ziemi.
Podstawą do poznania skomplikowanych warunków klimatu solarnego jest znajomość usłonecznienia. Usłonecznienie dostarcza informacji o wymiarze czasu (liczba godzin), w którym promienie słoneczne docierają bezpośrednio (przy nie przesłoniętym chmurami Słońcu) do powierzchni Ziemi. Usłonecznienie jest miarą jednostronną, mimo to jest ono bardzo przydatne do określenia klimatu solarnego, aczkolwiek nie informuje ani o energii promieniowania słonecznego, ani o jego rozkładzie widmowym. (Kuczmarski, 1990)
Ilość, natężenie i czas dopływu do powierzchni Ziemi energii promienistej Słońca określamy, jak wiadomo, za pomocą pomiarów aktynometrycznych i heliograficznych. Wyniki pierwszych z nich dotyczą zagadnienia natężenia promieniowania lub helioradiacji, drugie, odnoszące się do usłonecznienia zwanego także insolacją (zwłaszcza we francuskiej literaturze naukowej) – wyrażane są w godzinach i w minutach na dzień lub w sumach godzin przypadających na rok, miesiąc, itp.
Wielkość usłonecznienia, a zatem długość czasu, w którym dopływa bezpośrednie promieniowanie Słońca zależne jest od natężenia tego promieniowania, a nadto od długości dnia, od zachmurzenia i od przezroczystości atmosfery. Wszelkie zakłócenia przezroczystości powietrza wpływają na zwiększenie ekstynkcji promieniowania słonecznego, a tym samym na skracanie czasu rejestrowania przez heliograf. (Zinkiewicz, 1962)
Dla fizjologii człowieka duże znaczenie ma promieniowanie nadfioletowe Słońca, które jest bardzo aktywne biologicznie. Jednak tylko mała część tego promieniowania dociera do powierzchni Ziemi. Ta znacząca ilość i jakość promieniowania potrzebna np. w helioterapii występuje w niektórych miesiącach roku i w pewnych godzinach dnia. (Kuczmarski, 1990)
W swojej pracy podejmuję próbę porównania warunków insolacyjnych w wybranych miastach na Lubelszczyźnie w latach 1991–1996. Analiza obejmuje dane z pięciu stacji i posterunków meteorologicznych: Puławy, Włodawa, Zamość, Chełm (Bezek) i Lublin (Radawiec). Materiałem wyjściowym do niniejszej pracy były wartości sum dziennych i miesięcznych usłonecznienia rzeczywistego oraz wartości zachmurzenia z trzech terminów zanotowane w latach 1991-1996.
Przedmiotem mojego rozważania jest usłonecznienie, rozumiane jako czas dopływu bezpośredniego promieniowania słonecznego w danym miejscu. Podstawowymi charakterystykami usłonecznienia są: usłonecznienie rzeczywiste (bezwzględne), możliwe (astronomiczne) i względne. Dodatkowymi charakterystykami są: liczba dni bez usłonecznienia oraz liczba dni w przedziałach czasowych: ≥4godz., ≥6godz., ≥10godz.
W tym miejscu pragnę także złożyć podziękowania Panu prof. dr hab. Bogusławowi M. Kaszewskiemu za udostępnienie mi niezbędnych materia-łów oraz życzliwą pomoc i cenne wskazówki przy pisaniu niniejszej pracy.
Piśmiennictwo o warunkach insolacyjnych Polski, przedstawione w tej pracy w układzie chronologicznym, jest raczej skromne. Złożyło się na to kilka przyczyn. Główną przyczyną była (do 1951r.) mała liczba stacji, na których rejestrowano usłonecznienie i promieniowanie. Brak odpowiednich danych źródłowych w odniesieniu zarówno do wielolecia, jak i do całego obszaru kraju nie pozwalał opracowywać pogłębionych analiz warunków insolacyjnych dla Polski. Można było opracowywać jedynie warunki pojedynczych miejscowości i to na podstawie przeważnie tylko kilkuletnich danych, nie dających pełnego obrazu warunków solarnych. (Kuczmarski, 1990)
Mimo tych niedostatków ukazało się wiele cennych, pionierskich publikacji. Są to przede wszystkim publikacje W.Gorczyńskiego (1903, 1913, 1948, 1950, 1951) i E.Stenza (1927, 1928, 1930), zasłużonych badaczy promieniowania słonecznego. Pierwszą pracę dotyczącą usłonecznienia obszaru Polski napisał W.Gorczyński (1913). Wykorzystał w niej materiały pochodzące z 19 stacji, z których tylko 10 znajduje się na obszarze dzisiejszej Polski. W kolejnej pracy (1950) autor opisuje sposoby mierzenia promieniowania słonecznego oraz przyrządy do tego celu stosowane. E.Stenz (1928) daje ogólną charakterystykę usłonecznienia w Polsce na podstawie heliogramów z 10-ciu stacji. Ten sam autor wykonał opracowanie w 1930 r., w którym poddał analizie materiał z 18 miejscowości ( 6 poza granicami kraju). Z powodu różnej długości i nieciągłości okresów obserwacyjnych, sprowadzono dane do jednolitnego okresu 20-letniego (1891 – 1910). Na podstawie otrzymanego tą drogą materiału podjęto próbę wyznaczenia rozkładu geograficznego usłonecznienia w Polsce na 5-ciu mapkach (dla roku i czterech pór roku).
P.Demiańczuk (1951) podaje wartości średnich całkowitego promieniowania Słońca dla Gdyni i Warszawy za okres 1928-1937. Celem pracy M.Mackiewicz (1953) było zbadanie własności atmosfery pod względem przepuszczalności promieniowania słonecznego oraz odtworzenie rozkładu przestrzennego insolacji dla ziem Polski.
S.Chełchowski (1954) przedstawia najwyższe absolutne, bezwzględne, i średnie miesięczne wartości promieniowania słonecznego mierzone w stacjach z całego świata. W.Zinkiewicz (1962, 1967/68) opracował usłonecznienie względne Polski na podstawie danych o zachmurzeniu z 61 stacji synoptycznych. M.Kraujalis (1963) przedstawia sposób wykonania mapy, wyrażającej wpływ czynników lokalnych na bilans promieniowania długofalowego.
L.Kuczmarska (1963, 1970) opracowała usłonecznienie polskiego wybrzeża Bałtyku i całej Polski. W pracach L.Kuczmarskiej i J.Paszyńskiego (1964a, b) wykorzystano dane o usłonecznieniu do określenia ilości energii słonecznej docierającej do powierzchni obszaru Polski w poszczególnych miesiącach roku dla 60-ciu stacji meteorologicznych. K.Kłysik (1969) w swej publikacji o usłonecznieniu w Polsce, opartej niestety tylko na kilkuletnich danych dla paru miejscowości, wysunął propozycję dynamicznego analizowania usłonecznienia. S.Marszczak (1970) przedstawia drogę światła słonecznego i jego energię.
J.Podogrodzki (1970) w oparciu o zebrane wyniki rejestracji promieniowania całkowitego scharakteryzował przebieg i zakres wahań sum miesięcznych, sezonowych i rocznych tego promieniowania oraz rozmieszczenie go na obszarze Polski. Podkreślił wpływ zachmurzenia na omawiane wartości. K.Chomicz i L.Kuczmarska (1971) zbadali zależność usłonecznienia od zachmurzenia wykorzystując równania regresji. Równania te umożliwiają obliczenie miesięcznych wartości usłonecznienia w godzinach.
W.Zinkiewicz i A.Zinkiewicz (1973) posługując się danymi z lat 1951-60 scharakteryzowali województwo lubelskie opisując promieniowanie słoneczne, usłonecznienie względne, stosunki cyrkulacyjne, typy pogody, stosunki anemologiczne, temperatura powietrza, wilgotność powietrza, parowanie wody, zachmurzenie nieba, dziedziny klimatyczne. Ci sami autorzy w roku 1975 stworzyli pierwszy i jak dotychczas jedyny atlas klimatyczny dla Lubelszczyzny.
E.Michna (1974) opracował usłonecznienie województwa lubelskiego na tle usłonecznienia Polski; charakterystykę usłonecznienia województwa oparł na wynikach pomiarów z 7 stacji, a zachmurzenia – z 23 stacji. Na podstawie zachmurzenia Michna obliczył szacunkowe wartości usłonecznienia.
Bardzo cenny wkład do literatury opisującej warunki insolacyjne wniosła H.Niedziałek (1973, 1974, 1977, 1980, 1981, 1982, 1983, 1986). Pierwszy komunikat H.Niedziałek (1973) miał na celu scharakteryzowanie promieniowania całkowitego na obszarze województwa rzeszowskiego, następny (1974) dotyczy promieniowania efektywnego w województwie lubelskim. Kolejna seria opracowań zawiera charakterystykę promieniowania słonecznego w Puławach (1977), próbę określenia, czy i w jakim stopniu promieniowanie słoneczne wykazuje związek z poszczególnymi rodzajami mas powietrznych występującymi w Puławach (1980, 1981, 1982, 1983). W pracy z 1986 r dzienne i miesięczne sumy promieniowania całkowitego w 1980 r. w Puławach autorka porównała z analogicznymi wartościami dla 15-lecia 1966 – 1980.
B.Krawczyk (1974) wyznaczyła wielkość strat w dopływie do powierzchni Ziemi bezpośredniego promieniowania słonecznego, spowodowanych przez parę wodną znajdującą się w atmosferze. A.Madany (1977) zawarła w swoim skrypcie m.in.: podstawowe wiadomości o atmosferze ziemskiej i promieniowaniu słonecznym zakładając znajomość termodynamiki. Następnym skryptem, wydanym również przez Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej jest praca J.Pruchnickiego (1977) zawierająca wiadomości z zakresu metodyki opracowań klimatologicznych.
M.Gregorczuk i M.Kuczmarski (1979) zbadali trend usłonecznienia w Górnośląskim Okręgu Przemysłowym. Przebieg usłonecznienia rzeczywistego w ciągu roku przeanalizował M.Kuczmarski (1979). Opracował on w swej pracy również zmienność czasową i przestrzenną półrocznych sum usłonecznienia rzeczywistego, średnie sumy usłonecznienia w przedziałach czasowych oraz najwyższe wartości usłonecznienia w przedziałach jednogodzinnych dla południowych regionów Polski. M.Kuczmarski i J.Paszyński (1981) w swej pracy przeanalizowali zmienność czasową i przestrzenną usłonecznienia na ziemiach Polski z punktu widzenia możliwości praktycznego wykorzystania promieniowania słonecznego dla celów energetycznych. Treścią artykułów M.Kuczmarskiego (1982a,b) jest zagadnienie zróżnicowania przestrzennego usłonecznienia w Polsce w ciągu całego roku i w poszczególnych jego porach. Pozycja M.Kuczmarskiego (1990) jest monograficznym opracowaniem usłonecznienia. Podstawą opracowania były dane dla 60-ciu stacji sieci państwowej za 25-lecie 1951 –1975. Autor zawarł w swej pracy odpowiedzi na takie pytania jak, m.in.: jak kształtuje się zależność usłonecznienia od zachmurzenia ogólnego i od współrzędnych geograficznych?; jaką tendencje wykazuje usłonecznienie w badanym wieloleciu?; czy i jak można sklasyfikować usłonecznienie pod względem typologicznym?
Artykuł Z.Pawlaka (1989) zawiera obszerne fragmenty pracy dyplomowej wykonanej w latach 1984 – 1985 w Zakładzie Klimatologii Instytutu Geografii Fizycznej Uniwersytetu im. A.Mickiewicza w Poznaniu. W części wstępnej przedstawione zostały dotychczasowe instrumenty techniczne używane do pomiarów usłonecznienia oraz czynniki mające zasadniczy wpływ na dokładność jego rejestracji. Część następna zawiera opis techniczny heliografu nowego typu oraz wyniki badań usłonecznienia rzeczywistego.
A.Gluza i E.Filipiuk (1995) w swej pracy przedstawiają wyniki badań nad usłonecznieniem w Lublinie w latach 1952 - 1991. Wykorzystano wartości miesięczne, sezonowe i roczne usłonecznienia rzeczywistego, względnego i liczbę dni bez usłonecznienia.
Pozycja pod redakcją K.Kłysika (1995) zawiera szereg interesujących artykułów, m.in. dotyczących warunków insolacyjnych. T.Kozłowska-Szczęsna i J.Podogrodzki (1995) przedstawili zmiany usłonecznienia i całkowitego promieniowania słonecznego w Warszawie, spowodowanych działalnością człowieka. K.Fortuniak (1995) w opracowaniu wykorzystał wartości codzienne usłonecznienia rzeczywistego oraz sumy miesięczne usłonecznienia w przedziałach godzinnych dla Łodzi. Celem pracy P.Rojana (1995) było określenie struktury całkowitego promieniowania słonecznego w Polsce, a także wpływu jaki wywierają na nią miasta i ośrodki przemysłowe.
Charakterystykę rocznego i dobowego przebiegu usłonecznieniawe Wrocławiu przedstawili M.Dubicka, J.Karal, P.Ropuszyński (1995). Przeanalizowali oni zmienność warunków usłonecznienia w dekadzie lat osiemdziesiątych przeprowadzonych w odniesieniu do prawidłowości stwierdzonych w ostatnim stuleciu.
A.Martynuska i M.Baranowska (1996) przeprowadziły badania skupiające się przede wszystkim wokół problemów związanych z działaniem UV na zdrowie człowieka. O wpływie energii słonecznej na człowieka i jej wykorzystaniu pisał także B.Dziedzic (1996). K.Kożuchowski (1996) opisał biologiczne znaczenie pasm promieniowania w widmie słonecznym. M.Schmidt (1997, 1998) w swych pracach opisuje Słońce i jego promieniowanie oraz promieniowanie Ziemi, promieniowanie zwrotne atmosfery, wypromieniowanie efektywne, bilans radiacyjny i bilans cieplny.
A.Woś (1995) w pracy dotyczącej ogólnego zarysu klimatu Polski przedstawił czynniki radiacyjne kształtujące klimat. Kolejna pozycja tego autora (Woś, 1996) opisuje sposób prowadzenia pomiarów i obserwacji meteorologicznych, a także wszystkie ważniejsze elementy meteorologiczne.
Nierozerwalnie z usłonecznieniem wiąże się zachmurzenie. Zagadnieniem zachmurzenia w Polsce zajmował się szczegółowo W.Warakomski (1962, 1963) publikując kilka bardzo cennych prac.
Za przykład cennego opracowania usłonecznienia w literaturze zagranicznej może posłużyć publikacja F.Lindholma (1955) dotycząca Szwecji. Publikacja ta jest dobrym przyczynkiem do poznania metod badawczych możliwych do zastosowania w badaniach usłonecznienia. Wartościowym dziełem w literaturze rosyjskiej dotyczącym promieniowania słonecznego jest książka N.N.Kalitina (1938), której jeden rozdział streściła N.Okulicz (1948). Dobrym przykładem metodycznym badania zmienności zachmurzenia i usłonecznienia na dużym obszarze oraz długim okresie jest publikacja J.K.Angell’a, J.Korshover’a i G.T.Cotton’a (1984). Autorzy oparli swe rozważania na 33-letniej (1950 – 1982) serii rejestracyjnej z 101 stacji heliograficznych rozmieszczonych na obszarze Stanów Zjednoczonych.
Pojęcie usłonecznienia ma podwójne znaczenie, ponieważ oznacza ono albo usłonecznienie rzeczywiste, albo usłonecznienia względne. Pod pojęciem usłonecznienia rzeczywistego rozumie się liczbę godzin, w których promieniowanie Słońca dociera bezpośrednio do powierzchni Ziemi (w przedziale widzialnej części widma). Trzeba tu zaznaczyć, że usłonecznienie rzeczywiste jest rejestrowane przez odpowiedni przyrząd (w naszym przypadku przez heliograf Campbella-Stokes’a) ze wszystkimi konsekwencjami meteorologicznymi. Heliograf bowiem ze względu na swoją czułość progową i spektralną oraz bezwładność wskazań daje nieco zniekształcony obraz usłonecznienia faktycznego. Pod pojęciem usłonecznienia względnego natomiast rozumie się stosunek (wyrażony w procentach) usłonecznienia rzeczywistego do usłonecznienia możliwego w określonym przedziale czasowym. Standardowe usłonecznienie względne oblicza się w stosunku do usłonecznienia astronomicznie możliwego (tj. dla horyzontu astronomicznego) danej miejscowości czy miejsca. (Kuczmarski,1990).
Usłonecznienie możliwe można określać trzema sposobami: 1) jako astronomiczną długość dnia, zależną tylko od szerokości geograficznej i deklinacji Słońca; 2) jako odstęp czasu pomiędzy rzeczywistym wschodem i zachodem Słońca w danym punkcie, a więc z uwzględnieniem zakrycia horyzontu; 3) jako odstęp czasu pomiędzy momentami początku i końca rejestracji heliograficznej w dni pogodne. (Chomicz, Kuczmarska, 1971)
Usłonecznienie potencjalne, czyli możliwe astronomicznie, jest w założeniu uwarunkowane tylko czynnikami astronomicznymi, a więc jest to usłonecznienie ciągłe od wschodu do zachodu Słońca. Usłonecznienie to określa bezwzględne, potencjalne usłonecznienie dla każdej szerokości geograficznej. Usłonecznienie względne wyraża w pewnym sensie „sprawność układu transmisyjnego”: Słońce – atmosfera – powierzchnia Ziemi.
Dla miejscowości górskich powinno się obliczać usłonecznienie względne ze stosunku usłonecznienia rzeczywistego do usłonecznienia topograficznie możliwego (tj. dla horyzontu fizycznego) danego miejsca. Usłonecznienie możliwe topograficznie, jest to usłonecznienie rzeczywiste pomniejszone o czas, w którym na drodze promieni słonecznych, przy pozornym ruchu Słońca na nieboskłonie, znajduje się przeszkoda (np. góry, drzewa, zabudowanie) nie dopuszczające promieni słonecznych do przyrządu rejestrującego.
Przy analizie usłonecznienia rzeczywistego zarejestrowanego w danej miejscowości, niezbędna jest pewność, że zapis tego usłonecznienia nie został zniekształcony (przez częściowe zakrycie horyzontu). W przeciwnym razie wprowadza się pewne poprawki. W przypadku miejscowości położonych w głębokich dolinach górskich, wpływ topografii jest nieunikniony i wyraźnie kształtuje warunki solarne. (Kuczmarski, 1990)
Idea rejestracji usłonecznienia zrodziła się ze skomplikowanej i kosztownej metody rejestrowania natężenia promieniowania bezpośredniego Słońca w funkcji czasu. Zmierzano różnymi łatwiejszymi sposobami do rejestrowania przynajmniej samego faktu dochodzenia promieniowania bezpośredniego od Słońca do powierzchni Ziemi. W wyniku takich tendencji skonstruowano między innymi heliograf typu Campbella-Stokes’a. (Kuczmarski, 1990)
Zasadniczą częścią heliografu jest kula, wykonana z bezbarwnego szkła optycznego. Padające na kulę promienie słoneczne przechodzą przez nią załamując się tak, że po przejściu przez kulę skupiają się w ognisku. Na współśrodkowym z kulą szklaną pasie metalowym znajduje się uchwyt, w który wsuwany jest pasek papieru z oznaczoną na nim skalą czasu. Pasek papieru znajduje się w odległości ogniskowej od kuli szklanej.
Skupiające się w ognisku promienie słoneczne wypalają na pasku papieru ślad. Wraz z pozornym ruchem Słońca, zmienia swoje położenie ognisko, wobec czego wypalony ślad tworzy linię ciągłą wzdłuż paska. W przypadku okresowego zasłaniania Słońca przez chmury powstaje na pasku ślad przerywany. Skala czasowa paska ma podziałkę godzinną i półgodzinną, umożliwiającą określenie czasu trwania usłonecznienia. (Pruchnicki, 1977)
Ekstynkcja atmosferyczna, mgły i zamglenia oddziałują na rejestrację usłonecznienia, szczególnie przy niskich położeniach Słońca po wschodzie i przed zachodem, gdy promienie słoneczne przebywają długą drogę przez atmosferę (długa droga optyczna). Te czynniki są przyczyną opóźniania rozpoczęcia rejestracji względem wschodu Słońca i przyspieszają zakończenie rejestracji względem zachodu Słońca. Wartość progową szacuje się kątowo od 3 do 5° wysokości Słońcanad horyzontem lub energetycznie na około 279,2 W/m2 natężenia bezpośredniego promieniowania Słońca. Można ją też oszacować czasowo na kilkanaście minut w lecie do kilkudziesięciu minut w zimie, zależnie od przezroczystości atmosfery przy bezchmurnych wschodach i zachodach Słońca.
Zasadnicze kryteria weryfikujące rzetelność otrzymywanych wyników rejestracji są następujące: heliograf powinien być umieszczony w miejscu „otwartym”, tzn. dostępnym dla promieni słonecznych w ciągu całego roku od wschodu do zachodu Słońca. Zasłonięcie horyzontu od strony północnej nie wpływa na wyniki rejestracji. Od strony południowej kąt wzniesienia obiektów zakrywających horyzont powinien być równy: A<66°33' – φ, gdzie φ – oznacza szerokość geograficzną miejsca rejestracji usłonecznienia, A – kąt wzniesienia obiektów. Od strony wschodniej i zachodniej zakrycie horyzontu może dochodzić do około 3˚ wzniesienia, gdyż począwszy od tej wysokości (przy bardzo dobrej przezroczystości atmosfery) może zacząć się rejestracja usłonecznienia. (Kuczmarski, 1990)
Opisany heliograf jest jednym ze starszych tego typu przyrządów, obecnie jeszcze stosowanych. Współczesne heliografy budowane są jako przyrządy termiczne lub fotoelektryczne.
W pracy niniejszej nie uwzględniono poprawki heliograficznej, tj. różnicy czasu między wschodem Słońca, a początkowym punktem wypalonego śladu na heliogramie oraz między ostatnim punktem rejestracyjnej linii heliogramu a momentem zachodu Słońca ze względu na nieznaczną wielkość tej poprawki i duże trudności związane z dokładnym jej wyznaczeniem, przy stosunkowo małej precyzji stosowanych metod.
Przy odczytywaniu heliogramów posługiwano się przyjętą w Polsce metodą Martena. (Zinkiewicz, Warakomski, 1959)
Zależność między stopniem zachmurzenia nieba a usłonecznieniem jest tak znaczna, że z pewnym przybliżeniem (ponieważ są jeszcze inne zależności) można powiedzieć, że zachodzi tutaj stosunek odwrotnie proporcjonalny. (Zinkiewicz, 1962)
Zależność usłonecznienia od zachmurzenia jest tak oczywista, że wydawać by się mogło, iż nie potrzeba jej badać. Jednak wyniki takich badań dostarczają cennych informacji o szczegółowej zależności usłonecznienia od zachmurzenia. (Kuczmarski, 1990)
Przyjmuje się, według Angströma, że suma usłonecznienia względnego i zachmurzenia względnego jest równa 100%. Ale założenie to nie zawsze się spełnia, gdyż w lecie suma ta jest z reguły większa, a w zimie mniejsza od 100. Wynika to z faktu, że, przy takim samym stopniu zachmurzenia, wartości usłonecznienia w lecie są wyższe, a w zimie niższe. W zimie są one zbyt niskie, ponieważ okres rejestracji jest skrócony ze względu na zbyt małe wielkości promieniowania bezpośredniego Słońca, pozostające poniżej tzw. progu czułości heliografu, wahającego się od 0,3 do 0,4 cal/cm²min. W lecie natomiast następuje szybkie wznoszenie się Słońca nad horyzont i przy dużym natężeniu promieniowania słonecznego heliograf rejestruje usłonecznienie nawet przy całkowitym pokryciu nieba chmurami, choć z oceny stopnia jasności wynikałoby, że usłonecznienie wtedy, nie występuje. Użyty termin „stopień jasności” jest dopełnieniem wielkości zachmurzenia do 10, aczkolwiek w literaturze przyjmuje się często za taką wartość liczbę dziesięciokrotnie mniejszą, tj. wyrażoną w częściach jedności.
Przeważająca liczba stacji w Polsce ma w miesiącach zimowych skróconą rejestrację usłonecznienia właśnie ze względu na zbyt małe natężenie promieniowania przy wschodzie i zachodzie Słońca, szczególnie przy zachmurzeniu, związanym z chmurami o stosunkowo dużej miąższości. Jedynie stacje górskie: Śnieżka, Zakopane, Hala Gąsienicowa i Kasprowy Wierch mają wysokie wartości usłonecznienia względnego w miesiącach zimowych. Spowodowane jest to specyficznymi warunkami wysokogórskimi, gdzie zachmurzenie w chłodnej połowie roku jest małe, a natężenie promieniowania słonecznego ma bardzo wysokie wartości, a więc rejestracja w zimie (w górach) nie różni się od rejestracji letniej. W ciągu całego roku suma usłonecznienia względnego i zachmurzenia względnego jest więc na stacjach górskich większa od 100%.
...
Honakura