2019/12/13 01:12

Polska terminologia meteorologiczna dotycząca promieniowania słonecznego: bagno absolutne

Wczoraj drugi raz zwróciłem komuś uwagę, ze używa terminu „operacja słoneczna” nieprawidłowo. Postanowiłem przyjrzeć się jak ogólnie nazywane są i definiowane w polskiej meteorologii różne pojęcia związane ilością i jakością promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi. I to co zobaczyłem przerosło moje najgorsze obawy. To naprawdę bagno.

Heliograf Campbella - Stokesa, jeden z bohaterów wpisu.
Heliograf Campbella – Stokesa, jeden z bohaterów wpisu.

Zacznijmy od tej nieszczęsnej operacji słonecznej. Krytykując użycie tego terminu jako jakiejś namiastki intensywności promieniowania, opierałem się o ten bardzo przydatny dokument [1], próbujący uporządkować tę terminologię. Operacja słoneczna nie jest w nim zdefiniowana, ale użyta w definicji innej wielkości, gdzie mowa o: „liczb[ie] godzin z bezpośrednio widoczną operacją słoneczną”. Czyli operacja słoneczna oznaczałaby jedynie widoczność tarczy słonecznej, wyrażoną celowo niezrozumiale, jak mają w zwyczaju przedstawiciele dziedzin nauki próbujących ukryć płytkość intelektualną skomplikowanymi terminami. Jednak grzebiąc dalej zauważyłem, że są rzeczywiście tacy, którzy uważają „operację słoneczną” za rodzaj intensywności (prawdopodobnie zmyleni tym nadętym żargonem). Są to ludzie piszący o oparzeniach słonecznych, ogólnym zdrowiu oraz hodowli roślin doniczkowych. Jeśli ktoś uważa ich za autorytety z dziedziny fizyki atmosfery to pozdrawiam serdecznie.

Teraz czas na wielkość przy definiowaniu której użyto pojęcia „operacji słonecznej”. Jest to usłonecznienie, czyli długość czasu w którym słońce oświetla powierzchnię ziemi. Jej jednostką jest zatem niewątpliwie jednostka czasu (w porządnej fizyce powinna to być sekunda ale tu zwykle stosuje się godzinę). Wydawałoby się, że to najlepiej zdefiniowana i niekontrowersyjna wielkość w tej dziedzinie. Wszystkie polskie źródła podają następującą definicję: „czas trwania operacji słonecznej z widoczną tarczą słoneczną”, najczęściej dodając, ze mierzona jest przy pomocy heliografu. Jednak i tu zaczynają się schody jak zwykle gdy fizykę próbują uprawiać nie-fizycy. Mianowicie problemem jest to od jakiej wartości progowej mierzy heliograf. Niezła dyskusja tego jest w pracy Matuszko 2010 [2], której przeczytanie skłoniło mnie do napisania tego wpisu. Okazuje się, że WMO zalecało konkretny typ heliografu (ten ze zdjęcia na górze wpisu), ale obecnie się go już rzadko stosuje, a co gorsza dokładnie nie wiadomo jaki on kiedyś miał próg czułości (podawane są wartości od mniej więcej 300 do 700 W/m2). W dodatku nowsze heliografy elektroniczne mają próg czułości 120 W/m2, a Słownik meteorologiczny z 2003 roku podaje 20 W/m2 (kolejna i nieostatnie w tym tekście wskazówka do czego nadaje się ten słownik). Jeśli to nie jest bagno, to jak wygląda bagno??? Nawiasem mówiąc sam fakt zmiany heliografów na takie z progiem czułości kilka razy niższym dyskwalifikuje wszystkie często u nas pokazywane długoletnie serie czasowe usłonecznienia. Po prostu bez skorygowania tego olbrzymiego błędu systematycznego takie serie nie mają wartości naukowej.

W porządku, ale jak się zatem nazywa wielkość, która mówi o natężeniu promieniowania słonecznego w danym momencie? To też nie jest proste. Ale po kolei. Zasadniczo wielkość ta nazywana jest po polsku „nasłonecznieniem” lub „insolacją„. Jest to strumień energii promienistej dochodzący bezpośrednio od Słońca do jednostkowej powierzchni (jednak będą schody) albo prostopadłej do promieniowania słonecznego albo poziomej. W klimatologii częściej używa się tej drugiej, w naukach technicznych (kolektory słoneczne itp.) częściej tej pierwszej więc radzę uważać. Oczywiście da się to łatwo przeliczyć, ale trzeba wiedzieć z którą definicją ma się do czynienia. W dodatku często nasłonecznieniem nazywa się całkowity strumień promieniowania krótkofalowego docierający do płaszczyzny, a nie tylko bezpośrednie promieniowanie słoneczne. Powód jest prosty: tak naprawdę łatwo mierzy się tylko całkowite promieniowanie (chociaż są przyrządy, które próbują to rozdzielić). Tak, tak, mówiłem że to bagno.

No to na końcu dodam jeszcze, że istnieje coś takiego jak natężenie promieniowania ale w polskiej literaturze jest ono skutecznie mieszane z nasłonecznieniem, a czasem i radiacją, mimo innej jednostki. Za Matuszko (2010) dodam tylko, że nawet wspomniany już Słownik meteorologiczny z 2003 roku podaje błędną definicje natężenia promieniowania słonecznego świadcząca o tym właśnie pomieszaniu. Może trzeba było skonsultować się z optykami atmosfery czy nawet morza, którzy używają tych wielkości na co dzień?

Na koniec dodam tylko mały słowniczek, jak coś nazywa się po polsku i angielsku i jaką ma jednostkę. Nazwy angielskie można sobie wyszukać choćby w Wikipedii (polskim nie ufajcie z przyczyn wyżej wyłożonych):

operacja słoneczna [nie ma jednostki]= sun visibility
usłonecznienie [godzina] = sunshine duration
nasłonecznienie, insolation [W m-2]= irradiance
natężenie promieniowania [W sr-1] = radiant intensity / radiation intensity
radiacja (meteorolodzy chyba o niej nie słyszeli) [W m-2 sr-1] = radiance

PS. Heliograf to po angielsku sunshine recorder. Proszę uważać po angielsku z nazwą „heliograph” to tak naprawdę jest to rodzaj dawnego telegrafu optycznego. Armia brytyjska używała go w „Wojnie światów” Wellesa i wcale nie do stwierdzenia, czy świeci słońce.

Armia turecka używa heliografu koło miejscowości Huj (sic!) w Palestynie, bynajmniej nie do pomiaru usłonecznienia.
Armia turecka używa heliografu koło miejscowości Huj (sic!) w Palestynie, bynajmniej nie do pomiaru usłonecznienia.

[1] Piotr Sołowiej „Promieniowanie słoneczne w atmosferze”, dostępne http://www.uwm.edu.pl/kolektory/kolektory/slonce/promatmosf.html

[2] Dorota Matuszko „O terminologi dotyczącej promieniowania słonecznego”, 2010, Polska Energetyka Słoneczna, dostępne http://ptes-ises.itc.pw.edu.pl/art/2010_4.pdf

Print Friendly, PDF & Email

20
Dodaj komentarz

Please Login to comment
7 Comment threads
13 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
10 Comment authors
wojomottuswhiteskiesMateusz Racmikos Recent comment authors

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  Subscribe  
Powiadom o
admin
Admin
Active Member

Problem ze zmianą heliografów jest dość znany. W niektórych (nie wszystkich!) przypadkach rzeczywiście skutkuje to znacznym zawyżeniem mierzonego usłonecznienia. Warto w tym momencie przyjrzeć się wartościom z Warszawy (Okęcie) na tle stacji okolicznych :)

mottus
Gość
mottus

Właśnie nie jest aż taki znany, dopiero Pan tym postem mi np. rozjaśnił tą sprawę, a wiele razy zastanawiałem się z jakiej przyczyny jest taka różnica w usłonecznieniu między Warszawą, a innymi stacjami.
Edukowania ludu nigdy za wiele, dobrze takie rzeczy wiedzieć. :mrgreen:

Lucas wawa
Gość
Lucas wawa

Mam też wątpliwości co do użytego kiedyś w komentarzu synoptyka ICM terminu „czynnik solarowy” (analogicznie jak „czynnik adwekcyjny”, czy „czynnik radiacyjny”). Wg mnie, jeżeli już, to przecież w języku polskim możemy go nazywać „czynnikiem słonecznym”:-)

No i ta nieszczęsna „temperatura w Słońcu” i to używana także przez medialnych redaktorów/prezenterów/pogodynki.
Przecież można mówić/pisać: „na otwartej przestrzeni temperatura odczuwalna wyniesie/wzrośnie…” (inna kwestia, że trudno ją w ogóle zdefiniować…).

grzeg8
Gość
grzeg8

Z „temperatura w słońcu” wiąże się pomiar w słońcu :)
Ale ludzie fajne zdziwienie bierze jak się im pokaże jak dwa dobrze działające termometry się się „psują” na słońcu a potem dziwnie normalnie bez naprawy mierzą

temist
Gość
temist

Tylko ze temperatura na Okęciu latem nijak się ma do temperatury w miedzy budynkami w Warszawie. Większość osób w Polsce mieszka jednak w miastach i dla nas na przykład ważna bylaby informacja jaka temperaturę odczuwa człowiek idący po chodniku w pełnym słońcu np o 15 gdy oficjalnie jest 30 stopni.

mikos
Gość
mikos

Widzę, że niektóre poruszane kwestie przez użytkowników bloga stają się dla pana „inspiracją” do napisania artykułów, które doprecyzowują pewne zagadnienia meteorologiczne. Ciekawy artykuł :)

mikos
Gość
mikos

To oczywiście do Arctic Haze.

Mateusz Rac
Gość
Mateusz Rac

Zastanawiam się, czy skoro już chcemy mierzyć usłonecznienie za pomocą chwilowego nasłonecznienia i progu, to nie byłoby poprawniej metodologicznie wyznaczać ten próg dynamicznie uwzględniając wysokość słońca i masy optycznej atmosfery (pośrednio związanej z tą wysokością)?

whiteskies
Gość
whiteskies

Tak to jest jak nie rozumie się o cho chodzi a próbuje wprowadzać terminologię. 90% polskich meteorologów i klimatologów ma poważne braki w podstawach fizyki i mamy to co mamy. Jako anegdotę przytoczę zdanie jakie usłyszałem od uznanej polskiej pani klimatolog zajmującej się usłonecznieniem (personalia pominę) „My … (przyp mój: geografowie) jesteśmy od porządkowania wiedzy a nie od rozumienia.”
Byłoby śmieszne gdyby nie było straszne.
Na temat sprzed lat:
http://takiklimat.blox.pl/2010/03/Czy-leci-z-nami-meteorolog.html
i nieco nowsze:
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/czy-leci-z-nami-klimatolog-98

mottus
Gość
mottus

Bardzo ciekawy artykuł.

Literówka się wkradła: „radiative intensity”, w Wikipedii jest „radiant intensity”, ale mniemam że to to samo.

Poza tym zamiast radiation, nie powinno być: radiance (radiancja)?

wojo
Gość
wojo

ja zauważyłem literóweczkę też „sunshine recorder”.