Związki sum promieniowania słonecznego z wielkością zachmurzenia na podstawie danych z lat 1981–2015 ze stacji położonych w polskiej części Karpat

Wojciechowska, Izabela

doi:10.32045/PG-2023-040

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Związki sum promieniowania słonecznego z wielkością zachmurzenia na podstawie danych z lat 1981–2015 ze stacji położonych w polskiej części Karpat

Autorzy

Wojciechowska Izabela

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Wojciechowska_I_Związki_P. Geof._Z. 3-4_2023.pdf

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.32045/PG-2023-040

Warianty tytułu

The correlation between solar irradiation and cloud amount based on the 1981–2015 data from the stations located in the area of the Polish Carpathians

Języki publikacji

Abstrakty

Wpływ zachmurzenia na strumień energii słonecznej jest na ogół osłabiający i w głównej mierze zależy od wielkości zachmurzenia oraz rodzajów i własności chmur. W wyniku procesów pochłaniania, rozpraszania i odbijania promieni słonecznych chmury modyfikują zarówno ilość, jak i strukturę promieniowania. Celem badań było określenie związków sum dziennych całkowitego, bezpośredniego i rozproszonego promieniowania słonecznego z wielkością zachmurzenia na obszarze polskich Karpat. W pracy wykorzystano materiały źródłowe ze stacji synoptycznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego w Bielsku-Białej, na Kasprowym Wierchu, w Lesku i w Zakopanem (1981–2015). Związki sum promieniowania słonecznego z wielkością zachmurzenia opisano za pomocą wielomianu II stopnia. Wykazano, że w miarę wzrostu zachmurzenia sumy dzienne promieniowania rozproszonego rosną do pewnego poziomu, po czym maleją. Promieniowanie rozproszone osiąga przeważnie największe wartości przy pokryciu nieba przez chmury w 70–80%, rzadziej 80–90%. Stwierdzono, że dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni ziemi w poszczególnych grupach dni wyróżnionych ze względu na wielkość zachmurzenia różni się istotnie od średniej sumy dziennej promieniowania w danym miesiącu. Zauważono, że za charakterystyczny przebieg promieniowania całkowitego na Kasprowym Wierchu z maksimum na wiosnę odpowiada głównie składowa rozproszona promieniowania w dniach pochmurnych i całkowicie zachmurzonych.

The presence of cloud cover usually reduces incoming solar radiation. The influence of cloudiness on solar energy reaching Earth’s surface mostly depends on the cloud amount, its genera and other properties. Due to processes of absorption, scattering and the reflection of solar rays, clouds modify both the amount and the structure of solar radiation. The aim of this research was to determine the relationship between daily sums of total, direct and diffuse solar radiation and cloud amount in the Polish Carpathians. The work uses source material from synoptic stations belonging to Institute of Meteorology and Water Management – National Research Institute in Bielsko-Biala, Kasprowy Wierch, Lesko and Zakopane (1981–2015). Relationships between the sums of solar radiation and cloud amount were described with a second-degree polynomial function. The results show that as cloud amount increases, daily sums of diffuse solar radiation increase, to a certain level, then decrease. Diffuse solar radiation usually reaches the highest values when the sky is 70–80% covered by clouds, or, less often, by 80–90%. The study finds that the amount of solar radiation reaching Earth’s surface in individual groups of days distinguished by the amount of cloudiness differs significantly from the mean daily sum in the given month. The characteristic annual course of the total solar irradiation at Kasprowy Wierch with its maximum value at spring is associated with the higher values of diffuse solar irradiation in cloudy and completely overcast days.

Słowa kluczowe

suma promieniowania słonecznego wielkość zachmurzenia charakterystyczne dni nefologiczne regresja Karpaty

solar irradiation cloud amount nephologically characteristic days regression Carpathian Mountains

Wydawca

Polskie Towarzystwa Geofizyczne
Komitet Geofizyki PAN

Czasopismo

Przegląd Geofizyczny

Rocznik

2023

Tom

Z. 3-4

Strony

127--158

Opis fizyczny

Bibliogr. 44 poz., fot., map., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wojciechowska Izabela

Wydział Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytet Warszawski; Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN)

https://orcid.org/0000-0002-1447-2493

Bibliografia

1. Abbas M.A., Elnesr M.K., 1974, Cloudiness and estimation of incoming solar radiation in Iraq, Pure and Applied Geophysics, 112, 1, 234-239, DOI: 10.1007/BF00875939.
2. Alexandersson H., Moberg A., 1997, Homogenization of Swedish temperature data. Part I: Homogeneity test for linear trends, International Journal of Climatology, 17 (1), 25-34, DOI: 10.1002/ (SICI)1097-0088(199701)17:1<25::AID-JOC103>3.0.CO;2-J.
3. Bogdańska B., Podogrocki J., 2000, Zmienność całkowitego promieniowania słonecznego na obszarze Polski w okresie 1961-1995, Materiały Badawcze IMGW. Seria Meteorologia, 31, 43 s.
4. Chomicz K., Kuczmarska L., 1971, Zachmurzenie i usłonecznienie w Polsce, Przegląd Geofizyczny, 16 (1-2), 69-88.
5. Curyło A., Kois B., 2010, Obserwacje chmur a pomiary promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi, Prace Instytutu Elektrotechniki, 244, 69-78.
6. Druet P., Wiśniewski P., 2021, Foehn wind as a factor affecting the air quality in the town of Zakopane, Geography and Tourism, 1 (9), 71-81, DOI: 10.34767/GAT.2021.09.06.
7. Dubicka M., Limanówka D., 1994, Zmienność zachmurzenia i usłonecznienia w Sudetach i Karpatach oraz na ich przedpolu, [w:] Klimat Dolnego Śląska i krain polarnych, J.L. Pyka (red.), Acta Universitatis Wratislaviensis, 1590, Prace Instytutu Geograficznego, Seria C. Meteorologia i klimatologia, 1, 45-60.
8. Franceschini G.A., 1968, The influence of clouds on solar radiation at sea, Deutsche Hydrografische Zeitschrift, 21 (4), 162-168, DOI: 10.1007/BF02307729.
9. Hess M., 1965, Piętra klimatyczne w polskich Karpatach Zachodnich, Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Jagiellońskiego, CXV, Prace Geograficzne, 11, Kraków.
10. Kasten F., Czeplak G., 1980, Solar and terrestrial radiation dependent on the amount and type of cloud, Solar Energy, 24 (2), 177-189, DOI: 10.1016/0038-092X(80)90391-6.
11. Kimura K., Stephenson D.G., 1969, Solar Radiation on Cloudy Days, Research Paper no. 418 of the Division of Building Research, National Research Council, Ottawa.
12. Kleniewska M., Chojnicki B. H., 2016, Zmienność całkowitego promieniowania słonecznego w Warszawie w latach 1964-2013, Acta Geographica Lodziensia, 104, 67-74.
13. Kondracki J., 2002, Środowisko - regiony fizycznogeograficzne Polski, Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, dostępne online http://dm.pgi.gov.pl/ (19.09.2023).
14. Kossowski J., Łykowski B., 2007, Sumy dzienne promieniowania słonecznego w okresie letnim w Felinie koło Lublina i ich związek z usłonecznieniem i zachmurzeniem, Przegląd Naukowy. Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 16, 1 (35), 74-84.
15. Kożuchowski K. (red.), 1990, Materiały do poznania historii klimatu w okresie obserwacji instrumentalnych, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 452 s.
16. Kuczmarska L., Paszyński J., 1964, Przebieg roczny całkowitego promieniowania słonecznego w Polsce, Przegląd Geofizyczny, 9 (3-4), 275-279.
17. Kuczmarski M., 1990, Usłonecznienie Polski i jego przydatność dla helioterapii, Dokumentacja Geograficzna, IGiZP PAN, 4.
18. Matuszko D., 2009, Wpływ zachmurzenia na usłonecznienie i całkowite promieniowanie słoneczne na przykładzie krakowskiej serii pomiarów, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, 232 s.
19. Matuszko D., 2012a, Influence of cloudiness on sunshine duration, International Journal of Climatology, 32 (10), 1527-1536, DOI: 10.1002/joc.2370.
20. Matuszko D., 2012b, Influence of the extent and genera of cloud cover on solar radiation intensity, International Journal of Climatology, 32 (15), 2403-2414, DOI: 10.1002/joc.2432.
21. Matuszko D., Soroka J., 2009, Spostrzeżenia dotyczące wpływu zachmurzenia na maksymalne wartości natężenia całkowitego promieniowania słonecznego, Prace Geograficzne, 122, 39-48.
22. Michalczewski J., 1955, Usłonecznienie i zachmurzenie w Zakopanem, Przegląd Meteorologiczny i Hydrologiczny, 8 (3-4), 227-233.
23. Mirek Z., Piękoś-Mirkowa H. (red.), 1993, Przyroda Kotliny Zakopiańskiej. Poznanie, przemiany, zagrożenia i ochrona, Tatrzański Park Narodowy, Zakopane, 418 s.
24. Niedźwiedź T. (red.), 2003, Słownik meteorologiczny, IMGW, Warszawa, 495 s.
25. Nikitidou E., Tzoumanikas P., Alkiviadis Bais F., Kazantzidis A., 2017, The effect of clouds on surface solar irradiance, from an all-sky camera, in Thessaloniki, Greece, Perspectives on Atmospheric Sciences, 1157-1162, DOI: 10.1007/978-3-319-35095-0_166.
26. Ododo J.C., Agbakwuru J.A., Ogbu F.A., 1996, Correlation of solar radiation with cloud cover and relative sunshine duration, Energy Conversion and Management, 37 (10), 1555-1559, DOI: 10.1016/0196-8904(96)86837-3.
27. Olecki Z., 1989, Bilans promieniowania słonecznego w dorzeczu górnej Wisły, Rozprawy Habilitacyjne, 157, Uniwersytet Jagielloński, Kraków.
28. Piwowarczyk J., 1992, Wpływ rzeźby terenu na bezpośrednie promieniowanie słoneczne w Zakopanem, Zeszyty Instytutu Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN, 6, 29-47.
29. Pluta G., 2014, Cyrkulacyjne uwarunkowania skrajnych wielkości zachmurzenia w zachodniej części Karpat Polskich, Prace Geograficzne, 139, 69-78, DOI: 10.4467/20833113PG.14.026.3016.
30. Podstawczyńska A., 2007, Cechy solarne klimatu Łodzi, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź.
31. Robinson P.J., 1977, Measurements of downwards scattered solar radiation from isolated Cumulus clouds, Journal of Applied Meteorology, 16, 620-625, DOI: 10.1175/1520-0450(1977)016<0620:MO DSSR>2.0.CO;2.
32. Segal M., Davis J., 1992, The impact of deep cumulus reflection on the ground-level global irradi- ance, Journal of Applied Meteorology, 31, 217-222, DOI: 10.1175/1520-0450(1992)031<0217:TIO DCR>2.0.CO;2.
33. Stenz E., 1929, Zachmurzenie i usłonecznienie Karpat Wschodnich, Kosmos, 54, 269-289.
34. Stenz E., 1938, O insolacji Karpat Polskich, Komisja Naukowych Badań Ziem Wschodnich, Warszawa.
35. Trajer J., Czekalski D., 2005, Prognozowanie sum napromieniowania słonecznego dla potrzeb energetyki słonecznej, Inżynieria Rolnicza, 68 (8), 393-399.
36. Uscka-Kowalkowska J., 2007, Ekstynkcja bezpośredniego promieniowania słonecznego w Puławach w latach 1969-1989, Pamiętnik Puławski, 144, 131-143.
37. Uscka-Kowalkowska J., 2008a, Bezpośrednie promieniowanie słoneczne i jego ekstynkcja w atmosferze na przykładzie Puław i Papowa Toruńskiego, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń, 133 s.
38. Uscka-Kowalkowska J., 2008b, Bezpośrednie promieniowanie słoneczne i jego ekstynkcja w atmosferze w Kołobrzegu w latach 1960-2000, Acta Agrophysica, 12, 221-233.
39. Uscka-Kowalkowska J., 2008c, Porównanie bezpośredniego promieniowania słonecznego i jego ekstynkcja w atmosferze w Warszawie i w Mikołajkach, Acta Agrophysica, 14, 501-514.
40. Wojciechowska I., 2019, Wpływ zachmurzenia na sumy bezpośredniego, rozproszonego i całkowitego promieniowania słonecznego na obszarze Karpat, maszynopis pracy magisterskiej, WGSR UW.
41. Woś A., 1999, Klimat Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 301 s.
42. Zakrent S., 1955, Wyniki pomiarów natężenia promieniowania słonecznego w Zakopanem i na Kasprowym Wierchu, Przegląd Geofizyczny, 9 (3-4), 219-224.
43. Żmudzka E., 2007, Zmienność zachmurzenia nad Polską i jej uwarunkowania cyrkulacyjne (1951-2000), Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 399 s.
44. Żmudzka E., 2012, Nefologiczne dni charakterystyczne - różne kryteria wydzielania i ich wpływ na wyniki badań, Przegląd Geofizyczny, 57 (1), 21-33.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-978978df-e385-477a-8d91-6c913797020f