Zonnestraling in Nederland - Knmi

Zonnestraling in Nederland - Knmi Zonnestraling in Nederland - Knmi

29.08.2013 Views

OKTI 0,44 1,17 1,21 1,08 0,85 0,66 0,45 5,87 7,64 II III NOVI II III DECI II III 0,35 0,27 0,20 0,15 0,12 0,11 0,10 0,09 0,92 0,72 0,53 0,40 0,32 0,28 0,25 0,23 0,95 0,74 0,53 0,40 0,31 0,27 0,23 0,22 0,84 0,66 0,47 0,35 0,28 0,24 0,21 0,19 0,67 0,52 0,38 0,28 0,22 0,20 0,17 0,16 0,51 0,40 0,29 0,22 0,17 0,15 0,13 0,12 0,35 0,27 0,20 0,15 0,11 0,10 0,09 0,08 4,59 3,58 2,59 1,94 1,53 1,35 1,17 1,10 In tabel 5.5 zijn de dagsommen van de globale straling voor De Bilt in de aangegeven spectrale banden vermeld in MJnr 2 voor de 36 decaden van het jaar. De gegevens van de andere stations zijn te vinden in Slob (1985). 5.5 Daglicht Straling kan op velerlei wijzen worden waargenomen. In het voorgaande is het steeds gegaan over instrumentele waarnemingen. Daarnaast hebben we de waarneming van straling door middel van het oog. Deze is natuurlijk slechts toepasbaar op dat deel van het spectrum waarvoor het oog gevoelig is, nl. het zichtbare deel van 0,38-0,76 |n.m. De gevoeligheid van ons oog is golflengteafhankelijk. De maximale gevoeligheid treedt gemiddeld op bij 0,555 |im. We richten nu een zekere hoeveelheid straling met een bekend vermogen O op het oog. Wanneer wij zo'n lichtbundel bij verschillende golflengten op iemands oog laten vallen zal hij verschillende lichtindrukken krijgen. We gaan nu het vermogen als functie van X na, zodat de proefpersoon steeds dezelfde lichtindruk ontvangt. Het vermogen dat nodig is om bij de golflengte X dezelfde lichtindruk (helderheid) te krijgen als bij X = 0,555 |im stellen we Ox. Dan is de relatieve ooggevoeligheid bij golflengte X: O V = °' 555 . (5.37) Uit zeer veel metingen is zo internationaal de relatieve ooggevoeligheidskromme Vx als functie van X bepaald. Deze is weergegeven in figuur 5.6. 1 l l l 1 ^ 1 0 45 ( 0.50 0,55 0.60 0 65 0.70 0,75 golflengte (jim) 122 6,03 4,79 3,52 2,67 2,15 1,97 1,74 1,61 Figuur 5.6 Relatieve ooggevoeligheid Vx als functie van de golflengte

Twee monochromatische lichtbronnen met gelijke radiantie doch met verschillende golflengten geven dus verschillende indrukken op het oog. Beschouw bijvoorbeeld de golflengten 0,65 en 0,67 |im die corresponderen met bijna niet te onderscheiden kleuren rood. In figuur 5.6 zien we dat de ooggevoeligheid voor de 0,65 u.m-bron (0,107) een driemaal zo grote ooggevoeligheid heeft als de 0,67 |im-bron (0,032). Voor het oog lijkt de 0,65 |im-bron driemaal zo helder, hoewel de radianties van beide bronnen gelijk zijn. Het oog is daarom geen goede detector voor radiantie, maar wel voor helderheid en luminantie, waarmee we in de definities van de fotometrie komen (zie 6.3.2 en figuur 6.5). In figuur 6.5 valt een zekere analogie te zien tussen de stralings- en fotometrische grootheden. Dat leidt ons tot de vraag: "Zijn de eenheden van straling en licht in elkaar om te rekenen?" Uit het radiantiespectrum van een stralingsbron (de Zon, de hemelkoepel, een lamp) kunnen we de bijbehorende luminantie bepalen. Het is de som van de radianties in ieder klein golflengteinterval (monochromatische radiantie) vermenigvuldigd met de corresponderende relatieve ooggevoeligheid V^, waarbij nog een factor komt om radiantieëenheden in luminantieëenheden om te rekenen. We gaan daartoe uit van figuur 5.6, waarin Vx staat uitgezet als functie van X en we zetten nu op identieke wijze het energiespectrum uit van de lichtbron, bijvoorbeeld de Zon met X op de horizontale as en het spectrale vermogen dOJdX op de verticale as. De onderindex e geeft aan dat we te maken hebben met elektromagnetische straling, de onderindex v dat het gaat om zichtbaar licht. Vermenigvuldigen we beide grafieken (de verticale coördinaten) met elkaar, dan krijgen we een grafiek van Vx d JdX als functie van X. Het oppervlak onder deze kromme vermenigvuldigd met 636 lm W" 1 geeft de lichtstroom Ov in lumen (lm). In formule is de lichtstroom 0,76 nm d 0 Ov = 636 ƒ V^ Q -dX [lm]. 0,38 urn d ^ De omrekeningsfactor 636 lm W 1 wordt het gemiddelde fotometrische stralingsequivalent f genoemd of de gemiddelde zichtbaarheidscoëfficiënt over het interval 0,38-0,76 jim. f is maximaal voor X = 0,555 |im; zie tabel 5.6, waarin f is gegeven als functie van X voor buitenatmosferische straling. Tabel 5.6 Het fotometrische stralingsequivalent f als functie van de golflengte X 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 f 0,272 0,816 2,72 7,89 15,64 25,83 X f 0,46 40,79 0,47 61,88 0,48 94,52 0,49 141,44 0,50 219,57 0,51 341,97 X f 0,52 482,73 0,53 586,02 0,54 648,58 0,55 676,46 0,56 676,46 0,57 647,22 X f 0,58 591,46 0,59 514,62 0,60 429,01 0,61 341,97 0,62 259,01 0,63 180,13 X 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 f 119,0 72,76 41,48 21,76 11,56 5,59 X 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 f 2,79 1,43 0,714 0,354 0,170 0,082 0,041 De reciproke waarde van f wordt het mechanisch licht equivalent genoemd en is dus minimaal voor X = 0,555 p.m, met een waarde van 0,00147 W lm 1 voor buitenatmosferische straling. 123

OKTI 0,44 1,17 1,21 1,08 0,85 0,66 0,45 5,87 7,64<br />

II<br />

III<br />

NOVI<br />

II<br />

III<br />

DECI<br />

II<br />

III<br />

0,35<br />

0,27<br />

0,20<br />

0,15<br />

0,12<br />

0,11<br />

0,10<br />

0,09<br />

0,92<br />

0,72<br />

0,53<br />

0,40<br />

0,32<br />

0,28<br />

0,25<br />

0,23<br />

0,95<br />

0,74<br />

0,53<br />

0,40<br />

0,31<br />

0,27<br />

0,23<br />

0,22<br />

0,84<br />

0,66<br />

0,47<br />

0,35<br />

0,28<br />

0,24<br />

0,21<br />

0,19<br />

0,67<br />

0,52<br />

0,38<br />

0,28<br />

0,22<br />

0,20<br />

0,17<br />

0,16<br />

0,51<br />

0,40<br />

0,29<br />

0,22<br />

0,17<br />

0,15<br />

0,13<br />

0,12<br />

0,35<br />

0,27<br />

0,20<br />

0,15<br />

0,11<br />

0,10<br />

0,09<br />

0,08<br />

4,59<br />

3,58<br />

2,59<br />

1,94<br />

1,53<br />

1,35<br />

1,17<br />

1,10<br />

In tabel 5.5 zijn de dagsommen van de globale stral<strong>in</strong>g voor De Bilt <strong>in</strong> de aangegeven<br />

spectrale banden vermeld <strong>in</strong> MJnr 2 voor de 36 decaden van het jaar. De gegevens van de<br />

andere stations zijn te v<strong>in</strong>den <strong>in</strong> Slob (1985).<br />

5.5 Daglicht<br />

Stral<strong>in</strong>g kan op velerlei wijzen worden waargenomen. In het voorgaande is het steeds<br />

gegaan over <strong>in</strong>strumentele waarnem<strong>in</strong>gen. Daarnaast hebben we de waarnem<strong>in</strong>g van stral<strong>in</strong>g<br />

door middel van het oog. Deze is natuurlijk slechts toepasbaar op dat deel van het spectrum<br />

waarvoor het oog gevoelig is, nl. het zichtbare deel van 0,38-0,76 |n.m.<br />

De gevoeligheid van ons oog is golflengteafhankelijk. De maximale gevoeligheid treedt<br />

gemiddeld op bij 0,555 |im.<br />

We richten nu een zekere hoeveelheid stral<strong>in</strong>g met een bekend vermogen O op het oog.<br />

Wanneer wij zo'n lichtbundel bij verschillende golflengten op iemands oog laten vallen zal<br />

hij verschillende licht<strong>in</strong>drukken krijgen. We gaan nu het vermogen als functie van X na, zodat<br />

de proefpersoon steeds dezelfde licht<strong>in</strong>druk ontvangt. Het vermogen dat nodig is om bij de<br />

golflengte X dezelfde licht<strong>in</strong>druk (helderheid) te krijgen als bij X = 0,555 |im stellen we Ox.<br />

Dan is de relatieve ooggevoeligheid bij golflengte X:<br />

O<br />

V = °' 555 . (5.37)<br />

Uit zeer veel met<strong>in</strong>gen is zo <strong>in</strong>ternationaal de relatieve ooggevoeligheidskromme Vx als<br />

functie van X bepaald. Deze is weergegeven <strong>in</strong> figuur 5.6.<br />

1 l l l 1 ^ 1<br />

0 45 ( 0.50 0,55 0.60 0 65 0.70 0,75<br />

golflengte (jim)<br />

122<br />

6,03<br />

4,79<br />

3,52<br />

2,67<br />

2,15<br />

1,97<br />

1,74<br />

1,61<br />

Figuur 5.6<br />

Relatieve ooggevoeligheid Vx als<br />

functie van de golflengte

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!