Zonnestraling in Nederland - Knmi

Zonnestraling in Nederland - Knmi Zonnestraling in Nederland - Knmi

29.08.2013 Views

Tabel 2.2 Gemiddelde waterdampdruk voor Nederland (tijdvak 1951-1980) en daaruit afgeleide hoeveelheid condenseerbaar water volgens formule 2.29 gemiddelde dampdruk op hoeveelheid condenseerbaar zeeniveau in mbar water in cm januari 6,6 1,12 februari 6,5 1,10 maart 7,1 1,21 april 8,3 1,41 mei 10,6 1,80 juni 13,0 2,21 juli 14,8 2,52 augustus 14,9 2,53 september 13,3 2,26 oktober 11,0 1,87 november 8,4 1,43 december 7,2 1,22 jaar 10,2 1,73 Voor de transmissiefactor xwX geeft Leckner (1978) de volgende formule x = exp -0,2385 k , wm l(\ + 20,07 k ^ wm^' 45 (2.30) waarbij de spectrale massa-absorptiecoëfficiënt kwX voor X van 0,69 |im tot 4 |im in een tabel is gegeven in cm 2 g 1 . In die tabel zijn de waterdamplijnen bij 0,72; 0,82; 0,95; 1,1; 1,38; 1,87 en 2,7 |im terug te vinden. Nemen we de minimale waarde w = 1,10 g cm' 2 en het maximum w = 2,53 g cm" 2 uit tabel 2.2, dan vinden we bij mr = 1 met formule (2.30) voor X = 0,95 jim, waarbij k . = 41 cm 2 g" 1 voor w = 1,10: x not, = 0,61 en voor w = 2,53: x no. = 0,45. Voor X = J wA. c ' w 0,95 7 w 0,95 2,7 |im, met kwX = 22000 cm 2 g" 1 is xwX = 0, onafhankelijk van de waarde van w. Volgens Lacis en Hansen (1974) is de transmissiefactor voor waterdamp, geïntegreerd over alle golflengten: 2,9 wm x =1 (2.31) w , .0,635 V ' H + 141,5 w ny) + 5,925 w mf Hiermee vinden we, met mr = 1, voor w = 1,10 cm: xw = 0,90 en voor w = 2,53 cm: xw = 0,87. Rayleigh-v er strooiing In 2.2.5 waren we ervan uitgegaan dat de verstrooiende luchtmoleculen bolvormig zijn. Omdat dat niet het geval is, en doordat de brekingsindex n van de golflengte afhangt verandert de exponent van X enigszins, zoals blijkt uit de volgende formule voor de spectrale transmissiefactor: x^ = exp [- 0,008735 X" 4,08 mj (2.32) waarbij mr de relatieve optische massa is bij de actuele luchtdruk. Voor andere waarden van 35

de luchtdruk (b.v. op grote hoogte) moet mr met behulp van (2.21) worden gecorrigeerd. Uit (2.32) volgt dat voor golflengten groter dan X = 1 |im de Rayleigh-verstrooiing verwaarloosbaar is: xrX = 99% bij mr = 1. Bij de golflengte X = 0,5 \xm en mr = 1 is TrX = 86%. Rayleigh-verstrooiing is dus beperkt tot de kortgolvige straling. Absorptie door aerosolen Door gebruik te maken van de turbiditeitscoëfficiënt van Angström (2.22) kunnen we de spectrale transmissiefactor voor aerosolen T^ schrijven als TaX = exp(-pr a mr) (2.33) Figuur 2.11 toont de variatie van T^ met X voor een aantal (3 mr-combinaties en twee waarden van cc, nl. oc = 0,7 en de veel gebruikte waarde a = 1,3. We zien dat de invloed van X groot is als P mr groot is. Een p mr van 0,5 wordt bijvoorbeeld bereikt in een stedelijke atmosfeer (p = 0,20) bij een zonshoogte y = 25° (mr = 2,35). Dus in het algemeen bij vrij lange weglengten door de atmosfeer. 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 Figuur 2.11 golflengte (urn) Spectrale transmissiefactor voor aerosolen Tak als functie van aen (3 mr, waarin cc en /3 de turbiditeitscoëfficiënten van Angström zijn 36

Tabel 2.2 Gemiddelde waterdampdruk voor <strong>Nederland</strong> (tijdvak 1951-1980) en daaruit<br />

afgeleide hoeveelheid condenseerbaar water volgens formule 2.29<br />

gemiddelde dampdruk op hoeveelheid condenseerbaar<br />

zeeniveau <strong>in</strong> mbar water <strong>in</strong> cm<br />

januari 6,6 1,12<br />

februari 6,5 1,10<br />

maart 7,1 1,21<br />

april 8,3 1,41<br />

mei 10,6 1,80<br />

juni 13,0 2,21<br />

juli 14,8 2,52<br />

augustus 14,9 2,53<br />

september 13,3 2,26<br />

oktober 11,0 1,87<br />

november 8,4 1,43<br />

december 7,2 1,22<br />

jaar 10,2 1,73<br />

Voor de transmissiefactor xwX geeft Leckner (1978) de volgende formule<br />

x = exp -0,2385 k , wm l(\ + 20,07 k ^ wm^' 45<br />

(2.30)<br />

waarbij de spectrale massa-absorptiecoëfficiënt kwX voor X van 0,69 |im tot 4 |im <strong>in</strong> een tabel<br />

is gegeven <strong>in</strong> cm 2 g 1 . In die tabel zijn de waterdamplijnen bij 0,72; 0,82; 0,95; 1,1; 1,38; 1,87<br />

en 2,7 |im terug te v<strong>in</strong>den. Nemen we de m<strong>in</strong>imale waarde w = 1,10 g cm' 2 en het maximum<br />

w = 2,53 g cm" 2 uit tabel 2.2, dan v<strong>in</strong>den we bij mr = 1 met formule (2.30) voor X = 0,95 jim,<br />

waarbij k . = 41 cm 2 g" 1 voor w = 1,10: x not, = 0,61 en voor w = 2,53: x no. = 0,45. Voor X =<br />

J wA. c ' w 0,95 7 w 0,95<br />

2,7 |im, met kwX = 22000 cm 2 g" 1 is xwX = 0, onafhankelijk van de waarde van w.<br />

Volgens Lacis en Hansen (1974) is de transmissiefactor voor waterdamp, geïntegreerd over<br />

alle golflengten:<br />

2,9 wm<br />

x =1 (2.31)<br />

w , .0,635 V '<br />

H + 141,5 w ny) + 5,925 w mf<br />

Hiermee v<strong>in</strong>den we, met mr = 1, voor w = 1,10 cm: xw = 0,90 en voor w = 2,53 cm: xw = 0,87.<br />

Rayleigh-v er strooi<strong>in</strong>g<br />

In 2.2.5 waren we ervan uitgegaan dat de verstrooiende luchtmoleculen bolvormig zijn.<br />

Omdat dat niet het geval is, en doordat de brek<strong>in</strong>gs<strong>in</strong>dex n van de golflengte afhangt<br />

verandert de exponent van X enigsz<strong>in</strong>s, zoals blijkt uit de volgende formule voor de spectrale<br />

transmissiefactor:<br />

x^ = exp [- 0,008735 X" 4,08 mj (2.32)<br />

waarbij mr de relatieve optische massa is bij de actuele luchtdruk. Voor andere waarden van<br />

35

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!