Zonnestraling in Nederland - Knmi

5 MODELLEN,
SCHUINE VLAKKEN
EN SPECTRA
In dit hoofdstuk komen de wiskundige modellen aan de orde voor de berekening van zonnestraling
op het horizontale vlak (5.1) en op schuine vlakken (5.2). In 5.3 worden resultaten
gegeven van stralingsmetingen op schuine vlakken. Het hoofdstuk wordt afgesloten met
meetresultaten van de spectrale verdeling van de globale straling (5.4) en een beschouwing
over een bijzonder spectraalgebied: het zichtbare licht of daglicht (5.5).
5.1 Modellen voor de berekening van zonnestraling op het
horizontale vlak
5.1.1 Inleiding
Indien er geen meetresultaten van de straling op het horizontale vlak beschikbaar zijn, kan
de irradiantie ook berekend worden.
Het zal duidelijk zijn dat een precieze berekening met behulp van de transmissiefactoren uit
2.4.1 niet alleen veel rekenwerk vereist, maar het is ook de vraag of de kennis van de verdeling
van de gassen en andere bijmengselen in de atmosfeer groot genoeg is om deze aanpak te
rechtvaardigen. Daarom is men gedwongen zijn toevlucht te nemen tot eenvoudiger methoden.
In 5.1.2 zal eerst de straling aan de bovenkant van de atmosfeer worden berekend. Deze is
slechts afhankelijk van de tijd en van de plaats op Aarde. Daar ze in bekende astronomische
formules is uit te drukken (zie ook 6.1), is ze gemakkelijk met behulp van een computer uit te
rekenen.
De straling aan de rand van de atmosfeer is ten eerste van belang, omdat deze als parameter
gebruikt wordt in verschillende empirische formules voor de berekening van de straling aan
het aardoppervlak. In de tweede plaats geeft ze ook de bovengrens aan van de straling aan het
aardoppervlak en kan daarom gebruikt worden om verdacht hoge meetwaarden te detecteren.
In 5.1.3 komen de modellen voor de berekening van de straling op het horizontale vlak aan
de orde. Er zal daarbij onderscheid worden gemaakt tussen modellen die uursommen geven
en modellen die dagsommen leveren.
We moeten hierbij bedenken, dat het nog steeds om modellen gaat, waarbij voor de samenstelling
van de atmosfeer van vereenvoudigende veronderstellingen is uitgegaan. De te
bespreken modellen kunnen de gemeten straling nooit helemaal benaderen, zeker niet wat
betreft frequentieverdelingen.
5.1.2 Berekening van de straling aan de rand van de atmosfeer
De baan van de Aarde om de Zon is ellipsvormig, waarbij de Zon in één van de brandpunten
staat (zie ook 6.1). De afstand Aarde-Zon is dus niet constant in de loop van een jaar. We
zullen deze variabele afstand dan ook in de af te leiden formule voor de berekening van de
97