Analiza zasobów energii promieniowania słonecznego w Polsce
Określenie warunków solarnych wymaga szczegółowej analizy promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni Ziemi. Kompleksowe badanie zasobów energii Słońca wymaga wykorzystania danych pomiarowych jak również wyników z modelu transferu promieniowania w atmosferze.
1.Pomiary bezpośrednie
Obserwacje promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni ziemi wykonywane są przy użyciu przyrządów radiacyjnych i obejmują pomiary promieniowania całkowitego, rozproszonego, całkowitego oraz pomiary usłonecznienia. Główną siecią obserwacji radiacyjnych jest sieć stacji aktynometrycznych IMGW. Dodatkowo, pomiary wykonywane są na kilku innych stacjach badawczych. Liczba wszystkich stacji pomiarowych jest jednak stosunkowa niska co uniemożliwia kompleksową analizę w szczególności w obszarach o zróżnicowanej topografii oraz w sąsiedztwie dużych zbiorników wodnych a w szczególności Morza Bałtyckiego. Dodatkowo, stosuje się obserwacje satelitarne strumieni radiacyjnych jednak są one mierzone poza atmosferą (np. projekt CERES). Wyznaczenie wartości promieniowania dochodzącego do powierzchni ziemi jest w tych przypadkach możliwe jednak wymaga zaawansowanych metod teledetekcyjnych.
2. Modelowanie zasobów
Obliczanie zasobów energetycznych jest zadaniem trudnym i wymaga wykorzystania dużej ilości dodatkowych informacji o atmosferze oraz podłożu ziemi. Modelowanie promieniowania dochodzącego do powierzchni ziemi wykonuje się przy użyciu modeli transferu promieniowania w atmosferze. Główna zaletą tego typu podejścia jest duża ilości paramentów jakie mogą być wyznaczone w dowolnym momencie czasu, np. promieniowanie w różnych zakresach spektralnych. Z drugiej strony szeroki zakres parametrów wejściowych do modelu sprawia, że w rzeczywistości niedokładności obliczanych wielkości jest znacznie wyższy niż w przypadku obserwacji. Modele wymagają następujących parametrów wejściowych:
-
albedo podłoża ziemi
-
własności optyczne chmur (zachmurzenie, grubości optyczna, albedo pojedynczego rozpraszania, parametr asymetrii)
-
własności optyczne aerozoli atmosferycznych (grubości optyczna, albedo pojedynczego rozpraszania, parametr asymetrii)
-
profile temperatury, ciśnienia
-
profile pary wodnej
-
profile ozonu