The accuracy of field measurements of solar reflectivity

Summary

The absolute errors to be expected in reflectivity measured with four different types of commercially available 2nd Class pyranometers have been enumerated and evaluated from laboratory studies and W. M. O. recommendations. The maximum errors to be expected were between ±10 and ±20% at a solar elevation of 60° and between ±20 and ±30% for a solar elevation of 10°. The comparative error, i. e., the difference in reflectivity measured by different types of pyranometers, was measured under field conditions and reached 25% at a solar elevation of 60° and 40% at 10°. Random errors, including those due to individual differences in pyranometers of the same type, were found to be negligibly small. Large and asymetrial diurnal variations in reflectivity were observed. They paralleled the diurnal changes in the fraction of diffuse incident radiation, but could not be explained by changes of the fractional infrared composition of solar radiation as the latter were very small. Analysis by multiple regression suggested that the reflectivity for the direct beam radiation was higher than for the diffuse radiation.

Zusammenfassung

Die absoluten Fehler, die zu erwarten sind, wenn man die Reflexion mit vier verschiedenen von der Industrie gelieferten Pyranometern der Kategorie 2 nach der WMO-Einteilung mißt, wurden in Laboratoriumsexperimenten entsprechend WMO-Rekommandationen bestimmt und berechnet. Die maximalen Fehler, die man erwarten muß, liegen zwischen ±10 und ±20% bei einer Sonnenhöhe von 60° und zwischen ±20 und ±30% bei einer Sonnenhöhe von 10°. Die Abweichungen zwischen den Instrumenten, d. h. die Unterschiede der Reflektivität, wenn man sie mit verschiedenen Arten von Pyranometern mißt, wurden im Feld bestimmt und erreichten 25% bei einer Sonnenhöhe von 60° und 40% bei 10°. Die Zufallsfehler, welche auch die Fehler umfassen, die durch individuelle Unterschiede der einzelnen Pyranometer derselben Type entstehen, wurden als vernachlässigbar klein erkannt. Es wurden große und unsymmetrische Tagesgänge der Reflektivität beobachtet. Sie verlaufen parallel zum Tagesgang des Anteils der diffusen einfallenden Strahlung, können aber nicht durch Änderungen im Ausmaß des infraroten Spektralanteils der Sonnenstrahlung erklärt werden, da der letztere sehr klein war. Eine Untersuchung mit multiplen Regressionen ergab, daß die Reflektivität für direkte Strahlung höher ist als für diffuse Strahlung.