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The distribution of solar radiation over the Earth's surface

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Archiv für Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie B Aims and scope Submit manuscript

Summary

Records of total solar radiation measured on a horizontal surface (Q) on a monthly basis and of more than three years' duration are available for 88 stations. The stations are mainly concentrated in North America and Europe, and it is not possible to determine the global distribution of radiation directly from these records. Solar radiation and mean cloud amount (C) were therefore related by the quadratic regressionQ=Q A (0.803−0.340C−0.458C 2), whereQ A is the maximum possible radiation in the absence of an atmosphere (Angot's values) and the values ofC were obtained from the maps printed inShaw's Manual of Meteorology.

Using the known distribution ofQ A andC, values ofQ were calculated by use of the equation above for each 5° intersection of latitude and longitude over land, and for each 10° intersection over sea. Isopleths ofQ for each successive 50 gcal/cm2 day are shown on the 12 monthly maps on which the distribution of radiation over the earth's surface is illustrated. Attention is drawn to certain features of these maps, in particular to the occurrence and movement of zones of high radiation, and a comparison is made of estimated and recorded radiation for twelve stations.

Zusammenfassung

Registrierungen der Monatswerte der Globalstrahlung auf Horizontalfläche (Q) über mindestens drei Jahre liegen für 88 Stationen vor; diese sind vorwiegend auf Nordamerika und Europa konzentriert, und es ist daher nicht möglich, auf Grund davon die gesamte Strahlungsverteilung über die Erde zu bestimmen. Es wird nun mit Hilfe der quadratischen RegressionsgleichungQ=Q A (0.803−0.340C−0.458C 2) eine Beziehung zwischen GlobalstrahlungQ und mittlerer BewölkungC aufgestellt, woQ A den Maximalwert der Globalstrahlung bei Fehlen einer Atmosphäre bedeutet und die Konstanten nachAngot und die Bewölkungsdaten nachShaw angenommen sind.

Auf Grund der Verteilung vonQ A undC wurden mit Hilfe der angegebenen Gleichung für jeden Bereich von je 5° Länge und Breite über Land von je 10° über Meer die Werte der Globalstrahlung berechnet. Isoplethen der Globalstrahlung für Stufen von je 20 gcal/cm2 Tag sind in 12 Monatskarten wiedergegeben, auf denen die Strahlungsverteilung über die Erde dargestellt ist. Einige Resultate dieser Karten werden besprochen, im speziellen das Auftreten und die Verschiebung der Zonen hoher Strahlung; zudem wird für 12 Stationen eine Vergleichung zwischen der berechneten und der registrierten Strahlung durchgeführt.

Résumé

On possède des enregistrements de 88 stations pour les sommes mensuelles du rayonnement global sur une surface horizontale (Q) pour des périodes d'au moins 3 ans. Ces stations sont concentrées essentiellement en Amérique du Nord et en Europe ce qui ne permet pas d'en déduire la répartition du rayonnement global sur toute la terre. Pour cette raison l'auteur établit, au moyen de l'équation carrée de régressionQ=Q A (0.803−0.340C−0.458C 2), une relation entre le rayonnement globalQ et la moyenne de la nébulositéC, oùQ A représente la valeur maximale du rayonnement global sans atmosphère et où les constantes sont données selonAngot, la nébulosité selonShaw.

A partir de la répartition deQ et deC et à l'aide de la formule précédente l'auteur a calculé les valeurs du rayonnement global pour des surfaces de 5° de latitude et de longitude sur terre et de 10° sur mer. Des isoplèthes représentent le rayonnement global par échelons de 50 gcal/cm2 jour, sur 12 cartes mensuelles qui illustrent sa répartition sur toute la terre. L'auteur discute encore divers résultats de ces cartes, en particulier l'apparition et le déplacement des zones de fort rayonnement, et compare encore pour 12 stations les résultats obtenus par le calcul et par enregistrement.

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Authors and Affiliations

  1. Waite Agricultural Research Institute, University of Adelaise, Adelaide, Australia

    J. N. Black

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  1. J. N. Black
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Black, J.N. The distribution of solar radiation over the Earth's surface. Arch. Met. Geoph. Biokl. B. 7, 165–189 (1956). https://doi.org/10.1007/BF02243320

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