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Variabilität der Bewölkung und Auswirkungen auf die Solarstrahlung in Wien
Stefan Schreier
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Philipp Weihs
DOI
10.25365/thesis.9130
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29097.10973.769764-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wird der Einfluss der Wolken auf die Solarstrahlung in Wien
untersucht. Einerseits wird die an der Erdoberfläche gemessene Globalstrahlung
abgeschwächt, wenn eine Wolkenschicht die sichtbare Sonnenscheibe verdeckt.
Andererseits können Wolken auch dazu führen, dass sich die Globalstrahlung
kurzfristig erhöht. Dieser Effekt wird als Strahlungserhöhung bezeichnet und tritt
dann auf, wenn zusätzlich zum Anteil der direkten Strahlung ein durch Streuung und
Reflexion an den Wolkenpartikeln erhöhter Anteil an diffuser Strahlung vom
Messgerät erfasst wird.
Durch die kombinierte Verwendung von Spektroradiometer und Fischaugenkamera
soll das Phänomen der Strahlungserhöhung anhand von mehreren Fallbeispielen,
die am Dach der Universität für Bodenkultur (BOKU) an bewölkten Tagen im Mai und
Juni 2009 durchgeführt wurden, gezeigt werden. Die Globalstrahlungsdaten (10-min-
Mittelwerte), die am BOKU Dach von einem Sternpyranometer seit Juli 2005
fortlaufend aufgezeichnet werden, dienen als Grundlage für eine mehrjährige
statistische Analyse der Strahlungserhöhungen. Neben dem Einfluss des
Zenitwinkels der Sonne wird anhand von stündlich beobachteten Bedeckungsgraden,
die von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) aufgezeichnet
werden, der Einfluss der Wolken untersucht. Um die Häufigkeit des Auftretens sowie
das Ausmaß der Strahlungserhöhungen quantifizieren zu können, wurde mittels
eines Strahlungstransfermodells eine Referenzstrahlung für wolkenlose Bedingungen
geschätzt. Anhand der gemessenen und der geschätzten Globalstrahlung lässt sich
sowohl das Ausmaß der relativen, als auch jenes der absoluten
Strahlungserhöhungen berechnen.
Die Analyse der Strahlungserhöhungen in Abhängigkeit vom Zenitwinkel der Sonne
hat gezeigt, dass die Werte der absoluten (relativen) Strahlungserhöhung mit
abnehmenden (zunehmenden) Zenitwinkel der Sonne zunehmen. Mit einem Wert
von 269,03 W/m² (1,8) hat sich die maximale absolute (relative) Strahlungserhöhung
am 5. August 2006 (16. April 2006) bei einem Zenitwinkel von 34,04° (84,11°)
ereignet. Die Untersuchung des Einflusses der Bewölkung hat ergeben, dass die
höchsten absoluten (relativen) Strahlungserhöhungen bei einem Bedeckungsgrad
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von 5 Achtel (7 Achtel) auftreten. Die höchsten Werte der absoluten (relativen)
Strahlungserhöhung treten folglich bei kleinen (großen) Zenitwinkeln der Sonne und
höheren Bedeckungsgraden auf. Mit zunehmenden Bedeckungsgrad bei zugleich
nicht verdeckter Sonne, nimmt sowohl der Anteil der diffusen Strahlung als auch
jener der Globalstrahlung zu. Letztendlich geht aus dieser Studie hervor, dass
Strahlungserhöhungen durch Wolken ohne weiters länger als 10 Minuten andauern
können.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Wolken Strahlungserhöhung Globalstrahlung
Autor*innen
Stefan Schreier
Haupttitel (Deutsch)
Variabilität der Bewölkung und Auswirkungen auf die Solarstrahlung in Wien
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
121 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Philipp Weihs
Klassifikation
74 Geographie > 74.19 Europa
AC Nummer
AC08138757
Utheses ID
8231
Studienkennzahl
UA | 453 | | |