Zaćmienie Słońca

Madagaskar 2001
III ekspedycja na całkowite zaćmienie Słońca
       Wyniki obserwacji meteorologicznych



Powrót na stronę o główną wyprawy "Madagaskar 2001"

Poniżej zamieszczamy zdjęcia przyrządów i wyniki obserwacji meteorologicznych wykonane w czasie ekspedycji na Całkowite Zaćmienie Słońca.


Pyranometr
Pyranometr
Foto: Ksawery Skąpski (MOA)

Pyrheliometr
Pyrheliometr
Foto: Ksawery Skąpski (MOA)

Pyrradiometr
Pyrradiometr
Foto: Ksawery Skąpski (MOA)

Termohigrometr
Termohigrometr
Foto: Ksawery Skąpski (MOA)

Centrum dowodzenia - komputer + rejestrator danych
Centrum dowodzenia - komputer + rejestrator danych
Foto: Ksawery Skąpski (MOA)

 

Przedmiot pomiarów meteorologicznych stanowiły: temperatura, wilgotność oraz natężenie promieniowania bezpośredniego, całkowitego oraz bilans promieniowania.

Promieniowanie słoneczne, jak wiadomo, ma zasadnicze znaczenie dla życia na Ziemi, jest głównym źródłem energii dla procesów pogodowych zachodzących w atmosferze. Dlatego badaliśmy wpływ zaćmienia Słońca na warunki klimatyczne. Promieniowanie jest formą przekazywania energii za pośrednictwem fal elektromagnetycznych o różnej długości. Strumień promieniowania dochodzący do górnej granicy atmosfery ziemskiej przypada na zakres 0,29-3,0 mm i nazywany jest promieniowaniem krótkofalowym. Natomiast promieniowanie emitowane przez powierzchnię Ziemi (cząsteczki stałe i płynne) oraz cząsteczki występujące w atmosferze (H2O i CO2) określa się mianem długofalowego (podczerwonego). To promieniowanie przypada na zakres długości fal powyżej 3 mm. Promieniowanie słoneczne dochodzące do powierzchni Ziemi można podzielić na dwie składowe: promieniowanie bezpośrednie oraz rozproszone.

Promieniowanie bezpośrednie dochodzi z tarczy słonecznej do powierzchni odbiorczej. Natężenie promieniowania bezpośredniego dochodzącego do powierzchni Ziemi w danym miejscu zależy od położenia geograficznego miejsca obserwacji, od wysokości Słońca, od stopnia zachmurzenia oraz od właściwości rozpraszających słupa powietrza w obszarze miejsca obserwacji. Do pomiarów natężenia promieniowania bezpośredniego wykorzystuje się pyrheliometr. Urządzenie to mierzy promieniowanie słoneczne padające prostopadle na powierzchnię recepcyjną.

Promieniowanie słoneczne przenikające atmosferę, które dociera do powierzchni Ziemi, ulega redukcji energii poprzez: odbijanie przez chmury, rozpraszanie przez molekuły powietrza, krople wody i inne cząsteczki zawieszone w powietrzu oraz absorpcji przez ozon, parę wodną i CO2 i chmury. Stanowi drugą składową promieniowania - jest to promieniowanie rozproszone. Do pomiarów promieniowania całkowitego, czyli rozproszonego w atmosferze oraz padającego bezpośredniego, wykorzystany został pyranometr.

Ponadto wykonywaliśmy pomiary bilansu promieniowania pyrradiometrem. Jest to przyrząd wykorzystywany do pomiaru natężenia promieniowania sumarycznego (czyli sumy promieniowania długofalowego ziemskiego oraz krótkofalowego słonecznego), słonecznego oraz ziemskiego padającego na płaską, poziomą powierzchnię. Dzięki temu, że rozkłady widmowe promieniowania ziemskiego i słonecznego prawie nie zachodzą na siebie, można je rozpatrywać oddzielnie, czyli można określić bilans promieniowania.

Pomiary pozostałych składowych klimatycznych, czyli temperatury i wilgotności wykonane zostały za pomocą termohigrometru, urządzenia z wbudowanym czujnikiem do pomiaru wilgotności i temperatury, umieszczonym na wysokości 1,5 m. Ponadto temperaturę mierzyliśmy na wysokości 15 cm nad ziemią, nie zacienionym czujnikiem.


Dyskusja wyników

Temperatura i wilgotność:
Czujnik temperatury i wilgotności mierzonej na wysokości 1,5 m był umieszczony w cieniu. Natomiast pomiar temperatury na wysokości 15 cm był prowadzony w naturalnych warunkach miejsca obserwacji, czyli w dużym nasłonecznieniu. Stąd wynikają tak znaczne różnice wysokości temperatury. Zarejestrowaliśmy wyraźny spadek temperatury wraz z początkiem zaćmienia (od 15°C o godzinie 15 do 13,7°C o godzinie 16.30). Niestety po fazie całkowitej temperatura nie wzrosła, gdyż Słońce znajdowało się już nisko nad horyzontem. Po zachodzie Słońca temperatura wynosiła 13,5°C, jest to średnia temperatura w ciągu nocy.

W wartościach wilgotności wpływ zaćmienia Słońca jest wyraźniejszy. Zanotowany został znaczny wzrost wilgotności od początku zaćmienia: o godzinie 15 - 96,2% zaś o 15.30 - 99,6%, a o 16 już 99,9% - a to jest wartość wilgotności, którą rejestrowaliśmy w nocy. Natomiast poprzedniego dnia wilgotność osiągnęła próg 99,9% w momencie zachodu Słońca o godzinie 17.

Pyranometr

Pyranometr

Pyranometr

Pyranometr

Promieniowanie całkowite:
Warunki pogodowe nie sprzyjały obserwacji zaćmienia. Zachmurzenie w ciągu dnia wahało się od 5/8 do 3/8. Przeważały rozbudowane cumulusy. Warunki pomiarów są uzależnione od stopnia zachmurzenia. Wartość promieniowania całkowitego zaczęła gwałtownie spadać od początku zaćmienia. Dlatego, że Słońce często było przesłaniane przez chmury, a ponadto było bardzo nisko, nie został uchwycony moment całkowitego zaćmienia.

Pyranometr

Pyranometr

Promieniowanie bezpośrednie:
Promieniowanie bezpośrednie może być mierzone jedynie przy odkrytej tarczy słonecznej. Dlatego znaczne zachmurzenie uniemożliwiało ciągłą rejestrację. Pomiary zostały rozpoczęte późnym rankiem, ponieważ długo utrzymywało się całkowite zachmurzenie nieba. Dodatkowo napotkaliśmy utrudnienia techniczne. Pomiar został zakłócony tuż przed fazą całkowitą, gdyż na tarczę słoneczną nasunęła się chmura.

Pyranometr

Pyranometr

Bilans promieniowania:
Wartości ujemne bilansu oznaczają, że wartość energii wypromieniowanej przez Ziemię jest znacznie wyższa, niż pochodzącej od Słońca. Wyniki ujemne są charakterystyczne dla nocy. W dniu zaćmienia Ziemia zaczęła szybciej oddawać energię, niż w dniu poprzednim. Spadek wartości bilansu promieniowania wyraźnie zaznaczył się w momencie początku zaćmienia.

Pyranometr

Pyranometr

I na koniec:

Pyranometr




Powrót na stronę o główną wyprawy "Madagaskar 2001"

Strona główna | O obserwatorium | Niebo - aktualności | Nasze obserwacje | Nasza galeria
Pokazy, odczyty | Plany | Kronika MOA | Konkursy | Pogoda | Linki | Nasze banery