Globalstrahlung
Syn. Insolation (von engl. incoming solar radiation), engl. auch global/sky radiation, franz. rayonnement (solaire) global; die bei der photogrammetrischen Aufnahme von Satellitenbild und Luftbildern wirksame Beleuchtung der Erdoberfläche als Summe der gerichteten (direkten) Sonnenstrahlung (Q) und der durch Absorption und Streuung in der Atmosphäre entstehenden diffusen Himmelsstrahlung (q).
DIN 18716 definiert den Begriff knapp als "Summe der direkten Sonnenstrahlung und der diffusen Himmelsstrahlung".
Um die mit dem Begriff bezeichnete Energie zu bestimmen, beginnt man mit dem Strahlungsangebot außerhalb der Atmosphäre. Die sog. Solarkonstante gibt die Strahlungsleistung an, die außerhalb der Erdatmosphäre senkrecht auf eine Fläche trifft. Ihr Wert liegt bei etwa 1,35 kW/m². 90% dieser Solarstrahlung liegt im Bereich des sichtbaren Lichts (Tageslicht) und des nahen Infrarots.
Auf dem Weg durch die Atmosphäre bis zur Erdoberfläche gehen 53 % der Solarleistung verloren. Die verbleibenden 47 % setzen sich zusammen aus direkter Solarstrahlung und diffuser Himmelsstrahlung, die Summe beider Komponenten wird als Globalstrahlung bezeichnet. Sie unterliegt starken regionalen Unterschieden, da die diffuse Reflexion und selektive Absorption von der Ausprägung unterschiedlicher Faktoren gesteuert wird. Wesentliche Parameter sind die breitenabhängige Länge des Strahlungsweges, der unterschiedliche Gehalt an Wasserdampf und Aerosol in der Atmosphäre sowie der wechselnde Bewölkungsgrad.
Obwohl sich beide Komponenten mit atmosphärischen Bedingungen und Bewölkung stark ändern, ist das Spektrum ihrer Summe für wolkenfreien und bewölkten Himmel relativ konstant.
Seit den 1980er Jahren existieren Verfahren zur Ableitung der Globalstrahlung aus Beobachtungen von geostationären oder polar-umlaufenden Satelliten. Der bestimmende Faktor der Globalstrahlung ist die Bewölkung; letztere kann unter Tageslichtbedingungen gut vom Satelliten beobachtet werden. Weitere Faktoren, die die Globalstrahlung beeinflussen, sind der Wasserdampfgehalt und die Art und Menge an Aerosol. Informationen dazu werden üblicherweise aus externen Quelle, z. B. aus Klimatologien oder Reanalysen, verwendet.
Die Genauigkeit der aus Satellitendaten abgeleiteten Globalstrahlung wird mittels Vergleich zu Referenzbeobachtungen am Boden bestimmt. Im Monatsmittel ergibt sich eine Genauigkeit von ca. 5 W/m², für Tagesmittelwerte der Globalstrahlung werden Genauigkeiten von ca. 15 W/m² erreicht. Der große Vorteil der satelliten-basierten Globalstrahlungsdaten liegt in der umfassenden räumlichen Abdeckung und der konsistenten Erfassung der Daten. Satelliten-gestützte Globalstrahlungsdaten liegen mit Beginn der operationellen Satellitenbeobachtungen von 1982 vor; die zur Verfügung stehende Zeitreihe umfasst also mittlerweile einen Zeitraum von mehr als 30 Jahren. (DWD)
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Globaler Wandel
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