Andelen diffus og direkte solstråling av totalstrålingen avhenger av solhøyden og breddegrad på stedet man befinner seg. Et estimat av globalstrålingen, IGS , på et gitt tidspunkt på dagen kan finnes hvis man kjenner globalstrålingen når sola står høyest på himmelen IGSmax, t er timer etter soloppgang og N er daglengden
\(I_{GS}=I_{GSmax}\sin \frac{\pi t}{N}\)
Ved å integrere denne ligningen får man globalstrålingen på en dag:
\(\int\limits_0^n I_{GS} dt=2 \cdot I_{GSmax}\int\limits_0^\frac{\pi}{2}\sin\frac{\pi t}{n}=\frac{2n}{\pi}I_{GSmax}\)
n er total tid fra soloppgang til solnedgang
For eksempel hvis IGSmax er 900 Wm-2 , n= 16 og t= 58·103 s blir total globalstråling 33 MJ m-2.
Globalstråling = direkte solstråling + diffus kortbølget stråling (himmelstråling og skystråling).
Globalstrålingen måles med et pyranometer (300-3000 nm) eller solarimeter
Himmelstrålingen er en diffus stråling med annen spektralfordeling enn direkte solstråling. Er det overskyet er det ingen direkte solstråling, men man får skystråling fra skyene. Det direkte sollyset vil igjennom skyene bli spredt, reflektert og absorbert slik at skystrålingen vil på samme måte som himmestrålingen få en annen spektralfordeling enn det direkte sollyset. Et 100 m tykt skylag vil redusere solstrålingen med ca. 50 % og er skylaget 1000 m tykt slipper bare ca. 10 % av solstrålingen igjennom.
Total stråling = global stråling + langbølget termisk stråling (> 3000 nm)
Transmisjonen gjennom atmosfæren er en funksjon av tykkelsen på luftmassen og varierer med høyde over havet og solvinkelen. Strålingsfluksen på en overflate avhenger av orienteringen av overflaten i forhold til strålingsretningen ifølge Lamberts cosinuslov.
Ozon, vanndamp, karbondioksid og andre drivhusgasser vil absorbere varmestråling utsendt fra jorda. Himmelen er en viktig kilde til langbølget stråling utsendt bl.a. fra vanndamp og karbondioksid i atmosfæren.
Det vi derfinerer som fotosyntetisk aktiv stråling (PAR= photosynthetic active radiation) fra 400-700 nm kan måles med en Li-Cor kvantesensor. Li-Cor setter relativ følsomhet for måleren ved 700 nm (171 kJ mol-1) lik 1. Ved 400 nm (299.3 kJ mol-1) blir følsomheten 171/299.3= 0.57. Ved bølgelengder lenger enn 700 nm absorberer klorofyll i liten grad. Selv om klorofyll kan absorbere UV-lys kommer det ikke lys gjennom epidermis med kortere bølgelengde enn 400 nm. Derfor brukes vinduet 400-700 nm når man måler lys som deltar i fotosyntesen. Spres sollyset av luftmolekyler med diameter mindre enn bølgelengden til lyset kalles dette Rayleigh spredning, og denne er proporsjonal med 1/λ4. Siden rødt lys har lenger bølgelengde enn blått forklarer dette hvorfor himmelen er blå om dagen, og rød ved solnedgang. Blått lys spres mer enn rødt. Lys spredd av partikler, støv, vanndråper etc. kalles Mie spredning, og denne er proporsjonal med 1/λ.
Albedo til jordoverflaten er forholdet mellom reflektert globalstråling og innkommet globalstråling som treffer jordoverflaten.
Det er en direkte sammenheng mellom emmisjon og absorpsjon (Kirchhoffs lov) som sier at et objekt som sender ut sterk stråling ved en bølgelengde også absorberer sterkt ved den samme bølgelengden. Det objektet som absorberer og sender ut stråling mest effektivt er det svarte legeme, og strålingen som sendes ut fra dette er kontinuerlig og avhenger bare av temperaturen til det svarte legeme. Overflatetemperaturen påvirker ikke bare energiutsendelsen uttrykt som watt per kvadratmeter, men også spektralfordelingen av det utsendte lyset. Gjennomsiktige eller sterkt reflekterende objekter absorberer og emitterer stråling dårlig. Ved relativt lav temperatur er det bare infrarød stråling som sendes ut. Ved økende temperatur blir objektet mørkerødt og til slutt hvitt. Denne skiftingen mot kortere bølgelengde med økende temperatur beskrives av Wiens forskyvningslov.
Plancks strålingsfordelingsformel angir fordelingen av fotoner som treffer jordoverflaten og angir emmisjonen fra et svart legeme med emmisivitet ε=1. Denne uttrykker spektralfordelingen av strålingen av et svart legeme som funksjon av bølgelengde og temperatur.....
Teksten er hentet fra Økologi