Original paper

Spectral variation of the solar radiation during an eclipse

Koepke, Peter; Reuder, Joachim; Schween, Jan

Meteorologische Zeitschrift Vol. 10 No. 3 (2001), p. 179 - 186

published: May 1, 2001

DOI: 10.1127/0941-2948/2001/0010-0179

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Abstract

The time dependent variation of the spectral extraterrestrial solar flux is modelled for the conditions during a total eclipse. These data are used to calculate irradiance and actinic flux at the Earth’s surface for atmospheric conditions of August 11, 1999 at Weihenstephan. These results are compared with measurements. It is shown, that the spectral composition of solar radiation varies during the eclipse, since solar limb darkening has a spectral dependence. The solar radiation differs from that of a hypothetical sun without limb darkening by up to 30% in the near IR at 1500 nm and 60% in the UV-B at 310 nm. As shown by a comparison of modelling and measurements, this spectral variation has to be taken into account for modelling of UV radiative quantities in the atmosphere and resulting photochemical processes. The effect of broken cloudiness on irradiance and actinic flux and its dependency on wavelength and receiver geometry is explained. Der Verlauf der spektralen extraterrestrischen solaren Strahlung wÄhrend einer Sonnenfinsternis wurde berechnet. Basierend auf diesen Daten, unter BerÜcksichtigung der atmosphÄrischen Bedingungen am 11. August 1999 in Weihenstephan, wurden Globalstrahlung und Aktinischer Fluss am Boden modelliert und mit Messwerten verglichen. Die spektrale Zusammensetzung der Strahlung Ändert sich wÄhrend einer Sonnenfinsternis, bedingt durch die wellenlÄngenabhÄngige Randverdunklung der Sonne. Im Vergleich zu einer hypothetischen Sonne ohne Randverdunklung ist die solare Strahlung im nahen IR um bis zu 30% gemindert und im UVB bei 310 nm um bis zu 60%. Diese spektralen Änderungen sollten bei der Modellierung von Strahlung, z.B. fÜr photochemische Prozesse berÜcksichtigt werden. Dies wurde durch Messung und Modellierung gezeigt. Der Einfluss von Wolken auf gemessene Werte von Globalstrahlung und Aktinischem Fluss wurde untersucht und erklÄrt.