Säteilyn sironta eteenpäin häiritsee suoran auringonsäteilyn mittauksia

Ilmakehässä tapahtuva säteilyn sironta eteenpäin sotkee suoran auringonsäteilyn mittauksia: osa mitatusta säteilystä onkin sironnutta eikä suoraa säteilyä. Ilmatieteen laitoksella kehitettiin laskentamenetelmä, jolla eteenpäin sironnut säteily voidaan ottaa huomioon esimerkiksi sääennustusmalleissa.

Jääkiteet, pilvipisarat ja isot aerosolihiukkaset sirottavat huomattavan määrän auringonsäteilyä lähes eteenpäin. Eteenpäin sironnutta säteilyä ei voida erottaa mittauksissa suorasta säteilystä. Tällä on merkitystä, kun vertaillaan ilmakehämallien säteilylaskelmia säteilyhavaintoihin tai määritetään aerosolien optista paksuutta. Tieto on olennainen myös keskittävää aurinkovoimaa hyödyntävissä aurinkoenergiasovelluksissa.

Ilmatieteen laitoksella tutkittiin, miten sironneen säteilyn määrä riippuu ilmakehän pilvien ja aerosolien ominaisuuksista ja säteilyä mittaavan instrumentin näkökentän laajuudesta. Tutkimuksessa kehitettiin yksinkertainen laskentamenetelmä mitatun "suoran" säteilyn arvioimiseksi esim. sääennustusmalleissa.

Ilmatieteen laitos myös osallistui tutkimukseen, jossa Espanjassa Izanan observatoriolla vertailtiin kahta aerosolien optisen paksuuden mittauksissa yleisesti käytettyä instrumenttia (GAW-PFR ja AERONET-Cimel). Ilmatieteen laitoksella tehdyt laskelmat osoittavat, että erot instrumenttien näkökentän leveydessä voivat selittää suuren osan niiden mittauksista johdetun optisen paksuuden erosta tilanteissa, joissa mittauspaikan ylle kulkeutuu pölyä Saharasta.

Lisätietoja:

erikoistutkija Petri Räisänen, Ilmatieteen laitos, puh. 029 539 2224, petri.raisanen@fmi.fi

Räisänen, P. and A. V. Lindfors, 2019: On the computation of apparent direct solar radiation. J. Atmos. Sci., 76, 2761–2780, https://doi.org/10.1175/JAS-D-19-0030.1

Cuevas, E., Romero-Campos, P. M., Kouremeti, N., Kazadzis, S., Räisänen, P., García, R. D., Barreto, A., Guirado-Fuentes, C., Ramos, R., Toledano, C., Almansa, F., and Gröbner, J.: Aerosol optical depth comparison between GAW-PFR and AERONET-Cimel radiometers from long-term (2005–2015) 1 min synchronous measurements, Atmos. Meas. Tech., 12, 4309–4337, https://doi.org/10.5194/amt-12-4309-2019, 2019.