Czas trwania nasłonecznienia lub czas trwania efektywnego nasłonecznienia jest wskaźnikiem klimatycznym , który mierzy czasowy czas, w którym miejsce, miejsce jest poddawane skutecznemu nasłonecznieniu, to znaczy poddawane jest promieniowaniu słonecznemu wystarczająco silnemu i silnemu, aby wytworzyć wyraźne cienie. Wskaźnik ten jest bezpośrednio związany z mgławicą , częścią nieba zakrytą chmurami, danego miejsca lub miejsca i nie należy go mylić ze światłem słonecznym, które wyraża ilość energii otrzymanej przez promieniowanie słoneczne na danym obszarze oraz przez pewien okres. Czas nasłonecznienia jest zazwyczaj wyrażany jako średnia liczba godzin w roku lub średnia godzin w ciągu dnia.
Wskaźnik ten można wykorzystać jako punkt odniesienia do oceny częstotliwości „dobrej pogody”, tak jak jest to ogólnie rozumiane na Zachodzie. Tak więc czas nasłonecznienia ma strategiczne znaczenie dla niektórych sektorów gospodarki, takich jak turystyka, ponieważ słoneczne regiony są uważane za atrakcyjne ( heliotropizm ), przynajmniej wtedy, gdy czas nasłonecznienia pozostaje umiarkowany, ponieważ powyżej pewnego progu obserwujemy zjawisko odwrotne, „negatywny heliotropizm”, który przejawia się mniej lub bardziej wyraźną tendencją do odpychania turystów, a niekiedy nawet lokalnych mieszkańców, gdy zbyt długiemu nasłonecznieniu towarzyszą nadmierne temperatury, co bardzo często ma miejsce w najbardziej promienistych rejonach planety .
„Normalny” rok to 8 760 godzin . Długość dni letnich rekompensowana jest krótkością dni zimowych, w dowolnym miejscu na kuli ziemskiej połowa tego czasu odpowiada dzień, a druga połowa nocy. W konsekwencji, teoretyczny maksymalny czas nasłonecznienia, oczywiście przy całkowitym braku jakiegokolwiek czynnika, który mógłby spowodować nieskuteczność udaru słonecznego, wynosi 4380 godzin rocznie. Oczywiście ta ekstremalna wartość maksymalna zakładałaby atmosferę absolutnej czystości, ale obecność elementów meteorologicznych i klimatycznych oznacza, że efektywne nasłonecznienie jest systematycznie krótsze niż w ciągu dnia.
Czas słońca mierzy się najczęściej za pomocą heliograf który wykorzystuje soczewkę optyczną od szkła w kształcie litery dziedzinie . Ten przyrząd optyczny umożliwia rejestrację czasu, w którym promieniowanie słoneczne ma wystarczającą intensywność, aby wytworzyć oczywiste cienie , co rzeczywiście odpowiada początkowej definicji tego wskaźnika klimatycznego. Urządzenia te istnieją w kilku modelach, z których najsłynniejszy to heliograf Jordana wynaleziony w 1888 r. Oraz heliograf Campbella-Stokesa wynaleziony w 1853 r., A następnie zmodyfikowany w 1879 r. Pierwszy jest przestarzały, podczas gdy drugi jest uważany za heliograf referencyjny, ponieważ jest zalecany i używany przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO) od 1962 r., ponieważ jest bardziej wydajny.
W 2003 r. OMM sprecyzowała definicję czasu trwania nasłonecznienia: odpowiada on okresowi, w którym bezpośrednie lub nierozproszone promieniowanie słoneczne ma intensywność ściśle większą niż 120 W / m². Zatem poniżej tego progu heliograf uważa, że promieniowanie słoneczne ma niewystarczającą intensywność, aby nasłonecznienie było skuteczne.
Czas nasłonecznienia różni się w zależności od regionu w zależności od czynników geograficznych, takich jak szerokość, długość i wysokość nad poziomem morza, a także od warunków klimatycznych, takich jak zachmurzenie lub opady. Jak widać na mapie nasłonecznienia, geograficzne rozmieszczenie czasu nasłonecznienia jest bardzo zróżnicowane w stosunku do ekstremalnego minimum i maksimum.
Tak więc średni roczny czas nasłonecznienia wynosi na przykład około 1200 godzin rocznie w Ballycastle (Irlandia Północna), 1600 godzin w Libreville (Gabon), 2000 godzin w Melbourne (Australia), 2400 godzin w Addis Abebie (Etiopia), 2800 h w Marsylii (Francja), 3200 h w Pretorii (RPA), 3600 h w Phoenix (Arizona) i 4000 h w Adrar (Algieria).
Upraszczając, czas trwania nasłonecznienia mniej lub bardziej ściśle odpowiada ogólnemu rozkładowi geograficznemu z tendencją do stref, to znaczy zgodnie z szerokością geograficzną, ale rozkład w dokładnej skali pozostaje znacznie bardziej złożony. Mapy zachmurzenia znajdujące się obok z łatwością pokazują związek między tymi dwoma zjawiskami: czas trwania nasłonecznienia na pierwszej mapie jest odwrotnie proporcjonalny do zachmurzenia. Im bardziej ciemnoniebieski idziemy na mapie zachmurzenia, tym słabsze jest zachmurzenie i tym dłuższy jest czas nasłonecznienia na drugiej mapie; odwrotnie, im bardziej zbliżasz się do ciemnoczerwonego, tym większe zachmurzenie i krótszy czas nasłonecznienia.
Zatem wbrew powszechnemu przekonaniu, że brzeg Morza Śródziemnego i wyspy tropikalne są regionami wiecznej „dobrej pogody”, tak nie jest: słońce znacznie częściej świeci np. Na Saharze - kraju słońca przez doskonałość - tylko na Lazurowym Wybrzeżu , w Hiszpanii czy na Antylach , regionach, w których średnie zachmurzenie jest znacznie większe. Ponadto, jeśli absolutne maksima występują systematycznie na tropikalnych i subtropikalnych pustyniach, trudniej jest określić absolutne minima.
Maksymalne wartości czasu nasłonecznienia są zapisywane w tak zwanym żargonie dotyczącym energii słonecznej - „pasami słonecznymi” Ziemi. Te pasy słoneczne to głównie regiony pustynne położone na szerokościach koniowatych - w przybliżeniu między 15 ° a 35 ° N i S - gdzie na średnie roczne zachmurzenie wpływa subtropikalny pas wysokiego ciśnienia, lepiej znany jako grzbiet podzwrotnikowy . Proces adiabatyczny, który ma tendencję do zachodzenia tam w sposób ciągły, tworzy suchy klimat, w którym pokrywa chmur jest znacznie zmniejszona, a część nieba pokryta chmurami jest minimalna, stąd prawie niezmienność czystego nieba. Zatem poza okresami burz piaskowych lub pyłowych , które mogą ograniczać widoczność w określonych znanych porach roku, słońce świeci tam bardzo regularnie.
Średni roczny czas nasłonecznienia waha się w tych regionach między 3600 a 4000 godzin lub nadzwyczajną średnią dzienną wynoszącą 10 do 11 godzin. Zgodnie z World Sunshine Chart, sporządzoną przez Służbę Meteorologiczną Stanów Zjednoczonych , tylko trzy regiony na świecie charakteryzują się średnim rocznym czasem nasłonecznienia przy tych wartościach: Afryka Saharyjska i Półwysep Synaj ; Półwysep Arabski i gorące pustynie Syrii i Iraku ; wielkie południe państwa Izrael ; gorące pustynie Iranu , Indii , Afganistanu i Pakistanu ; części Kalifornii , Nevady , Arizony , Teksasu i Meksyku ; Pustynia Atacama w Ameryce Południowej; południowo-zachodni Madagaskar i większość południowej Afryki ; Republika Dżibuti i północnej Somalii ; wnętrze Australii .
W niektórych krajach rosną one jeszcze wyżej - do 4300 godzin na pustyni Libii , w sercu wschodniej Sahary, prawie 11 godzin i 45 godzin dziennie, co stanowi 97% okresu dziennego. W tym pustynnym regionie słońce jest zasłonięte chmurami przez mniej niż 100 godzin w roku. Absolutny rekord świata w tej kwestii należy do afrykańskich miast Wadi Halfa (Sudan) i Asuan (Egipt).
W znacznie większej skali Europa Południowa ze swoim dorzeczem Morza Śródziemnego jest z tego punktu widzenia dość uprzywilejowana, z maksymalnymi średnimi wynoszącymi od 2700 do 3000 godzin rocznie i trochę więcej, ale w znacznie mniejszym stopniu w porównaniu z poprzednimi wymienionymi regionami. .
Minimalne wartości nasłonecznienia odnotowuje się w równikowych strefach leśnych - Amazonii w Ameryce Południowej; z Gwinei lasy Afryki Zachodniej i dorzecza Konga w Afryce, a także południowe Indie - jak również w regionach deszczowe tych szerokościach umiarkowanych północnej Europie , północnej Ameryce , północnej . Indie Rosja i całej Azji Wschodniej ( Chiny , Korea itp.).
Pod tym względem najmniej uprzywilejowane wydają się regiony oceaniczne subpolarne, zwykle położone między 50 ° a 65 ° szerokości geograficznej na każdej półkuli. Mają najkrótszy czas nasłonecznienia w skali roku, ponieważ regiony te są narażone na przechodzenie obniżeń charakterystycznych dla tych szerokości geograficznych, gdzie bliskość oceanów sprzyja zachmurzeniu. Średni roczny czas nasłonecznienia na ogół waha się w tych regionach od 1200 do 1600 godzin , zła średnia wynosi 3 godziny 20 o 4 rano 20. Bardzo często średnia roczna wynosi około 1000 godzin , aw miejscach mniej nasłonecznionych może spaść. znacznie niższa: na przykład średnia wynosi 640 godzin rocznie na wyspie Campbell w Nowej Zelandii , co jest z pewnością jedną z najniższych wartości na Ziemi, prawie 1 godzinę 45 minut dziennie, co stanowi zaledwie 15% okresu dziennego . W Norwegii w Bergen jest średnio tylko 1187 godzin rocznie . Inne obszary o silnie oceanicznym klimacie i położone na obszarach, gdzie często występują mgły i mgły, korzystają z krótkich okresów nasłonecznienia, niezależnie od tego, czy są one umiarkowane, subpolarne czy inne. Tak więc Europa Zachodnia, z wyjątkiem basenu Morza Śródziemnego, notuje roczne wartości między 1500 a 2000 godzin w większości, podobnie jak duża część Kanady i Rosji .
Niemniej jednak niskie wartości roczne występują nie tylko na dużych szerokościach geograficznych, znanych jako mgławice, ale także w regionach najbardziej równikowych. Drugie minima, nieco mniej zaakcentowane niż pierwsze, znajdują się głównie w regionach równikowych i podrównikowych, które charakteryzują się całkowitym brakiem pory suchej lub słabością czasu jej trwania i / lub jej intensywności. Dlatego cyrkulacja atmosferyczna silnie sprzyja zachmurzeniu w paśmie równikowym. Tak więc po obu stronach równika, w przybliżeniu na obszarach leśnych położonych między 8 ° szerokościami geograficznymi każdej półkuli, średni roczny czas trwania udaru słonecznego jest bardzo krótki, a wartości utrzymują się między 1500 a 2000 godzin . Te dane są bardzo teoretyczne, ponieważ istnieje wiele wyjątków, zwłaszcza w Afryce. Główne regiony, których to dotyczy, to oczywiście lasy deszczowe Amazonii w Ameryce Południowej, a także las gwinejski w Afryce Zachodniej i dorzecze Konga w Afryce równikowej. Na przykład 1700 godzin rocznie odnotowuje się w Duali w Kamerunie, 1600 godzin w Monrowii w Liberii, a nawet prawie 1100 godzin rocznie w Malabo w Gwinei Równikowej , co jest najniższą wartością na kontynencie afrykańskim. Należy również wiedzieć, że nawet na poziomie szerokościach geograficznych, gdzie normalnie spotyka się duże obszary pustyni świata, czas na słońcu może być niezwykłe, na przykład: w Chengdu w Chinach, znajduje się na 30 th równoległe Północnym odpowiada tym samym szerokościom geograficznym co północne obrzeża Sahary, a na Półwyspie Arabskim średnio rejestruje się mniej niż 1100 godzin rocznie. Powszechne przekonanie nie jest zgodne z faktami: gorący klimat w żaden sposób nie jest synonimem długiego nasłonecznienia, ponieważ w czystych i gęstych lasach równikowych słońce świeci równie rzadko lub nawet rzadziej niż w niektórych regionach.