Nú eru sólskinsstundir í Reykjavík mældar sjálfvirkt!
Þann 1. janúar 2021 var mæliaðferð sólskinsstunda breytt í Reykjavík, þ.e. mannaðar mælingar voru aflagðar og sjálfvirkar tóku yfir. Við breytingar á mæliaðferðum verða óumflýjanlega breytingar á mælingum. Í þessu tilviki eykst mælt sólskin í Reykjavík á ársgrundvelli að jafnaði um 2%, einkum vegna þess að mannaði mælirinn vanmat kvöldsólina að sumarlagi.
Mannaðar sólskinsstundamælingar
Sólskinsmælingar á Íslandi hófust í lok janúar 1911 þegar mælir var settur upp á Vífilsstöðum, nú í Garðabæ. Í Reykjavík hafa mælingar verið samfelldar frá árinu 1923, en frá árinu 1973 voru mælingar gerðar á þaki Veðurstofu Íslands. Á Akureyri hófust mælingar árið 1925. Að auki eru mannaðar mælingar gerðar á Haganesi við Mývatn. Mælingar voru áður gerðar á fleiri stöðvum en hafa nú verið aflagðar.
Sólskinsmælar mæla hvort að sólgeislun sé nægjanleg til að varpa skugga. Sólskinsstundamælingar hafa frá upphafi verið gerðar á sama hátt með svokölluðum Campbell-Stokes sólskinsstundamæli. Mælirinn samanstendur af glerkúlu (brennigleri) sem safnar sólgeislun í brennidepil sem brennir rák á blað sem komið er fyrir aftan við kúluna. Lengd sólskinstímabils er mælt sem lengd brenndrar rákar. Þar sem ferill sólarinnar á himni er breytilegur eftir árstíðum eru notuð sumar- og vetrarblöð sem eru af ólíkri lengd og lögun. Dæmi um tvö sólskinsstundablöð er að finna á mynd 2.
Mynd 2: Dæmi um sólskinsblöð frá Reykjavík. Sumarblaðið er frá 4. júní 2020 þegar sólskinsstundir mældust 15,4 klst en vetrarblaðið frá 6. febrúar 2020 þegar þær voru 2,4 klst. Ljósmynd: Guðrún Nína Petersen.
Mæliaðferðin er einföld og mælirinn krefst lítils viðhalds. Nokkrir þekktir gallar eru þó á henni:
- Fyrir góðar mælingar má ekkert skyggja á sólina, frá mæli séð
- Á þeim stöðum þar sem sólargangur er langur að sumri skyggir mælirinn á ákveðnum tíma dags sjálfur á sólina og því er í raun þörf á tveimur mælum sem vísa í sitt hvora áttina
- Blaðið brennur að jafnaði ekki nema þegar sólin er a.m.k. 3° yfir sjóndeildarhring
- Þegar bjart er með köflum brennir mælirinn meira af spjaldinu en sem samsvarar sólskinsköflum
- Pappírstegund/ástand blaðsins (þurrt/rakt) hefur áhrif á við hvaða geislunarstyrk blaðið brennur
- Aflestur er matskenndur, einkum þegar skiptist á sólskin og skýjað veður, við sólarupprás og sólsetur
- Ekki er hægt að rafvæða mælinn og skipta þarf um blað daglega, eftir sólsetur
Á Íslandi hefur aðeins verið notaður einn mælir á hverjum stað sem veldur því að á sumarkvöldum, þegar sólargangur er lengstur, getur mælirinn skyggt á sjálfan sig. Þannig er hætta á að fyrstu geislar að morgni og síðustu að kveldi mælist ekki. Slík vanmæling á sólskini var staðfest sumarið 1991, en þá var settur upp annar mælir á Veðurstofunni sem snéri þannig að sólskin skein óhindrað á hann eftir hádegi. Bornar voru saman sólskinsstundir eftir hádegi og fram eftir kvöldi fyrir júní og júlí og niðurstaðan að mestu munaði um kvöldsólina:
“Álykta má af þessum niðurstöðum, að mælarnir, sem nú eru notaðir, mæli umtalsvert færri sólskinsstundir en rétt er, yfir sumarmánuðina maí-júlí, og jafnvel lengur, og verður skjekkjan líklega því meir áberandi sem norðar dregur.” Veðráttan (1992)
Sjálfvirkar sólskinsstundamælingar
Árið 2006 var settur upp sjálfvirkur sólskinsstundamælir á þaki Veðurstofu Íslands, sjá mynd 3. Í sjálfvirkum sólskinsstundamælum er sólskin skilgreint sem mismunur á milli mælinga tveggja ljósnæmra nema, þar sem annar er í skugga inni í mælinum en hinn er opinn fyrir sólgeislun. Þegar munurinn er yfir þröskuldinum 120 W m-2, samkvæmt staðli Alþjóðaveðurfræðistofnunarinnar, telst sólgeislun nóg til að varpa skugga, þ.e. að það sé sólskin. Sólskinstundir eru því uppsafnað tímabil sólskins. Helstu gallar mælisins eru tengdir rekstri hans, en einkum þarf að gæta þess að vatnsgufa þéttist ekki inni í glersívalningi mælisins.
Mynd 3: Sjálfvirkur sólskinsstundamælir (Kipp & Zonen CSD) á þaki Veðurstofu Íslands, 4. júní 2020. Ljósmynd: Guðrún Nína Petersen.
Í dag eru sjálfvirkir sólskinsstundamælar á
fjórum stöðum á landinu: Í Reykjavík, á Akureyri, við Mývatn og á Höfn í
Hornafirði. Ítarlegri upplýsingar um sólskinsstundamælingar á Íslandi má finna
í skýrslu Guðrúnar Nínu Petersen
Samanburður á mönnuðum og sjálfvirkum mælingum
Mynd 4: Samanburður á mönnuðum og sjálfvirkum
sólskinsstundum, mánaðargildi (klst) fyrir tímabilið 2006–2020.
Mynd 4 sýnir samanburð á mánaðargildum mannaðra og sjálfvirkra sólskinsstunda í Reykjavík fyrir tímabilið 2006-2020. Mikil samfylgni er á milli mæliaðferða, varla nokkurn mun að sjá að vetrarlagi og aðferðirnar eru sammála um að oft er skýjað í júnímánuði. Mestan mun er að finna yfir sumarmánuðina en þá mælist fleiri sólskinsstundir með sjálfvirkru aðferðinni. Mestur var munurinn í júní 2019, eða 35 klst, en það var fjórði bjartasti júnímánuður frá upphafi mælinga. Á ársgrundvelli er munurinn að meðaltali 33 klst, eða 2% aukning í sólskinsstundum við skiptingu yfir í sjálfvirkar mælingar.
Skoða má þennan mun í meiri smáatriðum með því að skoða árstíða- og dægursveiflu hans eins og sýndur er á mynd 5. Athugið að hér er sýndur nálgaður sólartími, þ.e. sólin er hæst á lofti í kringum 12:30. Myndin sýnir skýrt að sjálfvirki mælirinn mælir lengra sólskinstímabil þegar sól er lágt á lofti, einkum rétt fyrir sólsetur að sumri. Aftur á móti mælist meira sólskin yfir hádaginn með mannaða mælinum. Hér má gera ráð fyrir að um ofmælingu að ræða. Yfir hádaginn þegar sól er hæst á lofti er mest hætta á að pappírinn haldi áfram að brenna þó þykk ský, s.s. bólstraský, skyggi tímabundið á sólina, þ.e. það sé skýjað með köflum. Að auki er engin ástæða fyrir því að sjálfvirki mælirinnn ætti að mæla verr yfir hádaginn en annars.
Mynd 5: Árstíða- og dægursveifla mismunar í
sólskinsstundum (mínútur), sjálfvirkar – mannaðar, fyrir tímabilið 2006–2020.
Athugið að sýndur er nálgaður sólartími, þ.e. sól er hæst á lofti í kringum
12:30.
Niðurstaða
Þegar breytt er um mæliaðferð má alltaf gera ráð fyrir að breytingar verði á mælingum. Mikilvægt er að vita hvaða breytingar verða og ástæður þeirra.
Þegar mannaðar sólskinssstundamælingar voru lagðar af í Reykjavík 1. janúar 2021 fjölgaði sólskinsstundum, mest yfir sumartímann og á ársgrundvelli um að meðaltali 2%. Ástæðan er einkum að sjálfvirki mælirinn getur mælt sólskin á tímum sem vitað var að var að mannaðar mælingar vanmældu.
