Radiation solaire et ensoleillement

[tudgur]

Bonjour,

Wswin me permet de calculer l'ensoleillement à partir de la sonde solaire de la VP2.

Mais quelque chose me parait anormal...

La journée d'hier a été ensoleillée du matin au soir, sans un seul nuage.

Sur le graphique ci-dessous, on peut voir la courbe de radiation solaire qui présente une certaine symétrie par rapport à un axe vertical et l'ensoleillement qui en résulte (en orange) mesuré toutes les minutes.

Pourquoi n'y a-t-il pas symétrie de l'ensoleillement ???

lever du soleil : 5h48

1ère min de soleil : 6h10 soient 22 minutes après le lever (radiation solaire de 43 W/m2)

dernière minute de soleil : 17h39

coucher du soleil : 18h54 soient 75 minutes avant le coucher ! (radiation solaire de 137 W/m2)

Est-ce normal, pourquoi cette différence ?

L'ensoleillement de la journée a été de 11.50 h, calculé avec WsWin mais 12.28 h calculé avec le fichier Excel Xaria

S'il y avait symétrie pour la radiation et l'ensoleillement, la dernière minute d'ensoleillement devrait être comptée jusqu'à 22 minutes avant le coucher, c'est à dire 53 minutes de soleil de plus, ce qui conduirait à un total de 12.45 h, beaucoup plus proche du calcul du fichier Excel...

Auriez-vous une explication ?

Pour comparaison, le graphique d'hier de meteo-fille (le paramétrage de Wswin est le même) où il y a symétrie :

[Boudu34]

-

Salut Tudgur.

C'est bien ça que tu veux dire sur tes deux courbes, nettoyées ici pour qu'elles soient plus lisibles, et (à peu près) superposées ?

Si oui, je pense que c'est un pb d'orientation du capteur.

J'y ai travaillé quelques années en 80, mais j'avais une courbe des radiations qui était légèrement décalée à l'inverse de la tienne : Inférieure le matin où les IR passent plus mal que le visible et supérieure le soir ou ils dépassaient la fin de l'illumination de quelques minutes.

J'avais en partie résolu le pb en mettant mon capteur en poursuite du soleil face à lui, du lever le matin où il attendait le soleil sur l'horizon, se redressait progressivement pour atteindre le zénith vers midi, et redescendait le soir jusqu'à sa disparition (pour revenir à l'Est, et attendre le lever du lendemain).

Je crois avoir lu que les sondes actuelles sont verticales et fixes. Les IR n'y arrivent peut-être pas aussi bien ?

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[tudgur]

Salut Boudu34

Tu ne te serais pas trompé ?

Orange : radiation et ensoleillement de Fillé

Bleu : radiation et ensoleillement de Plougueneau

Le décalage est normal, le soleil se lève 18 minutes plus tôt à Fillé.

Merci pour tes explications.

Je ne pense pas qu'il y ait un problème d'orientation, nous sommes plusieurs dans ce cas ici (près de la côte).

Je pensais n'avoir aucune réponse et j'allais supprimer mon post...

Ce que j'ai tenté ce matin :

A 17h43, je n'avais plus de soleil. J'ai donc, sur un PC de tests, augmenté la radiation à partir de cette heure là.

En rajoutant 2 W/m2 à 17h43, du soleil est compté !

Je pense donc que le problème est tout simplement là.

Cette baisse de quelques W/m2 serait simplement due à l'humidité ambiante en bord de mer, créant un voile imperceptible à l’œil.

Les ombres sont pourtant parfaitement nettes.

Sans doute que l'atmosphère est plus "nette" au lever qu'au coucher du soleil, ce que j'avais déjà imaginé il y a longtemps...

Peut-être faudrait-il un réglage encore plus poussé de Wswin. (Je ne sais pas comment utiliser le fichier de jackT pour qu'il me calcule l'ensoleillement toutes les 5 minutes...)

Je vais aussi demander son fichier .DAT à Greg (de Fillé) histoire de comparer les valeurs de radiation...

Mais un seuil reste un seuil !

[Boudu34]

-

Ok, excuse-moi, je n'avais pas compris qu'il s'agissait de 2 stations différentes.

Dans ce cas, ton hypothèse de "brume" est valable. Ici aussi, quand on a du "marin" la transparence est meilleure le matin que le soir.

Les IR sont beaucoup plus filtrés.

Pour Wswin, jamais pratiqué, donc je ne te dirais pas !

-

[mm91]

Dans mon étude sur la mesure d'ensoleillement avec le logiciel Wswin32, j'ai récemment rajouté un commentaire concernant les mesures avec un capteur à surface horizontale (Davis ou autres).

Ce commentaire explique l'imprécision d'un tel capteur quand il est couplé avec Wswin32 et confirmerait l'explication que vous donnez ci-dessus:

quand le soleil est bas sur l'horizon (lever, coucher), la mesure est imprécise, et donc le résultat très variable avec la moindre absorption atmosphérique car le signal du capteur est trop faible.

Voici ce commentaire:

Remarque sur la mesure avec un pyranomètre à surface horizontale (Davis ou autres)

Le pyranomètre Davis donne directement des watts / m², Wswin32 pourrait donc directement utiliser ces valeurs pour enregistrer les heures d'ensoleillement (en fixant simplement un seuil, par exemple à 120 watts / m²)

Mais ceci ne permettrait pas de mesurer la couverture nuageuse avec un soleil bas sur l'horizon.

Pour ce faire Wswin32 se réfère à l'ensoleillement théorique maximum possible (hors nuage), à chaque instant, et a chaque point du globe, par un calcul connaissant la position GPS (qu'on lui a entré dans "Météo / Emplacement").

Pour mesurer directement des watts / m² (un pyranomètre mesure des watts) Davis utilise un capteur horizontal.

Ceci a l'inconvénient que le capteur ne délivre qu'un signal très faible quand le soleil est prés de l'horizon (et en hiver notamment).

Alors que Wswin32 pourrait le faire précisément par le calcul avec un pyranomètre global (surface hémisphérique mesurant des watts).

Je pense que Wswin32 converti les watts / m² en watts (ou équivalent), il en a besoin pour la mesure de la couverture nuageuse, puis les re-converti en Watts / m² (avec la position GPS) pour les calculs de durées d'ensoleillement.

Cette double conversion est malheureusement source d'erreurs, notamment, comme dit précédemment, pour un soleil bas sur l'horizon (faible signal délivré par la sonde horizontale).

Je pense d'ailleurs que c'est ce qui provoque le défaut de linéarité constaté, près des seuils, sur les courbes, par certains utilisateurs (courbes "en cloche").

D'où, à mon avis la difficulté de n'obtenir des bons résultats qu'avec une longue expérience et en entrant les bons coefficient et les bonnes corrections.

A titre d'exemple, mon système par différence de température possède un capteur hémisphérique; il reçoit donc une puissance proportionnellement plus élevée (par rapport au Davis) pour un soleil bas sur l'horizon.

De plus je pense que dans ce cas Wswin32 n'a pas besoin de faire une double conversion.

Mais je m'empresse de dire que ce système présente d'autres inconvénients:

non linéarité avec la puissance solaire par exemple (saturation vers les puissances élevées).

texte extrait de mon site:

(http://michel.mo.pagesperso-orange.fr/ensoleillement/1_generalites.htm )

à la fin de cette page:

http://michel.mo.pagesperso-orange.fr/ensoleillement/4_resultats_obtenus.htm

[Boudu34]

-

Merci, Michel, de tes explications, mais ne pense-tu pas que l'idéal, c'est le capteur bien face au soleil, et surtout qui le poursuit toute la journée, comme ce que j'avais fait dans les années 80, avec mon système bi-motorisé et un jeu de 9 photo-transistors qui lui permettait d'être toujours au "centre" de la fenêtre ?

-

[mm91]

Oui boudu34 mais ton capteur mesure des watts (que l'on peut convertir en w/m² si l'on connaît l'heure et surtout la position géographique exacte de la station, comme le fait Wswin32) et Davis veut mesurer de w/m² (sans connaître la position géographique de la station).

Son capteur horizontal permet de le faire directement.

La question de Tudgur ne se rapporte pas uniquement à la mesure d'une puissance solaire par un capteur (Davis ou autre), mais à la combinaison "capteur Davis – Wswin32".

(c'est pour cela qu'il a posé aussi sa question sur le forum Wswin32)

Mais le problème est complexe (et pas très bien défini):

en effet, le choix de définir un seuil d'ensoleillement en w/m² (comme le fait MF par exemple) est tout à fait contestable ! (1)

Prenons l'exemple d'une journée de 12 heures où le ciel est resté entièrement bleu et dégagé, sans aucun nuage;

n'importe qui te dira qu'il y a eu 12 heures d'ensoleillement et à mon avis il aura raison !

Or si l'on compte l'ensoleillement à partir d'un seuil en w/m² (120 par exemple), près du lever et près du coucher (soleil près de l'horizontal), ce seuil est loin d'être atteint et MF (et d'autres…) ne mesureront (par exemple) que 11h30 d'ensoleillement (ce qui en un an peut faire pas mal de différence !)

De la même façon, près des pôles, il y a une période de l'année où le soleil reste très bas sur l'horizon (seuil inférieur à 120 w/m², donc non ensoleillée pour MF) et qui peut être entièrement ensoleillée !

Prenons le problème autrement:

Un belle journée d'hiver, le soleil se lève dans un ciel entièrement bleu, sans aucun nuage, les ombres sont parfaitement nettes (et l'on porte des lunettes de soleil car le soleil sur l'horizon est encore plus gênant !)

Demande à ce moment-là à n'importe qui s'il fait soleil ?

on te prendra pour un fou !…

Alors que pour MF le seuil de 120 w/m² n'est pas encore atteint et qu'il ne fait donc pas soleil !

Le problème est même encore bien plus compliqué:

Dès que la mesure est faite en un lieu où le soleil ne se lève/couche pas à l'horizontal (vallée par exemple), comment défini-t-on la durée du jour et la durée d'ensoleillement ?

MF subit (et cède à !) des pressions commerciales énorme pour corriger les durée d'ensoleillement.

Par exemple quand elle dit que dans telle ville il y a 2000 heures de soleil par an.

si cette ville est dans une vallée, je suis sûr que l'on compte les heures de soleil avant qu'il ne débouche de (ou disparaisse derrière) la colline:

si la durée du "jour" est de 12 heures et que le ciel est resté entièrement bleu MF dira tout de même qu'il y a eu 12 heures de soleil alors que n'importe quel capteur (horizontal, hémisphérique ou à poursuite automatique) n'aura mesuré que 10 heures par exemple.

Ici j'ai la chance (2) d'être sur un plateau (début de la Beauce) libre d'obstacle, avec un soleil qui se lève/couche à l'horizontal pratiquement toute l'année.

Ca résout au moins ce problème !

J'ai essayé d'expliqué tout ça sur mon site, mais ce n'est pas facile!

voir: http://michel.mo.pagesperso-orange.fr/ensoleillement/1_generalites.htm

(1)

oui, je sais, si l'on veut faire des comparaisons avec les valeurs "officielles" on est obligé de prendre les même "normes"…

Mais ma station est expérimentale (c'est écrit sur ma page d'accueil)

Je préfère expérimenter, comprendre et expliquer pourquoi je ne mesure pas la même chose que MF (et tout est expliqué sur mon site).

(2)

ce n'es pas un hasard mais un choix !

J'ai quitté la vallée (de Chevreuse) par goût de l'espace, du vent, du soleil et de la vue illimitée (radio- amateur)…

(même si je préfèrerai habité dans un autre climat !…)

[tudgur]

Bonjour,

Je ne sais pas ce que comptabilise MF pour les stations de montagne, pour le tourisme...

Mais comment feraient-il pour rajouter de l'ensoleillement quand il n'y en a pas encore ou plus ?

Pour ma station de Serre Chevalier, la Davis avec Wswin à mesuré l'an dernier 2290h de soleil et 300 jours de soleil avec au moins 2h.

Il y a quelque temps, sur les panneaux d'entrée de Briançon, on pouvait lire : 300 jours de soleil par an et ici et là 2400 h de soleil par an.

Je n'en suis pas très loin et l'année 2014 ne fut pas (apparemment) une bonne année.

Si l'on comptait les heures de ciel bleu, le total serait tout autre !

Comme j'ai déjà eu l'occasion de le dire, en fonction de la date (les masques ne sont pas horizontaux, voir la webcam de mon site, orientée plein est)

le matin, il y a un décalage de 50 à 80 minutes entre le lever du soleil et la première minute d'ensoleillement comptabilisée.

Le soir, ce décalage va de 60 à 120 minutes entre la dernière minute comptabilisée et le coucher, c'est énorme !

Et des jours sans nuages, il y en a à Briançon...

L'an dernier, j'ai noté 110 jours avec ciel bleu le soir (et je n’étais pas toujours là pour les compter !) et sans doute autant le matin.

On dépasserait allègrement les 2400h...

[adri34]

Les 120 w/m2 c'est du direct. S'il n'y a pas de soleil même avec 300 w de diffus ça ne compte pas ! Mais ça sous estime surtout l'hiver. 120 w je ne comprends pas comment météo France arrive à publier des 0.96 de fraction solaire au lieu des 0.85 possibles avec cette méthode. C'est en effet assez étrange non ? Ou 0.70 avec une journée très nuageuse. J'ai bien lu tous les sujets d'ensoleillement avant de poster ici.

[claudez70]

Bonjour,

Je prends un peu le train en marche avec une question de Béotien;avant la VP2, j'avais une WS2500 avec un capteur de luminosité qui fournit donc des valeurs de luminosité en lux; avec un seuil d'ensoleillement fixé à partir de 20 Klux;

Quelle est la pertinence de cette mesure par rapport à un pyranomètre ? Je présume que celui ci est plus précis mais nécessite un paramétrage qui ,à vous lire, provoque quand même un débat (passionnant du reste).

Une mesure en lux parait plus "subjective" et plus simple;alors, quelle est l'avantage de l'une par rapport à l'autre ?

Cordialement

[adri34]

J'ai trouvé ça.

http://www.cactus2000.de/fr/unit/masslux.shtml

20000 lux = 29 w/m^2 à 555 nm de longueur d'onde, soit la lumière "jaune" du soleil.

c'est donc très peu. Alors soit c'est pas la bonne conversion soit ton principe d'ensoleillement est faux puisque 29 w c'est quasiment atteint tout le temps même l'hiver sous la pluie. Ça me.parait bizarre.

Nouvelle recherche cela est bien valable pour du vert jaune mais pour le rouge et le bleu c'est 50 lux pour 1 w/m^2 contre 683 lux pour le jaune vert. Donc en moyenne peut être tourne on a 200/300 lux pour 1 w/m^2.

Cela ferait toujours 66/100 w/m^2 ce qui est mieux mais pas assez. En été c'est atteint tout le temps même sous les nuages (300/400w). Je parle bien de rayonnement global.

Donc la luminosité n'est pas forcément la bonne solution pour mesurer de l'ensoleillement. C'est plutôt le pourcentage de la valeur mesurée par rapport à la valeur max théorique qui doit être prise en compte pour savoir à toute heure et tout moment de l'année s'il y a du soleil ou non. Le reste ne sont que des approches. On peut aussi affiner.

[jackT]

Une belle journée d'hiver, le soleil se lève dans un ciel entièrement bleu, sans aucun nuage, les ombres sont parfaitement nettes (et l'on porte des lunettes de soleil car le soleil sur l'horizon est encore plus gênant !)

Demande à ce moment-là à n'importe qui s'il fait soleil ?

on te prendra pour un fou !

Alors que pour MF le seuil de 120 w/m² n'est pas encore atteint et qu'il ne fait donc pas soleil !

Bonjour mm91,

Le seuil MF de 120 W/m2 concerne une mesure de rayonnement direct, et non global comme celui que mesure un capteur Davis.

Qu'est-ce qui te fait dire qu'un rayonnement direct est en dessous de 120 W/m2 juste après le lever du soleil ?

[adri34]

Il suffit de regarder les relevés météo France les jours secs et sans nuages avec 70 km de visibilité, je n'ai jamais vu plus de 0.97 de fraction solaire ! Il manque 0.03 qui représente en été environ 30 min. D'où le fait que ça ne capte pas tout. Pour l'hiver rares sont les jours totalement ensoleillés à plus de 0.95.

[ollpat]

Bonjour

J'avais ce graph pour les heures de soleil

Je suis en test sur Linux

J'ai un nouveau graph

que je retrouve sur Infoclimat

 

Theoretical max solar radiation ou Seuil d'ensoleillement théorique calculé

Je comprends que cette courbe représente le seuil minima pourquoi en anglais "max"?

Quelqu'un pourrait-il m'éclairer

 

 

 

 

 

[alsavosges]

Beau déterrage de topic (plus de 5 ans) 

[ollpat]

Oui, mais 🤔