Mesure de l'ensoleillement et de la couverture nuageuse

[mm91]

La mesure de l’ensoleillement et de la couverture nuageuse:

Elle est possible assez facilement, même avec une station non équipée d’un capteur d’ensoleillement (si, si !),

Elle est surtout passionnante et indispensable comme paramètre météo.

Le logiciel Wswin32, grâce à une méthode assez géniale, est capable de fournir des résultats d’une étonnante précision.

Chaque fois que le sujet a été abordé dans les forums sur son paramétrage et son fonctionnement, il s’est souvent soldé par un constat d’incompréhension.

(dû principalement à la très mauvaise traduction de l’allemand vers l’anglais de son « Aide » par ailleurs très bien faite)

J’ai un peu « bossé » la question (depuis six mois quand même !) et vous livre mes résultats.

Il reste de grandes zones d’ombre (c’est le cas de le dire !) et ce document évoluera avec vos commentaires.

Ce n’est pas une bible, mais plutôt l’ouverture d’un débat.

Mesure de l'ensoleillement et de la couverture nuageuse

[krorica]

Bonsoir,

je viens de lire assez rapidement ton dossier, je n'ose pas imaginer le temps que tu as passé dessus /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">/emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">/emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20"> .

Celui ci est vraiment détaillé ; par contre je laisse les spécialistes /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">/emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20"> s'exprimer dessus.

[Soleil57]

Salut.

Très bon travail de recherche.

La valeur que tu ne trouve pas change t'elle en cours de journée ???

Je viens de regarder dans mes archives.

J'avais trouvé que sunintenscur était l'intensité théorique actuelle à l'instant T

et sunstart était l'intensité réelle actuelle au même instant T

Pas évident à démontrer car tout depend des valeurs rentrées dans les différentes cases pour le calcul (théorique) des infos qu'ils reçoient (ici des °F ou °C) en W/m²

Quand penses tu suivant ton suivi ???

[Karott]

Felicitations Michel pour cette recherche, cette realisation et ces explications fort interessantes!

Malheureusement je ne peux pas condamner ma temperature interieure pour des raisons personnelles.

Mais je garde cette idee en memoire

Karott

[tudgur]

Bravo pour ce travail et merci d'en faire profiter tout le monde !

[mm91]

Salut.

Très bon travail de recherche.

La valeur que tu ne trouve pas change t'elle en cours de journée ???

Je viens de regarder dans mes archives.

J'avais trouvé que sunintenscur était l'intensité théorique actuelle à l'instant T

et sunstart était l'intensité réelle actuelle au même instant T

Pas évident à démontrer car tout depend des valeurs rentrées dans les différentes cases pour le calcul (théorique) des infos qu'ils reçoient (ici des °F ou °C) en W/m²

Quand penses tu suivant ton suivi ???

Oui, ces deux valeurs changent en permanence.

Pour %sunintenscur%, pas de pb, je sais ce que c’est (je l'ai expliqué)

Pour %sunstart%, dans « custom_en.txt » elle est définie comme : « value for sun shine time »

Voici deux relevés à deux instants différents dans la période N°3

heure 8h41 9h47

w/m² théorique

sunintenscur 94w/m² 290w/m²

différence

de température

mesurée 32.7°F (0.39°C) 47.3°F (8.5°C)

soleil calculé 18% 80%

w/m² « pour calcul

durée d’ensoleillement »

sunstart 43w/m² 138w/m²

(autres réglages comme dans l'exemple de mon texte)

Cette valeur "sunstart" doit être un calcul intermédiaire fait avec tous ces paramètres.

Ce ne sont pas les w/m² actuel réel car le rapport 43/94 ne fait pas 18%.

Trouver comment est fait ce calcul permettrait de mieux comprendre le principe de fonctionnement.

[Soleil57]

Salut

Voila j'ai trouvé à quoi correspond cette valeur.

C'est la puissance calculé en fonction de la puissance théorique actuel multiplié par un facteur (39% chez moi mais j'ai pas trouvé a quoi ca correspond pour l'instant car j'ai débuté mes recherches à 10h00) pour atteindre ta valeur de 80% pour dire qu'il y a du soleil.

@+

[jackT]

C'est la puissance calculé en fonction de la puissance théorique actuel multiplié par un facteur (39% chez moi mais j'ai pas trouvé a quoi ca correspond pour l'instant car j'ai débuté mes recherches à 10h00) pour atteindre ta valeur de 80% pour dire qu'il y a du soleil.

La très complète description (merci Michel!) du système utilisé par Michel pour ses mesures de l'ensoleillement m'a fait découvrir que la logique du calcul par Wswin était un peu différente entre par exemple l'utilisation d'une sonde de différence de température (comme réalisée par Michel) et l'utilisation du pyranomètre de la Vantage Pro 2 :

En utilisant le pyranomètre de la Vantage, les champs de lever et coucher du soleil de la zone 4 sur l'image de Michel ne sont pas éditables, ansi que le champ "Valeur pour 100%" de la zone 8, et la logique semble être la suivante :

• une valeur du rayonnement solaire théorique est calculée et affichée - sur l'image ci-dessus 566 W/m2
• cette valeur, multipliée par le facteur du mois correspondant - 0.389 pour novembre -(zone 3) donne la valeur seuil théorique de l'ensoleillement - 220 W/m2 ici- : lorsque la valeur du rayonnement solaire mesurée est égale ou supérieur à ce seuil, il y a ensoleillement. (les facteurs varient de 0.388 à 0.394 selon les mois)
• selon la valeur de pourcentage considérée pour l'ensoleillement (premier champ de la zone 7) et réglée par défault à 85%, wswin calcule alors la valeur à 100% - par exemple sur l'image ci dessus, 220 w/m2 représente les 85%, wswin calcule et affiche dans la zone 9 la valeur à 100% (259 W/m2)
• Les autres pourcentages entrés dans la zone 7 determinent alors les seuils pour la détermination de la couverture nuageuse - le rayonnement solaire mesuré au moment de la capture de l'image était de 69 W/m2, correspondant à 27% et interprété commme "très nuageux".

Reste une inconnue pour moi : si la valeur théorique affichée - 566 W/m2 ici- est bien un rayonement solaire théorique, pourquoi 38 ou 39% de cette valeur est considérée comme seuil de l'ensoleillement? Cela est-il spécifique au pyranomètre de la Vantage qui ne mesure qu'une partie du rayonnement solaire?Cordialement

[Soleil57]

Moi j'ai la même chose que toi avec une sonde de T° trafiqué pour une WMR928.

Je n'ai pas coché l'option correction de la position soleil et j'ai pourtant l'application des même coef que toi.

Si tu regarde de plus près (a chaque enregistrement de tes valeurs) ce coef varie de 38.5% à 39.5% et ceux indépendemment des coef par mois.

Reste a trouver a quoi correspond ce coef !

[mm91]

La très complète description (merci Michel!) du système utilisé par Michel pour ses mesures de l'ensoleillement m'a fait découvrir que la logique du calcul par Wswin était un peu différente entre par exemple l'utilisation d'une sonde de différence de température (comme réalisée par Michel) et l'utilisation du pyranomètre de la Vantage Pro 2 :

En utilisant le pyranomètre de la Vantage, les champs de lever et coucher du soleil de la zone 4 sur l'image de Michel ne sont pas éditables, ansi que le champ "Valeur pour 100%" de la zone 8, et la logique semble être la suivante :

• une valeur du rayonnement solaire théorique est calculée et affichée - sur l'image ci-dessus 566 W/m2
• cette valeur, multipliée par le facteur du mois correspondant - 0.389 pour novembre -(zone 3) donne la valeur seuil théorique de l'ensoleillement - 220 W/m2 ici- : lorsque la valeur du rayonnement solaire mesurée est égale ou supérieur à ce seuil, il y a ensoleillement. (les facteurs varient de 0.388 à 0.394 selon les mois)
• selon la valeur de pourcentage considérée pour l'ensoleillement (premier champ de la zone 7) et réglée par défault à 85%, wswin calcule alors la valeur à 100% - par exemple sur l'image ci dessus, 220 w/m2 représente les 85%, wswin calcule et affiche dans la zone 9 la valeur à 100% (259 W/m2)
• Les autres pourcentages entrés dans la zone 7 determinent alors les seuils pour la détermination de la couverture nuageuse - le rayonnement solaire mesuré au moment de la capture de l'image était de 69 W/m2, correspondant à 27% et interprété commme "très nuageux".

Reste une inconnue pour moi : si la valeur théorique affichée - 566 W/m2 ici- est bien un rayonement solaire théorique, pourquoi 38 ou 39% de cette valeur est considérée comme seuil de l'ensoleillement? Cela est-il spécifique au pyranomètre de la Vantage qui ne mesure qu'une partie du rayonnement solaire?Cordialement

Oui, avec un pyrano c’est plus simple puisqu’il donne directement une puissance, contrairement à ma mesure de température qui demande un étalonnage supplémentaire.

Donc dans ton cas, si je t’ai bien compris :

- le même calcul est fait du lever au coucher du soleil (pas de « période N°2 » comme chez moi)

- le principe est toujours de se rapporter à la puissance max théorique calculée si la case (2) est cochée (ce qui élimine le pb. du diffus et du direct)

on a donc chez toi :

- max possible = max théorique calculé * coefficient mensuel. (566*0.389 = 220w/m²)

- ref 100% = max possible / 85%. (220 /0.85 = 259w/m²)

- ensoleillement = valeur mesurée / ref 100% *100. (69 /259 = 27%).

Pour les coef mensuels, je pense que l’angle de vision du pyrano est limité (peux-tu confirmer ?), il ne vois donc qu’une partie de la puissance rayonnés par le soleil (38 à 39%) et en plus cette partie est variable en fonction de la hauteur du soleil (donc variable suivant le mois). C’est une hypothèse.

Concernant la mesure chez moi, il se rajoute :

- le fait qu’une température se stabilise même si la rayonnement solaire augmente, d’où un calcul différent en milieu de journée.

- la nécessité d’étalonner le système pour avoir une référence 100%

C’est la combinaison du calcul entre tous ces paramètre que j’aimerai trouver.

[mm91]

Moi j'ai la même chose que toi avec une sonde de T° trafiqué pour une WMR928.

Je n'ai pas coché l'option correction de la position soleil et j'ai pourtant l'application des même coef que toi.

Si tu regarde de plus près (a chaque enregistrement de tes valeurs) ce coef varie de 38.5% à 39.5% et ceux indépendemment des coef par mois.

Reste a trouver a quoi correspond ce coef !

Très intéressant.

je demande un peu de temps pour assimiler réfléchir !

[Soleil57]

Salut

après suivie de mes puissances actuelles, qui sont assez proches d'une Vantage pro à 5km de chez moi (pour l'instant), je penses que le coef inconnu doit être en rapport avec la T° ext.

Reste à attendre que la T° ext change pour confirmer

A suivre

[mm91]

Salut

après suivie de mes puissances actuelles, qui sont assez proches d'une Vantage pro à 5km de chez moi (pour l'instant), je penses que le coef inconnu doit être en rapport avec la T° ext.

Reste à attendre que la T° ext change pour confirmer

A suivre

Ta configuration est différente de la mienne.

Les coefficients sont différents (malgré ce que tu semble dire ?).

Et surtout le calcul est différent.

J'ai un peu de peine à te suivre.

Si c'est bien de ton fonctionnement dont tu parles, peux-tu nous faire une image de ton menu "station météo/sondes spéciales/solaire"

[ChristianP]

La mesure de l'ensoleillement et de la couverture nuageuse:

b/ deuxième méthode

Pour un ciel entièrement dégagé et limpide, la puissance solaire théorique arrivant au sol peut être facilement calculée pour n'importe quel point du globe et pour n'importe quelle jour et heure de l'année.

C'est un calcul géométrique où n'intervient que de la hauteur du soleil sur l'horizon.

(ce calcul est fait en permanence dans le logiciel Wswin32 : c'est la variable %sunintenscur%)

Le principe de cette deuxième méthode est donc de comparer en permanence cette valeur de puissance solaire théorique avec la valeur effectivement mesurée par notre capteur.

La différence entre ces deux mesures est liée uniquement à la présence de nuages (ou autres obstacles) entre le soleil et le sol.

Les deux gros avantages de cette deuxième méthode sont donc :

- de s'affranchir complètement de la notion de puissance directe et puissance diffuse.

En effet, même si notre capteur reçoit une puissance diffuse importante (par exemple à midi, en été, derrière un cumulus), il en recevra moins que la valeur théorique calculée hors nuage et en conclura donc qu'il y a un nuage.

- elle permet de calculer, relativement grossièrement , l'épaisseur de la couverture nuageuse.

Par exemple pour un beau soleil de fin d'après midi d'hiver, notre capteur recevra la même puissance que celle calculée, en conclura qu'il n'y a pas de nuage et comptabilisera une durée d'ensoleillement.

C'est cette deuxième méthode qu'utilise le logiciel Wswin32 à condition de choisir l'option « exécuter la correction de la position du soleil »

Ce terme traduit de l'allemand prête à confusion : il s'agit bien d'un calcul, complexe et génial, et non d'une simple correction avec des coefficients, contrairement à ce que l'on pourrait penser.

Bonjour

Je vais surtout aborder le sujet concernant la 2 ème méthode citée plus haut.

Comme tu le signales, le calcul de la puissance solaire totale arrivant au sol avec les paramètres astronomiques du soleil, c'est le rayonnement global total théorique de l'instant t arrivant au sol (par ciel clair). On aura donc toujours un problème dès que le ciel ne sera plus clair. On ne saura pas à l'instant t quelle sera la fraction de R diffus ou de R direct présent dans le R global réduit mesuré (réduit par l'état du ciel y compris à l'instant t ) sans une formule qui contient non seulement la hauteur du soleil de l'instant t mais surtout d'autres coeff statistiques qui permettent de fixer un seuil de R global limite de l'instant t pour dire qu'il y a insolation.

Si cette 2 ème méthode dans wswin est réellement correcte et celle à laquelle je pense pour déterminer la durée d'insolation à partir d'une fraction de R global calculée avec les paramètres astronomiques, il doit utiliser obligatoirement celle qui prend en compte du R diffus et donc le R direct (sans qu'on s'en occupe et sans qu'on s'en aperçoive en pratique en utilisant la bonne formule)

Le calcul théorique du R global total à un instant t pour la hauteur du soleil à cet instant précis est donné par une formule de ce type (là on ne tient pas compte statistiquement du direct ou du diffus des ciels variables donc on ne peut pas s'en servir efficacement pour déterminer la durée d'insolation dès que le ciel ne sera plus clair) :

G = 1080 (sin h)^1.25

(sin h doit être calculé à partir de formules astronomiques OMM bien particulières, voir plus loin dans un fichier Excel)

Si wswin utilisait cette formule (donc sans tenir compte du diffus hors ciel clair), il ne pourrait pas renvoyer de bons résultats pour déterminer la durée d'insolation hors ciel clair.

Je pense plutôt qu'il utilise la méthode suivante, ou une autre assez équivalente à celle de MF exposée plus bas.

Par rapport à la formule précèdente du R global total, on doit obtenir, un seuil une valeur REDUITE de ce R global.

Dans ce type de formule, en plus de la hauteur du soleil, on utilise des paramètres statistiques qui permettent de modéliser un seuil de R global (valeur réduite) variable en permanence à la place du seuil de R direct fixe de 120w/m2.

En pratique avec la formule suivante on ne s'occupe donc plus du direct et du diffus (mais uniquement en apparence, car ce gros travail pour "étalonner" la formule par rapport au seuil de R direct a été réalisé et intégré par les pro pendant la conception de ce type de formule).

Cette méthode précise a été mise au point et est utilisée par MF. Je l'applique sur le R global de la Vantage (ce n'est pas celle de l'OMM que j'ai communiquée il y a un certain temps dans un fichier Excel) et elle est intégrée dans la programmation de certaines stations Xaria Radome équipées d'un pyrano pour sortir la durée d'insolation automatiquement comparable à celle d'un capteur Cimel.

(C'est peut-être la même méthode qui est intégrée dans wswin ? Elle est aussi utilisée par certains pro à l'étranger. Il faudrait récupérer la formule dans wswin pour le vérifier ou que quelqu'un compare les résultats de wswin avec une Vantage sur 1 mn et le fichier Excel en lien plus bas)

Avec cette méthode MF, on calcule un seuil de R global (valeur réduite par rapport au total reçu par ciel clair) et des paramètres astronomiques du soleil chaque minute. Puis on compare ce seuil calculé chaque mn, aux valeurs données par un pyrano Davis ou autres, pour savoir s'il y a bien 1 mn d'insolation (il faut obligatoirement utiliser ce pas de 1 mn et exclure les valeurs pour les hauteurs du soleil <=3° pour garder la bonne précision. Les erreurs sont statistiquement beaucoup trop importantes à ces faibles hauteurs)

Seuil de R global modélisé à partir duquel il y a insolation à un instant t pour une hauteur solaire à cet instant t (exclure les résultats pour les hauteurs de soleil <= 3°) :

G mod = (0.73 + 0.06 x cos(2 pi/365) x d)) x 1080 (sin h)^1.25

d (nr du jour dans séquence annuelle) = (date du jour) - (1er janvier de l'année)

sin h = sin ( latitude) sin (déclinaison solaire) + cos( latitude) cos(déclinaison solaire) cos (angle horaire du soleil calculé depuis midi TSV)

Le calcul de sin h induit d'autres calculs : le Temps Solaire Vrai, la déclinaison solaire, l'équation du temps,...)

Attention pour calculer ces paramètres astronomiques, il faut utiliser uniquement certaines formules OMM de la note technique MF nr 36 de 1999 (Aspect géométrique du rayonnement solaire), pour éviter de bons écarts avec d'autres formules disponibles sur le Net.

Je communique ces formules OMM dans la feuille Excel en lien plus bas.

Pour ceux qui veulent éviter de se prendre la tête et pour rendre plus clair l'exploitation du rayonnement global du pyrano Davis, afin de calculer la durée d'insolation sans que la méthode MF soit noyée dans tous les autres calculs des paramètres de ma climato Excel, j'ai extrait de mon système, les formules et les colonnes nécessaires que j'ai placées dans ce brouillon Excel :

http://meteo.besse83.free.fr/insolationvantage_xaria.xls

Il est conçu pour pour une Vantage ( sur 1 mn). Vous pouvez l'essayer en exportant et en copiant les colonnes nécessaires de relevés minutes /24h de la Vantage (à coller uniquement sur les données en vert) et en modifiant les divers paramètres utiles aux calculs (lat, long)

Ensuite il sera simple d'adapter les formules à votre système et d'automatiser ce traitement avec Excel.

Si cette méthode n'est pas déjà intégrée dans wswin, cette feuille vous permettra d'affiner les réglages de wswin afin de coller au mieux aux résultats données par cette technique particulièrement performante sans un véritable héliographe.

Cette méthode MF est nettement plus précise que "l'ancienne" méthode puremement OMM.

( par ex : -0.58% d'erreur sur la durée d'insolation totale des 8 ans de comparaison à Carpentras par rapport au pyrhéliomètre de ref lui même plus précis qu'un Cimel)

Jack, si ça peut t'aider, l'ordre de grandeur des coeff dans "facteur mois" correspond à quelques centièmes près (ce qui est normal, chaque région utilise des coeff différents) à certains coeff saisonniers/régionaux entrés dans la formule d' Angstrom (méthode OMM bien moins précise que celle de MF) pour déterminer la durée d'insolation à partir du R global (mais bon ce n'est peut-être pas cette méthode car il manque un 2 ème coeff différent et aussi variable selon les saisons/régions).

[mm91]

Bonjour

Je vais surtout aborder le sujet concernant la 2 ème méthode citée plus haut.

Bonjour ChristianP,

La puissance qui nous arrive du soleil, avant traversée de l’atmosphère, ne l’est que par rayonnement.

L’espace ne diffuse et n’absorbe pratiquement rien.

Sur terre, par beau temps, le ciel est bleu à cause de la diffusion dans l’atmosphère (diffusion de Rayleigh qui disperse plus les courtes longueurs d’onde).

Dans l’espace le ciel est noir.

C’est donc toujours une partie de cette puissance rayonnée (qui a parcouru 150 MKm sans rien perdre !) qui est diffusée et absorbée lorsqu’elle arrive au sol.

Si l’on prend comme référence cette puissance rayonnée avant son arrivée dans l’atmosphère (calcul géométrique faisant intervenir l’inclinaison des rayons solaires et la partie du rayonnement réfléchi vers l’espace), tout ce que l’on mesure au sol sera inférieur à cette puissance par absorption de l’atmosphère.

A l’échelle qui nous intéresse ici, la différence entre ces deux puissances ne proviendra que de la couverture nuageuse.

Il faut bien entendu que le capteur mesure tout (direct et diffus).

Mais justement, ils ne sont pas fait pour cette méthode de calcul, mais pour la méthode N°1.

Dans cette méthode N°1 il faut que le capteur mesure le moins possible de diffus.

D’où la complexité de cette méthode que tu décrits, avec des tas de coefficients correcteurs, et dans laquelle les ingénieurs de MétéoFrance semblent bien empêtrés.

Et en utilisant la méthode N°2 avec ces capteurs, il faut également des coefficient correcteurs puisqu’ils ne mesurent pas toute la puissance solaire.

Encore une fois, le problème du diffus et du direct n’existe que dans la méthode N°1.

La mesure par température différentielle (comme je l’ai décrite), présente le gros avantage de tout mesurer (direct et diffus) et est donc particulièrement bien adapté à la méthode N°2.

Au niveau de la mesure d’une durée d’ensoleillement et de la mesure grossière de la couverture nuageuse (nuageux, peu nuageux, sombre etc…), elle est particulièrement simple et performante.

Je ferai remarquer qu’à aucun moment, ni moi, ni Wswin32, n’ont cherché à convertir cette mesure de température en une mesure précise de puissance solaire (en W/m² par exemple).

La mise en œuvre que j’en ai faite va me permettre de chercher maintenant à l’améliorer.

Et il y a du boulot ! (je compte sur votre aide)

Par exemple : trouver tout ce qui peur jouer sur le différentiel de température ( T soleil – T sous abri) et qui permettra de diminuer le bruit de fond et donc d’améliorer la sensibilité, notamment dans les périodes près du lever et du coucher du soleil.

Et qui, entre parenthèse, permet d’en apprendre beaucoup sur les caractéristique d’un abri.

coquille: "A l'échelle qui nous intéresse ici"

n'est pas barré, mais souligné.

[jackT]

... si ça peut t'aider, l'ordre de grandeur des coeff dans "facteur mois" correspond à quelques centièmes près (ce qui est normal, chaque région utilise des coeff différents) à certains coeff saisonniers/régionaux entrés dans la formule d' Angstrom (méthode OMM bien moins précise que celle de MF) pour déterminer la durée d'insolation à partir du R global (mais bon ce n'est peut-être pas cette méthode car il manque un 2 ème coeff différent et aussi variable selon les saisons/régions).

Merci Christian pour toutes ces informations.Je vais utiliser ton fichier excel et comparer avec les données calculées par wswin. je ne manquerai pas de vous faire partager le résultat de mes investigations....

Cordialement

[ChristianP]

C'est donc toujours une partie de cette puissance rayonnée (qui a parcouru 150 MKm sans rien perdre !) qui est diffusée et absorbée lorsqu'elle arrive au sol.

Si l'on prend comme référence cette puissance rayonnée avant son arrivée dans l'atmosphère (calcul géométrique faisant intervenir l'inclinaison des rayons solaires et la partie du rayonnement réfléchi vers l'espace), tout ce que l'on mesure au sol sera inférieur à cette puissance par absorption de l'atmosphère.

A l'échelle qui nous intéresse ici, la différence entre ces deux puissances ne proviendra que de la couverture nuageuse.

Bonsoir Michel, Dans mon msg précédent, je n'ai pas du tout abordé la fonction de détection de la présence ou non, d'un type de couverture nuageuse. J'ai parlé uniquement de la méthode par rapport à la mesure de la durée d'ensoleillement.

Ca ne change rien au problème de la durée d'insolation, de prendre comme référence la puissance totale du rayonnement solaire au sommet de l'atmosphère. La méthode purement OMM utilise déjà cette technique et calcule aussi le rayonnement théorique total parvenant au sol en tenant compte de l'inclinaison des rayons et autres bricoles, à l'aide de plus nombreux paramètres astronomiques que dans la dernière méthode MF que je viens de communiquer.

Ce n'est pas aussi simple que ta soustraction entre ces 2 puissances pour pouvoir comptabiliser une durée d'insolation. Malheureusement quand il y a des nuages on ne peut pas dire s'il y a ou non insolation sans savoir s'ils laissent ou non passer assez de direct.

Ta phrase "Peut-on vraiment dire « qu'il n'y a pas de soleil » par une belle journée d'hiver sans nuage en fin d'après midi ? (puissance directe inférieure à 125 W/m²)" montre que tu rejettes la définition météo qui précise s'il y a ou non ensoleillement afin de pouvoir comparer les mesures objectivement.

Une puissance de 120 W/m2 de direct (dernier seuil de direct officiel de l'OMM pour la durée d'ensoleillement), donne exactement la même puissance d'éclairement direct, que ce soit en été ou en hiver. A diffus égal, à atmosphère égale, il ne fait pas plus soleil, plus jour, en été qu'en hiver, avec 120W/m2 de direct.

D'après les essais des pro sur l'influence de l'incertitude vers le seuil, le problème d'un héliographe ou d'un pyrhéliomètre, c'est surtout le trouble atmosphérique élevé. Que ce soit en hiver ou en été, ça ne change pas grand chose. En hiver l'héliographe est aussi capable que l'été, de mesurer les 120W/m2 de direct avec moins de 1° de hauteur du soleil (c'est l'importance du trouble atmosphérique qui fera la différence).

Il faut déjà avoir la chance de pouvoir installer le capteur sans obstacles de plus de 3° de hauteur sur l'horizon dans les directions concernées par ces faibles hauteurs du soleil (3° c'est la limite classe 1 pour la mesure du rayonnemennt. De plus c'est la limite efficace de la dernière méthode MF accessible pour un passionné qui n'investira pas dans un héliographe Cimel et la centrale qui l'exploite, pour le prix d'un bon stock de stations Davis avec pyrano).

Je ne sais pas si tu as vraiment remarqué que ton système de diff des 2 T (dont un capteur dans une boite noire isolée de l'air extérieur et au soleil), n'est ni plus ni moins qu'un type de pyrano (en 2 parties bien trop distantes sur des emplacements trop différents) qui est prévu pour relever le rayonnement global.

Ce n'est pas un capteur d'ensoleillement comme tu l'indiques.

Un capteur d'ensoleillement ne capte que le R DIRECT (sans calculs). Ce n'est pas ton cas, ni celui du capteur Davis et ce n'est pas le cas des pyrano MF utilisés pour le type de méthode 2 (la méthode 1 MF est uniquement prévue pour l'héliographe et le pyrhéliomètre qui ne relèvent que le direct et donc peuvent utiliser un seuil de 120W/m2 de direct).

Dans des pyrano MF, c'est le même principe que ton sytème des 2 T qui est utilisé. La différence entre deux températures relevées dans le pyranomètre MF (une est la T de la chaleur captée par une surface horizontale noire, toujours au soleil sous le verre de l'optique du pyrano MF, l'autre est la T du corps blanc du pyrano), est proportionnelle à l'éclairement énergétique du rayonnement solaire GLOBAL. Contrairement à ce que tu indiques dans ton dossier où tu dis que "cette différence est pratiquement proportionnelle à l'ensoleillement". L'ensoleillement tel qu'il est défini en météo au niveau de sa présence, c'est le rayonnement direct provenant du disque solaire seul (à partir d'un certain seuil). Ce n'est pas le rayonnement global total (théorique ou non) avec toute la composante diffuse de tout le ciel (sans le disque solaire).

Il y a un problème de définition qui génère des incompréhensions.

Il faut bien entendu que le capteur mesure tout (direct et diffus)

Qu'est ce que tu appelles "mesure tout" pour être certain qu'on parle bien de la même chose ? Une valeur de diffus seule + une autre valeur de direct seule, ou bien le global ( la valeur totale du direct + diffus ) ? Pour moi c'est le total des deux, donc le global, car ton pyrano ou le Davis ne peuvent pas les différencier directement (sans calculs).

Mais justement, ils ne sont pas fait pour cette méthode de calcul, mais pour la méthode N°1.

Dans cette méthode N°1 il faut que le capteur mesure le moins possible de diffus.

D'où la complexité de cette méthode que tu décrits, avec des tas de coefficients correcteurs, et dans laquelle les ingénieurs de MétéoFrance semblent bien empêtrés.

Non, la méthode MF de type 2 que j'ai décrite, est basée sur la mesure du rayonnement GLOBAL (direct + diffus) et non sur la méthode 1 basée sur la mesure réelle (et pas calculée) du R DIRECT seul. Dans ta première phrase de la méthode 1 :

C'est la méthode utilisée par Météo France qui consiste à définir un seuil, soit 125 W/m², à partir duquel on considère « qu'il y a du soleil ».

Cette méthode est assez logique puisque qu'elle correspond à une puissance, et c'est bien une puissance qui nous chauffe et qui nous éclaire.

Une puissance qui nous chauffe et qui nous éclaire (pour celle qui nous intéresse, sans entrer dans les détails de l'IR et du R réfléchi par les obstacles et autres, des UV...) c'est le rayonnement GLOBAL (le diffus + le direct), on ne s'occupe pas du seuil de 125 W/m2 (ou 120) pour le global quand on veut déterminer la durée d'ensoleillement. Je ne vois pas où les ingénieurs de MF sont empêtrès surtout que le type de méthode 2 MF (à partir du global), calcule assez correctement la durée d'insolation (aussi bien qu'un héliographe moderne Kipp et Zonen qui ne relève que le direct, il faut le faire ! )

Il n'y a aucun coeff correcteur en dehors de ceux spécifiques au capteur Davis pour le corriger en fonction de la T. Ce sera d'ailleurs à déterminer sur ton système car il faut que la variation de ta diff de T soit bien proportionnelle à la variation du global.

C'est un peu fort de minimiser la qualité des résultats des spécialistes MF du rayonnement (de niveau international) alors que leur méthode a été longuement comparée dans différentes stations.

Surtout que tu te permets d' affirmer que ta méthode avec ton capteur est performante pour mesurer la durée d'insolation (avec des passages de nuages divers) sans fournir les formules utilisées (ou au minimum la formule finale sans celles concernant les paramètres astronomiques) et sans donner quelques résultats de comparaisons face à une référence (même une relative comme l'est la méthode MF à partir d'un pyrano moyen).

Il y a bien longtemps qu'ils ont testé diverses techniques simples et peu chères pour tenter de déterminer indirectement la durée d'insolation et qu'ils ont digéré les diverses publications sur ce sujet. Carpentras est un des centres mondiaux de référence en radiométrie.

Et en utilisant la méthode N°2 avec ces capteurs, il faut également des coefficient correcteurs puisqu'ils ne mesurent pas toute la puissance solaire.

Alors qu'est ce que des pyrano Davis et MF (et donc ton pyrano maison qui utilise la même principe que des pyrano MF) ne mesurent pas de la puissance solaire, que seul ton pyrano capterait ?

Au niveau de la mesure d'une durée d'ensoleillement et de la mesure grossière de la couverture nuageuse (nuageux, peu nuageux, sombre etc…), elle est particulièrement simple et performante.

Simple et performante ! Je veux bien, mais sans les formules utilisées et sans comparaisons face à un réf, tu ne démontres absolument rien sur les performances pour la durée d'insolation. A première vue sur le graphe de ton dossier, pour moi il y a surestimation de la durée d'insolation (ce n'est pas très objectif car je me suis basé sur mon expérience de la lecture simultanée des graphes de : T capteur noir au soleil, T sous abri, puissance pyrano Davis, insolation calculée toutes les mn avec la méthode MF.)

Je ferai remarquer qu'à aucun moment, ni moi, ni Wswin32, n'ont cherché à convertir cette mesure de température en une mesure précise de puissance solaire (en W/m² par exemple).

Ce n'est pas un problème si l'ensemble est cohérent. Une diff en °C ne changera rien au résultat dans la mesure du global, si ton système garantit une différence de T bien proportionnelle à la puissance du rayonnement solaire global. Ensuite pour la durée d'insolation, tout dépendra des formules utilisées vu que tu ne relèves que le global avec ton pyrano et qu'il faudra bien faire le tri quand il y a certains nuages devant le soleil (trop de diffus) ou vers les levers et couchers de soleil (là aussi même sans nuages trop de diffus mais ce n'est pas un problème).

Par exemple : trouver tout ce qui peur jouer sur le différentiel de température ( T soleil – T sous abri) et qui permettra de diminuer le bruit de fond et donc d'améliorer la sensibilité, notamment dans les périodes près du lever et du coucher du soleil.

Et qui, entre parenthèse, permet d'en apprendre beaucoup sur les caractéristique d'un abri.

Ton pyrano peut largement être amélioré. Pour le moment il est en pièces détachées à 2 endroits très différents. Il faut que les 2 T soient relevées l'une à coté de l'autre au même endroit, donc sur le toit dans ton cas (Ca évitera des diff de T dues à des diff de ventilation, de rayonnements, d'insolation, de hauteur et de "sol", qui n'auront rien à voir avec la variation de du global au niveau du capteur sur le toit).

La T plus froide sous abri devrait avoir une réactivité et une stabilité presque équivalente à celle du capteur sur le toit (par ex place ton capteur dans une boîte blanche identique à la boîte noire, avant de le placer dans l'abri près du capteur noir. C'est clair que si tu suis des stats, il te faudra une 3 ème installation de T pour pouvoir garder tes mesures actuelles à 2 m avec ton capteur normal sous abri).

Il faut aussi être certain que la surface noire exposée au soleil soient constante quelque soit la position du soleil et que les rayons frappent cette surface avec un angle assez constant, donc pas de cotés noirs exposés ( l'idéal serait que seul le dessus du couvercle noir, bien horizontal, soit touché par le soleil et soit visible de l'extérieur à travers la boite transparente, pour aussi éviter de capter des rayonnements parasites venant des objets ou autres de dessous le plan horizontal du couvercle)

Les écarts d'emplacement et de réactivité des 2 capteurs, ne peuvent que modifier ta différence de T de plusieurs degrés pendant certaines périodes sans que le rayonnement solaire capté sur le toit, en soit la cause (surtout que tu utilises parfois des petites variations de diff de 2°)

Tu pourras en apprendre plus sur l'abri en disposant ton abri juste à coté du capteur au soleil, car certaines variations seront biaisées par les différences significatives entre les 2 emplacements (rien ne prouvera qu'un écart ou qu'une partie de l'écart analysé ne viendra pas de la différence significative des 2 emplacements).

Pour analyser l'abri ce sera aussi plus efficace de disposer au soleil, un capteur strictement identique à celui placé dans l'abri (sans l'isoler de l'air dans des boîtes et sans "le noircir" comme c'est nécessaire pour ton pyrano, ou inversement en isolant l'autre dans l'abri, exactement de la même façon que celui à l'extérieur sur le toit. Ceci afin d'obtenir les mêmes réactions s'ils étaient placés dans le même et seul abri, ou dehors sous de mêmes conditions)

[mm91]

Christian,

Dans mon msg précédent, je n'ai pas du tout abordé la fonction de détection de la présence ou non, d'un type de couverture nuageuse. J'ai parlé uniquement de la méthode par rapport à la mesure de la durée d'ensoleillement.

OK, mais justement, la méthode N°2 permet, elle, de mesurer la couverture nuageuse. Ce qui n’est pas le cas d’une mesure absolue (en w/m²)

Ca ne change rien au problème de la durée d'insolation, de prendre comme référence la puissance totale du rayonnement solaire au sommet de l'atmosphère. La méthode purement OMM utilise déjà cette technique et calcule aussi le rayonnement théorique total parvenant au sol en tenant compte de l'inclinaison des rayons et autres bricoles, à l'aide de plus nombreux paramètres astronomiques que dans la dernière méthode MF que je viens de communiquer.

On tourne en rond !

Pour mesurer une durée d’insolation à partir d’un seuil de puissance (125 w/m²), nul besoin de connaître l’insolation au dessus de l’atmosphère.

Ce n'est pas aussi simple que ta soustraction entre ces 2 puissances pour pouvoir comptabiliser une durée d'insolation. Malheureusement quand il y a des nuages on ne peut pas dire s'il y a ou non insolation sans savoir s'ils laissent ou non passer assez de direct.

Si, la différence entre tout ce qui arrive avant l’atmosphère et tout ce qui reste après est égal à l’absorption de l’atmosphère elle même.

Ta phrase "Peut-on vraiment dire « qu'il n'y a pas de soleil » par une belle journée d'hiver sans nuage en fin d'après midi ? (puissance directe inférieure à 125 W/m²)" montre que tu rejettes la définition météo qui précise s'il y a ou non ensoleillement afin de pouvoir comparer les mesures objectivement.

Tout à fait, on n’a pas la même définition :

la « définition météo » se réfère à un seuil de puissance en mesurant le direct.

Moi je me réfère aux ombres très nettes (ou à la visibilité du disque solaire, ce qui n’est pas très différent)

Une puissance de 120 W/m2 de direct (dernier seuil de direct officiel de l'OMM pour la durée d'ensoleillement), donne exactement la même puissance d'éclairement direct, que ce soit en été ou en hiver. A diffus égal, à atmosphère égale, il ne fait pas plus soleil, plus jour, en été qu'en hiver, avec 120W/m2 de direct.

Tout à fait d’accord, c’est exactement ce que je dis

D'après les essais des pro sur l'influence de l'incertitude vers le seuil, le problème d'un héliographe ou d'un pyrhéliomètre, c'est surtout le trouble atmosphérique élevé. Que ce soit en hiver ou en été, ça ne change pas grand chose. En hiver l'héliographe est aussi capable que l'été, de mesurer les 120W/m2 de direct avec moins de 1° de hauteur du soleil (c'est l'importance du trouble atmosphérique qui fera la différence).

Tout à fait d’accord. Je n’ai pas parlé de ça.

Il faut déjà avoir la chance de pouvoir installer le capteur sans obstacles de plus de 3° de hauteur sur l'horizon dans les directions concernées par ces faibles hauteurs du soleil (3° c'est la limite classe 1 pour la mesure du rayonnement. De plus c'est la limite efficace de la dernière méthode MF accessible pour un passionné qui n'investira pas dans un héliographe Cimel et la centrale qui l'exploite, pour le prix d'un bon stock de stations Davis avec pyrano).

Toujours d’accord, et j’ai cette chance.

J’ai placé mon capteur le plus haut possible pour qu’il voit l’horizon.

Dans le cas où ce ne serait pas possible, wswin32 offre la possibilité de ne commencer les calculs qu’à partir d’une certaine hauteur du soleil.

Evidemment, dans ce cas, tout ce qui n’est pas calculé sera perdu pour la comptabilisation des heures de soleil.

Je ne sais pas si tu as vraiment remarqué que ton système de diff des 2 T (dont un capteur dans une boite noire isolée de l'air extérieur et au soleil), n'est ni plus ni moins qu'un type de pyrano (en 2 parties bien trop distantes sur des emplacements trop différents) qui est prévu pour relever le rayonnement global.

Ce n'est pas un capteur d'ensoleillement comme tu l'indiques.

Tout à fait d’accord, c’est un capteur de température, c’est pour cela qu’il y a des étalonnages et des normalisations à faire (par Wswin32) pour en déduire l’ensoleillement

Un capteur d'ensoleillement ne capte que le R DIRECT (sans calculs). Ce n'est pas ton cas, ni celui du capteur Davis et ce n'est pas le cas des pyrano MF utilisés pour le type de méthode 2 (la méthode 1 MF est uniquement prévue pour l'héliographe et le pyrhéliomètre qui ne relèvent que le direct et donc peuvent utiliser un seuil de 120W/m2 de direct).

Encore d’accord, et c’est pour cela qu’un capteur qui mesure le global (direct + diffus) doit absolument se référer à l’ensoleillement théorique hors nuages. Et que s’il se référait au seul seuil de 125 w/m² il serait incapable de dire s’il y a des nuages ou pas.

Pour mesurer l’ensoleillement sans référence de ce qui arrive avant l’atmosphère il faut un capteur qui ne mesure que le direct

Dans des pyrano MF, c'est le même principe que ton système des 2 T qui est utilisé. La différence entre deux températures relevées dans le pyranomètre MF (une est la T de la chaleur captée par une surface horizontale noire, toujours au soleil sous le verre de l'optique du pyrano MF, l'autre est la T du corps blanc du pyrano), est proportionnelle à l'éclairement énergétique du rayonnement solaire GLOBAL

J’ai parfaitement compris cela.

Contrairement à ce que tu indiques dans ton dossier où tu dis que "cette différence est pratiquement proportionnelle à l'ensoleillement".

J’ai écrit « pratiquement », mais j’ai bien dit que cette température différentielle atteignait un équilibre (une saturation) même quand la puissance solaire continue d’augmenter. Donc n’est pas proportionnelle (je vais modifier mon texte)

Mais justement le calcul de Wswin32 tient compte de cela.(calcul dans la période N°2)

L'ensoleillement tel qu'il est défini en météo au niveau de sa présence, c'est le rayonnement direct provenant du disque solaire seul (à partir d'un certain seuil). Ce n'est pas le rayonnement global total (théorique ou non) avec toute la composante diffuse de tout le ciel (sans le disque solaire).

Il y a un problème de définition qui génère des incompréhensions.

Oui, pour la nième fois on utilise une définition différente

Qu'est ce que tu appelles "mesure tout" pour être certain qu'on parle bien de la même chose ? Une valeur de diffus seule + une autre valeur de direct seule, ou bien le global ( la valeur totale du direct + diffus ) ?

Pour moi c'est le total des deux, donc le global, car ton pyrano ou le Davis ne peuvent pas les différencier directement (sans calculs).

Oui, c’est le global (direct + diffus)

Une puissance qui nous chauffe et qui nous éclaire (pour celle qui nous intéresse, sans entrer dans les détails de l'IR et du R réfléchi par les obstacles et autres, des UV...) c'est le rayonnement GLOBAL (le diffus + le direct), on ne s'occupe pas du seuil de 125 W/m2 (ou 120) pour le global quand on veut déterminer la durée d'ensoleillement.

OK. Voir les deux définitions différentes

Je ne vois pas où les ingénieurs de MF sont empêtrès surtout que le type de méthode 2 MF (à partir du global), calcule assez correctement la durée d'insolation (aussi bien qu'un héliographe moderne Kipp et Zonen qui ne relève que le direct, il faut le faire ! )

Il n'y a aucun coeff correcteur en dehors de ceux spécifiques au capteur Davis pour le corriger en fonction de la T. Ce sera d'ailleurs à déterminer sur ton système car il faut que la variation de ta diff de T soit bien proportionnelle à la variation du global.

Elle n’est pas proportionnelle mais Wswin32 en tient compte (voir ci-dessus).

Une température ne sera jamais proportionnelle à une puissance car elle fini toujours par s’équilibrer avec son environnement.

Simple et performante ! Je veux bien, mais sans les formules utilisées et sans comparaisons face à un réf, tu ne démontres absolument rien sur les performances pour la durée d'insolation.

A première vue sur le graphe de ton dossier, pour moi il y a surestimation de la durée d'insolation (ce n'est pas très objectif car je me suis basé sur mon expérience de la lecture simultanée des graphes de : T capteur noir au soleil, T sous abri, puissance pyrano Davis, insolation calculée toutes les mn avec la méthode MF.)

Il est très facile, depuis ma fenêtre, de constater que les résultats fournis (ensoleillé, nuageux, très nuageux…) sont tout à fait conforme à ce que j’observe. C’est cela ma référence ! et c’est cela qui m’a le plus impressionné dans cette méthode.

Il est assez évident qu’en nombre d’heures « d’ensoleillement » je n’obtiendrait pas la même chose que MF puisqu’on n’a pas la même définition.

Normalement mes nombres d’heures de soleil devraient être inférieurs à ceux de MF à cause des périodes juste après le lever et juste avant le coucher du soleil où il n’est fait aucun calcul quand la température différentielle est trop faible.(et dans ce cas cela est écrit sur ma page « actuelle »)

Mais sur un cumul (une longue période) je peux compenser en passant mon seuil de 80% à 60% par exemple.

Mais ce n’est pas mon but.

Ton pyrano peut largement être amélioré.

Pour le moment il est en pièces détachées à 2 endroits très différents. Il faut que les 2 T soient relevées l'une à coté de l'autre au même endroit, donc sur le toit dans ton cas (Ca évitera des diff de T dues à des diff de ventilation, de rayonnements, d'insolation, de hauteur et de "sol", qui n'auront rien à voir avec la variation de du global au niveau du capteur sur le toit).

La T plus froide sous abri devrait avoir une réactivité et une stabilité presque équivalente à celle du capteur sur le toit (par ex place ton capteur dans une boîte blanche identique à la boîte noire, avant de le placer dans l'abri près du capteur noir. C'est clair que si tu suis des stats, il te faudra une 3 ème installation de T pour pouvoir garder tes mesures actuelles à 2 m avec ton capteur normal sous abri).

Tout à fait d’accord

Il faut aussi être certain que la surface noire exposée au soleil soient constante quelque soit la position du soleil et que les rayons frappent cette surface avec un angle assez constant, donc pas de cotés noirs exposés ( l'idéal serait que seul le dessus du couvercle noir, bien horizontal, soit touché par le soleil et soit visible de l'extérieur à travers la boite transparente, pour aussi éviter de capter des rayonnements parasites venant des objets ou autres de dessous le plan horizontal du couvercle)

Si tu as regardé les photos, tu as vu que la partie absorbante (noire) était une demi-sphère, donc la surface exposée est assez constante.

La partie en dessous de l’horizon est protégée des rayonnements parasites par de l’aluminium brillant.

Les écarts d'emplacement et de réactivité des 2 capteurs, ne peuvent que modifier ta différence de T de plusieurs degrés pendant certaines périodes sans que le rayonnement solaire capté sur le toit, en soit la cause (surtout que tu utilises parfois des petites variations de diff de 2°)

Tu pourras en apprendre plus sur l'abri en disposant ton abri juste à coté du capteur au soleil, car certaines variations seront biaisées par les différences significatives entre les 2 emplacements (rien ne prouvera qu'un écart ou qu'une partie de l'écart analysé ne viendra pas de la différence significative des 2 emplacements).

Pour analyser l'abri ce sera aussi plus efficace de disposer au soleil, un capteur strictement identique à celui placé dans l'abri (sans l'isoler de l'air dans des boîtes et sans "le noircir" comme c'est nécessaire pour ton pyrano, ou inversement en isolant l'autre dans l'abri, exactement de la même façon que celui à l'extérieur sur le toit. Ceci afin d'obtenir les mêmes réactions s'ils étaient placés dans le même et seul abri, ou dehors sous de mêmes conditions)

Je suis tout à fait d’accord avec tout cela. Si l’on veux faire une mesure différentielle (entre l’ombre et le soleil) il faut qu’il y ait le moins possible de différence entre les deux capteurs.

En résumé (et pour ne pas trop lasser les lecteurs,), si vous utilisez Wswin32 :

1/

si vous voulez vous rapprocher de ce que mesure MF en heures de soleil, n’utilisez pas « exécuter la correction de la position du soleil » et fixez un seuil à 125 w/m².

2/

si vous voulez mesurer la couverture nuageuse utilisez l’option « exécuter la correction de la position du soleil », vous pourrez tout de même vous rapprocher de ce que mesure MF pour la durée d’ensoleillement en choisissant le bon seuil (80%…50%…)

Encore une fois ne vous laissez pas décourager par l’apparente complexité de ce débat.

Par rapport aux moyens très simples mis en œuvre, et même avec un paramétrage assez grossier de Wswin32 vous serez impressionnés par la qualité du résultat (par rapport à ce que vous observez, pas par rapport à MF !)

[ChristianP]

Bonsoir Michel,

Dans mon msg précédent, je n'ai pas du tout abordé la fonction de détection de la présence ou non, d'un type de couverture nuageuse. J'ai parlé uniquement de la méthode par rapport à la mesure de la durée d'ensoleillement.

Michel à répondu en bleu aux phrases en italique noires :

OK, mais justement, la méthode N°2 permet, elle, de mesurer la couverture nuageuse. Ce qui n'est pas le cas d'une mesure absolue (en w/m²)

Christian répond en noir standard :

Décidément tu veux absolument m'entraîner sur le sujet de la couverture nuageuse .

La méthode 2 est surtout importante pour la durée d'insolation calculée à partir du R global car on descend au pas minute pour la correction de hauteur du soleil (et autres paramètres dérivés qu'on ne voit pas). Il faut surtout activer cette fonction avec le pyrano (voir les chiffres obtenus ici plus bas)

Que ce soit des diff de degrés ou de W/m2, on peut déterminer la couverture nuageuse de la même façon avec le même principe.

Je me suis intéressé à la méthode2 de ws pour la durée grâce à ta bonne interprétation du terme traduit de l'allemand concernant la correction de hauteur du soleil. La méthode 1 avec le seuil de 125W/m2 sur ce soft donnant de très mauvais résultats ici, ce qui est normal avec un pyrano ou des diff de T.

(Enfin j'attends toujours le vent moyen/10 mn pour plonger un peu plus dans ws. Quand on voit ce que le concepteur a dû injecter comme calculs plus compliqués dans ce soft, c'est assez ahurissant qu'il ne veuille toujours pas sortir ce satané vent/10 mn, très simple à calculer à partir de la colonne du vent moyen/1 mn d'une base Vantage, surtout qu'il a une Vantage !)

Quelques résultats ici avec wswin + pyrano Davis et les coeff d'origine de la méthode 2 (correction pour le soleil activée, donc pas de seuil), du 1er janvier 2006 au 31 octobre 2006 :

+2.6% sur la durée totale d'insolation de cette période avec wswin par rapport à durée déterminée avec la méthode MF (la dernière que j'ai exposée) ce qui est bien meilleur que l'ancien héliographe (boule de verre).

C'est donc très correct pour le moment avec ce style de coeff mensuels non réglés pour le lieu (sauf gros hasard vu que le concepteur n'est pas dans mon secteur) et qu'il faudrait obligatoirement ajuster à la région concernée (quand on a une ref pour comparer assez longuement, sinon comme tu l'indiques il ne vaut mieux pas y toucher !).

Mensuellement (toujours sans modif des coeff d'origine ws) l'écart varie de +7.6% de la durée d'insolation en juin, à -5.6% de la durée d'insolation en février.

Le mois avec l'écart le plus faible a été octobre 2006 avec -0.5%.

WS relève 4 mois/10 avec moins de +-2% d'écart (tous les autres sont à plus de +- 3%, écart type 3.7 %, écart maxi absolu sur un mois, en juin +23.1 h, écart type mensuel 9.6 h (données à relativiser vu que la série est courte)

J'ai regardé en détail plusieurs cumuls journaliers avec différents types de ciel. WS sous-estime l'insolation du jour quand la durée est relativement proche du maxi possible. Il la surestime lorsqu'il y a des nuages qui laissent passer du soleil.

Ce qui signifierait qu'il gère moins bien le diffus plus présent avec ces nuages, ainsi que le trouble lorsque le ciel est à ou près de 0/8 toute la journée.

Les coeff de ws sont justement prévus pour corriger ce genre de problèmes (après comparaisons) et c'est là l'avantage du modèle d'insolation MF, il n'y a aucun coeff à ajuster (Pour le moment car pour améliorer la méthode au pas minute et journalier face au pyrhéliomètre de ref, il faudra y venir, mais ces paramètres ne pourront être programmés que sur la future génération de stations qui remplacera les Xaria récentes)

Dans le détail des minutes dans une journée, il ne vaut mieux pas trop s'attarder dans ws (ici). Il voit des durées d'insolation pour des hauteurs solaires où mon pyrano (pas seulement lui, mais aussi tout mon secteur) ne voit pas du tout le soleil masqué par des collines ! Ca n'arrive jamais avec la méthode MF (ça confirme un problème avec le diffus, car le ciel visible à partir de mon site et au niveau capteur, à ces moments, est strictement vide sans un seul micron de disque solaire visible. Donc là on est certain qu'il n'y pas d'insolation.)

Ca ne change rien au problème de la durée d'insolation, de prendre comme référence la puissance totale du rayonnement solaire au sommet de l'atmosphère. La méthode purement OMM utilise déjà cette technique et calcule aussi le rayonnement théorique total parvenant au sol en tenant compte de l'inclinaison des rayons et autres bricoles, à l'aide de plus nombreux paramètres astronomiques que dans la dernière méthode MF que je viens de communiquer.

On tourne en rond !

Pour mesurer une durée d'insolation à partir d'un seuil de puissance (125 w/m²), nul besoin de connaître l'insolation au dessus de l'atmosphère.

Oui en rond, vu que je n'ai jamais dit qu'il fallait 125W/m2 de direct pour savoir s'il y avait insolation avec cette méthode qui utilise le rayonnement global (j'ai bien précisé que les 125W/m2 concernent UNIQUEMENT les capteurs capables de relever que le direct sans CALCULS ).

Ce n'est pas aussi simple que ta soustraction entre ces 2 puissances pour pouvoir comptabiliser une durée d'insolation. Malheureusement quand il y a des nuages on ne peut pas dire s'il y a ou non insolation sans savoir s'ils laissent ou non passer assez de direct.

Si, la différence entre tout ce qui arrive avant l'atmosphère et tout ce qui reste après est égal à l'absorption de l'atmosphère elle même.

D'accord pour le global total. Mais pour le reste je voudrais bien voir que cette soustraction simple donne une durée d'insolation. Je n'arrive pas à trouver une formule aussi simple dans des bouquins sur le sujet, les doc MF et de l'OMM ou sur le reste du Net.

Un nuage ne fonctionne pas de façon binaire pour l'insolation (nuage devant le soleil = pas d'insolation et pas de nuages devant le soleil = insolation) car lorsqu'il y a certains nuages fins devant le soleil, ils laissent passer assez de soleil pour comptabiliser une durée.

Ce qui n'empêchera pas la méthode de déterminer s'il y a ou non, présence de nuages devant le soleil (en général car il y a toujours des exceptions), mais pour la durée d'insolation...

Ta phrase "Peut-on vraiment dire « qu'il n'y a pas de soleil » par une belle journée d'hiver sans nuage en fin d'après midi ? (puissance directe inférieure à 125 W/m²)" montre que tu rejettes la définition météo qui précise s'il y a ou non ensoleillement afin de pouvoir comparer les mesures objectivement.

Tout à fait, on n'a pas la même définition :

la « définition météo » se réfère à un seuil de puissance en mesurant le direct.

Moi je me réfère aux ombres très nettes (ou à la visibilité du disque solaire, ce qui n'est pas très différent)

Une ombre "nette" ce n'est pas une def si elle n'est pas chiffrée pour qu'on connaisse son intensité afin d'utiliser la même ref. Il faut qu'elle corresponde à une certaine puissance d'éclairement (il faut la quantifier en ce que tu veux pour qu'on puisse aussi le mesurer objectivement. Si tous les amateurs sortent leur propre def, ça ne va pas nous aider à parler de la même insolation. Une ombre nette pour toi n'est probablement pas aussi nette pour d'autres, et surtout pas en météo qui la définit)

L'OMM donne une autre définition plus précise de l'insolation/ensoleillement à partir des mesures réelles des 2 rayonnements : Il y a durée d'insolation lorsque le direct est supérieur au diffus. (L'ombre nette, concerne surtout l'époque de l'ancien héliographe Campbell-Stokes, la belle boule. On a voulu garder une homogénéité avec l'ancien modèle. En comparant avec du matériel de ref moderne, le papier brûle le plus souvent avec 120W/m2, on l'a donc gardé comme ref. Le brûlage débutait selon les conditions, parfois de 70 à 280 W /m2 de direct !)

En résumé (et pour ne pas trop lasser les lecteurs,), si vous utilisez Wswin32 :

1/

si vous voulez vous rapprocher de ce que mesure MF en heures de soleil, n'utilisez pas « exécuter la correction de la position du soleil » et fixez un seuil à 125 w/m².

Non, il faut absolument utiliser la correction de la position du soleil avec le pyrano Davis pour bénéficier des calculs astronomiques à chaque instant. L'autre option est a réserver au capteur de R direct indispo chez l'amateur. (appliquer 125W/m2 au global du Davis donnent de très mauvais résultats ici )

2/

si vous voulez mesurer la couverture nuageuse utilisez l'option « exécuter la correction de la position du soleil », vous pourrez tout de même vous rapprocher de ce que mesure MF pour la durée d'ensoleillement en choisissant le bon seuil (80%…50%…)

Ici je n'ai rien modifié à (80%...50%...) vu que ça donne de bons résultats pour l'insolation avec le pyrano Davis avec l'option "de exécuter correction.." sur ON.

Encore une fois ne vous laissez pas décourager par l'apparente complexité de ce débat.

Par rapport aux moyens très simples mis en œuvre, et même avec un paramétrage assez grossier de Wswin32 vous serez impressionnés par la qualité du résultat (par rapport à ce que vous observez, pas par rapport à MF !)

Oui c'est clair, il n'y a vraiment pas à être découragé vu le faible investissement même pour un système Davis si on veut s'approcher de l'insolation MF.

Si je suis intervenu sur le sujet, c'est surtout parce que Michel s'avançait trop sur la bonne performance de la méthode sans donner une début de comparaison objective (pour la durée d'insolation, je ne parle pas du tout de fonction pour la couverture nuageuse)

Enfin ça m'a "forcé" à ouvrir un peu ws (que je ne peux toujours pas voir sans un vrai vent moyen/10 mn dans cette usine à gaz) pour quelques comparaisons avec la méthode MF, pour en fin de compte mettre en évidence des résultats réellement très intéressants (d'où l'intérêt d'un minimum de comparaisons avant de s'avancer dans l'autre sens aussi ).

On devrait arriver à de bons résultats avec ws en ce qui concernent la durée d'insolation pour un pyrano Davis, surtout qu'il y a la méthode MF qui permet d'affiner le réglage des coeff une fois pour toute pour son secteur (sous réserve de bien entretenir son pyrano et d'éviter les masques), ça demandera juste de la patience, au moins 2 ans de comparaisons entre les 2 calculs )

Pour la méthode de diff de temp, ce sera plus long avec un très gros boulot de réglage spécifique à chaque système bricolé (à moins que Michel lance une production de capteurs en série, une fois sa mise au point terminée ).

[mm91]

Je ne reprends pas tout point par point car ça deviendrait un peu long.

Je lis et relis tes messages avec un grand intérêt.

Un petit regret (comme d’habitude) c’est que les choses fondamentales (les principes de mesure de l’ensoleillement par exemple) sont un peu noyées dans tous les détails qui jouent sur la précision, qui ne sont, certes, pas inintéressants, mais qui jouent au second degré.

(et en plus si tu y mélanges le vent moyen/10mn…)

Mais je pense avoir compris le principe de la mesure d’ensoleillement avec un capteur global (pyrano Davis ou différentiel de température) qui doit donc toujours se référer à l’ensoleillement théorique.

Seule la mesure de la différence entre le direct et le diffus permet de s’affranchir de cette référence.

Pour la méthode par différence de température, il n’y a aucune chance que je me lance dans la fabrication de capteurs en série !

Je suis parfaitement convaincu qu’une station équipée d’origine d’un pyranomètre sera toujours bien plus précise.

L’intérêt de cette méthode différentielle était de montrer qu’avec des moyens vraiment très simples (une station non équipée pour mesurer le soleil !) on pouvait obtenir de très bons résultats, surtout sur la mesure de la couverture nuageuse, et ceci sans réglage spécifique et sans ajustement longs et compliqués de coefficients.

En six mois d’observations/enregistrements, je n’ai jamais observé un qualificatif de Wswin32 (ensoleillé, nuageux, peu nuageux, etc…) qui ne correspondait pas à la réalité.

(ce qui apparemment n’est pas le cas chez toi)

Je trouve cela fascinant par rapport aux moyens mis en œuvre.

Et puisque le terme « très bons résultats » te choque (à juste titre, j’en conviens pour la durée d’ensoleillement), peux-tu me dire où je peux trouver sur Internet des mesures d’ensoleillement dans ma région pour pouvoir comparer ?

Je n’ai trouvé que les moyennes sur 30 ans à Paris Montsouris (sur Infoclimat)

[cirrus007]

J'ai le lien ci dessus:

http://www.meteociel.fr/accueil/enso.php

La carte présente des infos sur l'ensoleillement, je ne sais pas si on faut s'y fier. Peut-etre que ça pourra vous aider, on sait jamais

PS: la carte donne les mesures de l'ensoleillement pour la veille.

Cordialement Cirrus007

[cirrus007]

euh le lien ci dessous

[mm91]

J'ai le lien ci dessus:

http://www.meteociel.fr/accueil/enso.php

La carte présente des infos sur l'ensoleillement, je ne sais pas si on faut s'y fier. Peut-etre que ça pourra vous aider, on sait jamais /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

PS: la carte donne les mesures de l'ensoleillement pour la veille.

Cordialement Cirrus007

Merci Cirrus pour ce lien.

Mais ceci est beaucoup trop imprécis sur le lieu, il faudrait au moins à l'échelle d'un département.

Il faudrait également différentes échelles de durée: par jour, par semaine, par mois, par année, avec les valeurs archivées (et pas seulement les valeurs de la veille).

[Patricia Régnier]

connaissiez-vous cette adresse où sont enregistrées les stations ?

[jcg]

La mesure de l’ensoleillement et de la couverture nuageuse:

Elle est possible assez facilement, même avec une station non équipée d’un capteur d’ensoleillement (si, si !),

Elle est surtout passionnante et indispensable comme paramètre météo.

Le logiciel Wswin32, grâce à une méthode assez géniale, est capable de fournir des résultats d’une étonnante précision.

Chaque fois que le sujet a été abordé dans les forums sur son paramétrage et son fonctionnement, il s’est souvent soldé par un constat d’incompréhension.

(dû principalement à la très mauvaise traduction de l’allemand vers l’anglais de son « Aide » par ailleurs très bien faite)

J’ai un peu « bossé » la question (depuis six mois quand même !) et vous livre mes résultats.

Il reste de grandes zones d’ombre (c’est le cas de le dire !) et ce document évoluera avec vos commentaires.

Ce n’est pas une bible, mais plutôt l’ouverture d’un débat.

Mesure de l'ensoleillement et de la couverture nuageuse

Bonjour Michel, Encore une fois merçi et bravo pour cet excellent travail , ainsi que l'esprit général qui t'anime dans cette recherche de solutions pour pouvoir tirer le meilleur parti des stations météo basiques.

Je me suis donc lancé dans la lecture de ton document , et j'ai voulu créer une sonde de température modifiée afin qu'elle me donne la température au soleil . Ce petit capteur de température est enfermé dans une boîte noire, située au sommet d'un mat ensoleillé toute la journée. Je n'ai en effet pas voulu sacrifier ma sonde de température interne à cet usage.

J'ai depuis beaucoup de mal à obtenir le graphique d'ensoleillement .En effet si je coche la case "différences de température", je ne peux pas modifier la sonde qui va servir à cette mesure : la numéro 1 reste cochée et je ne peux pas changer le numéro de sonde. En l'occurrence j'ai mis les données de ma sonde solaire à la place de la sonde intitulée mesure foliaire (sonde n° 9).( Je précise que j'utilise une station WS 2300 et que par conséquent j'ai coché Vantage Pro dans WisWin. ).Avec cette méthode je n'obtiens aucun affichage d'ensoleillement.

Le seul moyen d'obtenir un résultat valable, est de copier les valeurs de ma sonde solaire à la place de mes valeurs de température interne. Dans ce cas tout fonctionne à merveille . Mais je perds ma température interne , chose que je ne souhaite pas /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> .

J'ai alors essayé de cocher la case "utiliser la sonde de température modifiée comme sonde solaire".Dans cette configuration, je peux modifier l'onglet "sonde modifié" et afficher ma sonde de mesures foliaire (sonde n° 9). Mais rien ne se passe, je n'ai pas d'affichage de ma durée d'ensoleillement.

En fait j'ai peur de ne pas avoir compris le fonctionnement de la sonde de température modifiée comme sonde solaire. Il faudrait pouvoir afficher quelque part le numéro des sondes dont on veut calculer la différence (la sonde numéro 2 et la sonde numéro 9 dans mon cas).

As-tu une idée à ce sujet ? J'espère avoir été clair dans mes explications.

Salutations

JC