insolation maximale par mois

[thierry34]

Bonjour,

Je recherche la durée maximale d'insolation théorique par mois pour une ville donnée. Je n'arrive à trouver que des moyennes ou des grandeurs réelles mesurées. Je voudrais savoir, par exemple, en supposant que le soleil brille sans interruption pendant tout le mois de juin à Montpellier quel est le nombre d'heures d'insolation (>120 W/m²) ? J'ai cherché (peut être mal...) en vain sur les forums, si quelqu'un sait où trouver l'info merci d'avance.

[dann17]

Salut,

Tu peux faire ceci :

D étant la durée du jour, pour un jour donné j, et une latitude donnée φ

(faire ce calcul dans l'ordre)

j est le jour de l'année (1er janvier : j = 1, 15 février : j = 31+15 = 46, etc...)

δ

= 23.45 sin (0.9863 (j + 284)) (

δ

s'appelle la "déclinaison")

a = arccos (-[

tan (φ) tan (δ)

])

D = 2 a (24/360)

Pour Montpellier en juin (j'ai pris le 15 juin, et j'ai pris 44°N, même si je crois que c'est un peu moins), on trouve que la durée du jour vaut 15h16mn. Pour le mois entier, cela donne 458 h (approx). Si tu veux avoir plus de précision, tu fais le calcul pour le 1er juin, pour le 15 juin, et pour le 30 juin. Tu additionnes les 3 valeurs, tu divises le tout par 3. Puis tu multiplies ce résultat par 30.

Après, si tu exclues les valeurs d'irradiation comprises entre 0 et 120 W/m², cela revient à enlever environ 20 minutes par jour. Ce qui donne un résultat de 448 h environ.

[thierry34]

ok, merci beaucoup Dann17, je vais programmer cela dans un tableur Excel et lui faire effectuer les calculs.

Une dernière précision, quelle unité pour la latitude car on peut l'exprimer en degré et minutes ou en dixième si je ne m'abuse.

Merci

[dann17]

ok, merci beaucoup Dann17, je vais programmer cela dans un tableur Excel et lui faire effectuer les calculs.

Une dernière précision, quelle unité pour la latitude car on peut l'exprimer en degré et minutes ou en dixième si je ne m'abuse.

Merci

La latitude se donne toujours en degrés. Ce qu'on appelle la minute est une fraction d'un degré, telle que :

1 min = 1/60 degré. La minutes (et la seconde) sont en mode sexagésimal.

Généralement, on présente les résultats sous cette forme (sexagésimale).

Mais pour les calculs dans excel, il est préférable de mettre ces valeurs dans le mode décimal classique.

Par ex : 50°30' N = 50,5°N

Ou encore : 47°54'23" N = 47,9063888 °N

[gaet34]

Salut,

Tu peux faire ceci :

D étant la durée du jour, pour un jour donné j, et une latitude donnée φ

(faire ce calcul dans l'ordre)

j est le jour de l'année (1er janvier : j = 1, 15 février : j = 31+15 = 46, etc...)

δ

= 23.45 sin (0.9863 (j + 284)) (

δ

s'appelle la "déclinaison")

a = arccos (-[

tan (φ) tan (δ)

])

D = 2 a (24/360)

Pour Montpellier en juin (j'ai pris le 15 juin, et j'ai pris 44°N, même si je crois que c'est un peu moins), on trouve que la durée du jour vaut 15h16mn. Pour le mois entier, cela donne 458 h (approx). Si tu veux avoir plus de précision, tu fais le calcul pour le 1er juin, pour le 15 juin, et pour le 30 juin. Tu additionnes les 3 valeurs, tu divises le tout par 3. Puis tu multiplies ce résultat par 30.

Après, si tu exclues les valeurs d'irradiation comprises entre 0 et 120 W/m², cela revient à enlever environ 20 minutes par jour. Ce qui donne un résultat de 448 h environ.

Question bête, à quoi correspond le facteur 0.9863?

[dann17]

Question bête, à quoi correspond le facteur 0.9863?

Il n'y a pas de question bête en physique...

0.9863 = 360/365, c'est à dire que les 365 jours de l'années sont "convertis" en 360°.

[thierry34]

Merci Dann17 pour ces renseignements. J'ai fait un petit tableur Excel qui calcule la déclinaison, la durée du jour et estime l'insolation maxi. Je vous le mets si ça intéresse qq'un; il sufit juste de rentrer la latitude du lieu (case rouge O3).

http://www.meteoservian.fr/calcul_insolation_max.xlsx

[dann17]

Merci Dann17 pour ces renseignements. J'ai fait un petit tableur Excel qui calcule la déclinaison, la durée du jour et estime l'insolation maxi. Je vous le mets si ça intéresse qq'un; il sufit juste de rentrer la latitude du lieu (case rouge P3).

http://www.meteoservian.fr/calcul_insolation_max.xlsx

Super, ton petit tableur !

ps : juste une petite précision... vous vous apercevrez qu'il y a des problèmes de calcul (mais c'est normal) pour des latitudes supérieures au cercle polaire (cela signifie que la durée du jour est soit de 0 h, soit de 24 h).

[crabo]

Salut à tous,

Super travail vraiment.

Ca veut dire que pour calculer le pourcentage d'ensoleillement d'une ville, il ne faut pas partir sur la durée max possible mais bien sur les 4259 h, qui prennent en compte le paramètre >120 W/m2?

Sans tenir compte le relief bien entendu, qui reste indépendant de ce calcul.

Merci pour ce travail,

crabo

[thierry34]

Les 120 W/m² représentent une "norme" utilisée pour mesurer l'insolation. Cela correspond à peu près au moment où les objets ont une ombre distinguable. Cette ensoleillement est mesuré par un héliographe qui ne tient compte que du rayonnement solaire direct supérieur à 120 W/m² par convention. Beaucoup de station sont équipées de pyranomètres qui mesurent le rayonnement solaire global et donc cela tient compte des réflexions et autres phénomènes non directs. Lorsqu'on mesure la durée d'insolation avec un pyranomètre, on surestime cette durée notamment lorsque le temps est nuageux car la masse nuageuse renvoie un rayonnement non direct. C'était mon cas avec la station du lycée où je travaille (vantage pro 2). C'est pour cela que j'ai voulu calculer la durée maximale du jour et je fais une estimation de l'ensoleillement chaque jour en % puis grâce à mon tableur et aux formules de Dann17, j'en déduis un ensoleiillement approché. Ce n'est certes pas une valeur mesurée mais je pense que c'est plus proche du ressenti ensoleillement qu'avec le pyranomètre.

[crabo]

Bonjour,

Merci pour ces précisions.

Crabo

[thierry34]

Après avoir comparé les résultats d'insolation pour une journée totalement ensoleillée obtenue par le tableur et mesurée avec un pyranomètre, je pense qu'il faut enlever plus de 20 minutes par jour pour tenir compte de la limite 120 W/m². En ce moment, le lever du soleil sur Montpellier est vers 6H15 et les radiations solaires ne deviennent supérieures à 120 W/m² qu'après 7h30. Si c'est pareil le soir, c'est plutot 2h que 20 minutes qu'il aut soustraire à la durée totale du jour pour obtenir l'ensoleillement. Qu'en pensez-vous ?

[dann17]

Après avoir comparé les résultats d'insolation pour une journée totalement ensoleillée obtenue par le tableur et mesurée avec un pyranomètre, je pense qu'il faut enlever plus de 20 minutes par jour pour tenir compte de la limite 120 W/m². En ce moment, le lever du soleil sur Montpellier est vers 6H15 et les radiations solaires ne deviennent supérieures à 120 W/m² qu'après 7h30. Si c'est pareil le soir, c'est plutot 2h que 20 minutes qu'il aut soustraire à la durée totale du jour pour obtenir l'ensoleillement. Qu'en pensez-vous ?

Oui tu as raison, j'avais donné cette valeur (20 minutes) un peu trop rapidement. Mais attention, les pyranos sont très souvent placés à l'horizontale. Or le rayonnement solaire direct doit normalement se mesurer selon un plan normal. Je viens de vérifier : il se passe un peu plus de 30 minutes en moyenne entre le lever du soleil et la valeur de 120 W/m². Donc il faut enlever une heure par jour, soit un peu plus de 30 heures sur le total calculé.

[thierry34]

ok, merci pour la précision, je corrige dans mon tableur.

[mogador]

Les 120 W/m² représentent une "norme" utilisée pour mesurer l'insolation. Cela correspond à peu près au moment où les objets ont une ombre distinguable. Cette ensoleillement est mesuré par un héliographe qui ne tient compte que du rayonnement solaire direct supérieur à 120 W/m² par convention. Beaucoup de station sont équipées de pyranomètres qui mesurent le rayonnement solaire global et donc cela tient compte des réflexions et autres phénomènes non directs. Lorsqu'on mesure la durée d'insolation avec un pyranomètre, on surestime cette durée notamment lorsque le temps est nuageux car la masse nuageuse renvoie un rayonnement non direct. C'était mon cas avec la station du lycée où je travaille (vantage pro 2). C'est pour cela que j'ai voulu calculer la durée maximale du jour et je fais une estimation de l'ensoleillement chaque jour en % puis grâce à mon tableur et aux formules de Dann17, j'en déduis un ensoleiillement approché. Ce n'est certes pas une valeur mesurée mais je pense que c'est plus proche du ressenti ensoleillement qu'avec le pyranomètre.

Merci pour ces précisions. D'après mes infos, il y a même certains services météo nationaux qui utilisent des pyranomètres et non des héliographes.

Aparemment, si la référence reste l'héliographe, l'ensoleillement calculé sur la base du rayonnement global mesuré par le pyrano dépend de l'algorithme utilisé. En 2006 le service metéo néerlandais (KNMI) et l'université d'Utrecht avaient publié une étude dans laquelle était comparée la durée mesurée par l'héliographe Kipp & Zonen CH1 (en service dans ce pays) à celle mesurée par le pyranomètre (du même fabricant) avec trois algorithmes différents.

Une méthode pour déterminer le rayonnement direct semble être d'installer un deuxième pyranomètre, ombragé, qui ne mesurera que le rayonnement indirect et ensuite d'en soustraire le résultat du rayonnement global.

http://www.knmi.nl/bibliotheek/knmipubWR/WR2006-06.pdf

Même si L'OMM a défini des normes, on est loin de réellement pouvoir comparer les mesures d'ensoleillement d'un pays à l'autre. Certains services utilisent encore l'ancien Campbell Stokes qui a tendance à surestimer l'ensoleillement, d'autres estiment l'ensoleillement à partir du rayonnement global, d'autres encore utilisent leur propre seuil (Météo Suisse 200 w / m2).

[dann17]

Merci pour ces précisions. D'après mes infos, il y a même certains services météo nationaux qui utilisent des pyranomètres et non des héliographes.

Aparemment, si la référence reste l'héliographe, l'ensoleillement calculé sur la base du rayonnement global mesuré par le pyrano dépend de l'algorithme utilisé. En 2006 le service metéo néerlandais (KNMI) et l'université d'Utrecht avaient publié une étude dans laquelle était comparée la durée mesurée par l'héliographe Kipp & Zonen CH1 (en service dans ce pays) à celle mesurée par le pyranomètre (du même fabricant) avec trois algorithmes différents.

Une méthode pour déterminer le rayonnement direct semble être d'installer un deuxième pyranomètre, ombragé, qui ne mesurera que le rayonnement indirect et ensuite d'en soustraire le résultat du rayonnement global.

http://www.knmi.nl/bibliotheek/knmipubWR/WR2006-06.pdf

Même si L'OMM a défini des normes, on est loin de réellement pouvoir comparer les mesures d'ensoleillement d'un pays à l'autre. Certains services utilisent encore l'ancien Campbell Stokes qui a tendance à surestimer l'ensoleillement, d'autres estiment l'ensoleillement à partir du rayonnement global, d'autres encore utilisent leur propre seuil (Météo Suisse 200 w / m2).

Tout à fait.

Il est certain que la méthode la plus logique et la plus pertinente consisterait à déterminer l'irradiation et non seulement le nombre d'heures d'ensoleillement. Car il n'y a pas besoin de fixer arbitrairement un seuil pour mesurer l'irradiation.

[crabo]

Hello à tous,

On parlait justement il y a quelque temps de la différence d'ensoleillement entre l'Europe et les États Unis,et il y avait en effet une différence entre les score de durée (héliographe) et les taux annuels d'irradiation. Cette dernière methode de calcul à ce que j'ai compris est plus pertinente car elle ne prends pas en compte uniquement un ciel dégagé, mais aussi l'éclairage diffus, car la lumière du jour traverse la couverture nuageuse et irradie, même si c'est plus faiblement le sol.

J'espère ne pas être trop à côté de la plaque.

Crabo