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Lexikon der Geographie: Pyranometer

Pyranometer, Sammelbezeichnung für Messgeräte der kurzwelligen direkten und diffusen Strahlung. Die Sensoren werden durch eine schlierenfrei geblasene oder geschliffene Glaskuppel geschützt, welche gleichzeitig die langwellige Strahlung abschirmt. Messtechnisch werden Geräte verwendet, welche die Temperaturdifferenz zwischen verschiedenen der Strahlung exponierten schwarzen und weißen Flächen bestimmen. Die unterschiedliche Erwärmung beruht auf deren unterschiedlichem Absorptionsvermögen. Die Temperaturdifferenz erzeugt einen Thermostrom, dessen Stromstärke der Energieflussdichte der kurzwelligen Strahlung proportional ist. Zur Fehlerverringerung wird meist eine größere Zahl von Thermoelementen verwendet, die in Reihe geschaltet sind. Die spektrale Transmission der Glashaube und die spektrale Absorption der Schwärzung ermöglichen eine wellenlängenunabhängige Empfindlichkeit zwischen 0,3 bis 3,0 μm. Im Regelfall wird die Empfangsfläche horizontal ausgerichtet. Davon wird nur bei speziellen bioklimatischen Fragestellungen abgewichen. Soll nur die diffuse Himmelsstrahlung gemessen werden, dann wird die Sonnenbahn durch einen dünnen Schattenring abgedeckt, der dem täglichen Sonnengang anzupassen ist (Schattenring-Pyranometer). Zur Vermeidung von Tau- und Reifansatz auf der Kuppel wird diese häufig künstlich ventiliert. Soll auch die kurzwellige Strahlung mit erfasst werden, so wird die Glaskuppel durch eine Polyäthylenhaube ersetzt, welche für die langwellige Strahlung durchlässig ist. Derartige Geber heißen Pyrradiometer und finden u.a. in Strahlungsbilanzmessern Verwendung. Pyranometer haben die früher gebräuchlichen Schwarzkugelthermometer abgelöst, deren mit Quecksilber gefülltes Thermometergefäß geschwärzt war und deren Übertemperatur gegenüber einem nichtgeschwärzten Geber die Bestimmung der Globalstrahlung ermöglichte.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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