إن المطلوب في المدارسة المناخية عادة هو قياس الإشعاع الشمسي على أساس عدد ساعات سطوع الشمس في اليوم ثم حساب متوسطاتها ومعدلاتها الشهرية والسنوية، والجهاز التقليدي المستخدم لهذا الغرض هو جهاز كامبل واستوكس، وهو مكون من كرة بلورية توضع في الشمس فتتجمع بواسطتها الأشعة في بؤرة تتحرك مع الشمس الظاهرية فتسجل حركتها على شريط خاص من الورق الداكن بشكل حرق طولي يظهر عندما تكون الشمس ساطعة ويختفي في حالة احتجابها بالسحب، ويمكن على هذا الأساس معرفة وقت سطوع الشمس وعدد ساعات سطوعها ابتداء من الشروق حتى الغروب ".

ونظرا لأن خط سير البؤرة يتغير بتغير درجة ميل أشعة الشمس من فصل إلى آخر فقد صممت أشرطة الورق بثلاثة أشكال يستخدم أحدها في فصل الصيف وأحدها في فصل الشتاء والثالث في فصلي الربيع والخريف.

وإلى جانب حساب المعدلات اليومية والشهرية والسنوية لعدد ساعات سطوع الشمس فمن المهم كذلك قياس قوة الإشعاع الشمسي، وتستخدم في هذا القياس عدة أجهزة أهمها:

1-ترمومتر النهاية العظمى للإشعاع الشمسي: ومهمته هي قياس النهاية العظمى للحرارة المستمدة من أشعة الشمس في |"طلالاليوم. وهو عبارة عن ترمومتر موضوع داخل غلاف زجاجي مفرغ تماما من الهواء حتى لا يتأثر بحرارة الجو بل يتأثر فقط بأشعة الشمس التي تخترق الغلاف الزجاجي وترفع درجة حرارة الزئبق في المستودع "شكل1".

2- جهاز قياس تأثير الأشعة الشمسية على الأجسام المعتمة والأجسام اللامعة:

وهو مكون من ترمومترين أحدهما ذو فقاعة مغطاة بمادة سوداء والثاني فقاعته لامعة، وتعرض فقاعتاهما لأشعة الشمس طول مدة سطوعها، ويدل الفرق بينهما على قدرة الأجسام المعتمة على امتصاص الأشعة وقدرة الأجسام اللامعة على ردها.

3- البرهيليومتر:

وهو جهاز إليكتروني به لوحتان إحداهما بيضاء والثانية، سوداء، فعندما تسقط الأشعة تنعكس من على سطح اللوحة البيضاء بينما تمتصها اللوحة السوداء، وتسجل تأثير الأشعة عليها إليكترونيا، ويدل الفرق بينهما على مقدار الأشعة التي يمكن أن تمتصها الأجسام المعتمة. شكل(3).

4- جهاز قياس الطاقة الإشعاعية على أساس قدرتها على تبخير مقادير معينه من الماء:

ويشتهر هذا الجهاز باسم راديومتر بيلاني Bellani Radiometer نسبة إلى اسم مخترعه "1826". ولهذا الجهاز فائدة مزدوجة إذ إنه يسجل مقدار الطاقة الواصلة من الشمس، كما يبين في نفس الوقت مقدار التبخر الناتج عنها. ويوجد في هذا الجهاز مستودع كروي محفوظ داخل كرة زجاجية ومتصل بأنبوبة شعرية يخرج منها البخار ليدخل في أنبوبة متسعة حيث يتكثف بها وتتجمع المياه الناتجة في طرفها حيث تقاس بواسطة مقياس مدرج موضوع فيها، وهذا الجهاز يقرأ يوميا، وعند إعادة استخدامه لا بد أن يقلب ليعود كل الماء المكثف إلى المستودع.

5- حساب الإشعاع الشمسي بالطرق الرياضية:

إلى جانب قياس الإشعاع الشمسي بالأجهزة السابقة فإن الطاقة الشمسية يمكن أن تحسب كذلك بالطرق الرياضية التي تدخل حساباتها عدة متغيرات أهمها عدد ساعات سطوع الشمس ونسبة ما يتغطى من السماء بالسحب. وقد اقترحت لذلك عدة معادلات من بينها المعادلة الآتية⁽¹⁾، وهي معادلة انحدار خطي بسيط Regression Equation

ش ع

________

= أ+ ب 

_______

ش ن

وفيها ش، ش هما مقدار ما يقع من الأشعة على سنتيمتر مربع من سطح الأرض ومقدار ما كان من الممكن أن يقع عليه إذا لم يكن هناك غلاف جوي. وتوجد جداول خاصة تبين مقدار هذا الإشعاع في أيام السنة على العروض المختلفة.

أما أ، ب فثابتان يستخرجان من حساب العلاقة بين المعدل الشهري لكل من الإشعاع الشمسي وعدد ساعات سطوع الشمس في المكان المراد حساب الإشعاع الشمسي به. أما ع فهي عدد الساعات الفعلية لسطوع الشمس في اليوم، كما يدل عليها جهاز كامبل وستوكس. أما ن فهي عدد الساعات المفترضة لسطوع الشمس، وهي تعني طول النهار على حسب ما هو معروف على دوائر العرض المختلفة.

_____________________________

(1) نعمان شحادة - "1983" المناخ العملي ,عمان , ص 56