Eclissi e radiazione solare - Dettagli tecnici

La radiazione solare rappresentata in figura 2 è l’irradianza globale su piano orizzontale. L’irradianza globale orizzontale è data dalla somma di due componenti: diretta e diffusa.

La componente diretta è costituita dalla potenza (per unità di area) trasportata dai raggi solari che attraversano indenni l’atmosfera terrestre senza essere intercettati dalle molecole dell’aria: è la più intensa ed è direzionale, provenendo da una zona molto ristretta di cielo, quella in cui si trova il Sole al momento. Di norma, la radiazione diretta si misura disponendo la superficie ricevente in posizione normale alla direzione di provenienza dei raggi solari; e poiché il Sole si sposta continuamente, la stazione di acquisizione è dotata di un sistema elettro-meccanico che ‘punti’ il Sole ‘inseguendone’ la posizione angolare durante il giorno (l’inseguitore solare è visibile nella figura che mostra la stazione della Casaccia).
Ciò che viene misurata in questo modo è l’irradianza diretta normale (acronimo: DNI, da Direct Normal Irradiance), per poterla sommare all’irradianza globale, occorre prima riportarla dal piano normale a quello orizzontale, calcolo che si effettua tenendo conto dell’angolo zenitale. L’esame delle misure di DNI presso la Casaccia – in questa pagina il grafico relativo è omesso – ha mostrato un andamento simile a quello già commentato per la globale: un calo deciso della DNI nella fase iniziale dell’ellissi, seguito da un aumento ancor più deciso nella fase finale. Da un valore di DNI pari a 566 W/m2 raggiunti all’inizio dell’eclissi, si è scesi a 245 W/m2 al momento di massima copertura, per risalire a poco più di 600 W/m2 quando il fenomeno è terminato (invece in condizioni di cielo perfettamente sereno, il giorno precedente, alla stessa ora, il valore era stato di 700 W/m2).

A differenza della componente diretta, quella diffusa proviene da ogni parte dalla volta (emisfero) celeste, essendo costituita dalla radiazione solare intercettata dalle molecole dell’aria e deviata in maniera casuale in tutte le direzioni, anche verso il basso. In condizioni di cielo sereno, la componente diffusa è considerevolmente più piccola di quella diretta. Le misure effettuate in Casaccia hanno mostrato valori che da 270 W/m2 raggiunti prima dell’inizio dell’eclissi, sono scesi a 80 W/m2 nel momento di massimo occultamento, per risalire a poco oltre 200 alla fine del fenomeno. I valori di 270 e 200 sono un po’ più elevati rispetto a quelli riscontrati il giorno prima, 19 marzo, alle stesse ore, però in condizioni di cielo mediamente più sereno e terso; sono perciò spiegabili con l’episodio di annuvolamento che ha preceduto l’eclissi sul cielo di Casaccia. Le nubi infatti sono meno trasparenti alla radiazione solare, ne intercettano in misura maggiore rispetto alle restanti molecole dell’atmosfera e, di conseguenza, aumentano consistentemente l’intensità (e la percentuale) della componente diffusa a discapito di quella diretta.