مدة سطوع الشمس

مدة سطوع الشمس أو ساعات سطوع الشمس مؤشر مناخي ، يقيس مدة سطوع الشمس خلال فترة زمنية محددة (عادةً يوم أو سنة) لموقع معين على سطح الأرض ، ويُعبّر عنها عادةً كقيمة متوسطة على مدى عدة سنوات. وهو مؤشر عام على مدى غيوم الموقع، وبالتالي يختلف عن الإشعاع الشمسي ، الذي يقيس إجمالي الطاقة التي يوفرها ضوء الشمس خلال فترة زمنية محددة.

يُعبّر عن مدة سطوع الشمس عادةً بالساعات في السنة، أو بالساعات (المعدلة) في اليوم. يشير المقياس الأول إلى سطوع الشمس العام في موقع ما مقارنةً بمواقع أخرى، بينما يسمح المقياس الثاني بمقارنة سطوع الشمس في فصول مختلفة في الموقع نفسه. ^{[ 1 ]} ومن المقاييس الشائعة الأخرى النسبة المئوية لمدة سطوع الشمس المسجلة إلى مدة ضوء النهار في الفترة المرصودة.

يُعدّ استخدام بيانات مدة سطوع الشمس مهماً في تحديد خصائص مناخ المواقع، وخاصة المنتجعات الصحية. ويأخذ هذا الاستخدام في الاعتبار أيضاً التأثير النفسي لضوء الشمس القوي على صحة الإنسان. وكثيراً ما يُستخدم هذا الاستخدام للترويج للوجهات السياحية. ^{[ 1 ]}

إذا كانت الشمس فوق الأفق 50% من الوقت خلال سنة قياسية تتكون من 8760 ساعة، فإن أقصى مدة ظاهرية للنهار ستكون 4380 ساعة لأي نقطة على سطح الأرض. مع ذلك، توجد تأثيرات فيزيائية وفلكية تُغير هذه الصورة. تحديدًا، يسمح انكسار الضوء في الغلاف الجوي ببقاء الشمس مرئية حتى عندما تغرب فعليًا تحت الأفق . لهذا السبب، يكون متوسط ​​النهار (مع إهمال تأثيرات الغيوم) أطول في المناطق القطبية، حيث تقضي الشمس الظاهرية أطول وقت حول الأفق. تتمتع المناطق الواقعة على الدائرة القطبية الشمالية بأطول مدة نهار سنوية إجمالية، 4647 ساعة، بينما يتلقى القطب الشمالي 4575 ساعة. نظرًا لطبيعة مدار الأرض الإهليلجية ، فإن نصف الكرة الجنوبي غير متناظر: تتلقى الدائرة القطبية الجنوبية ، التي يبلغ عدد ساعات نهارها 4530 ساعة، خمسة أيام أقل من أشعة الشمس مقارنةً بالمناطق المقابلة لها . يبلغ إجمالي ساعات النهار على خط الاستواء 4422 ساعة في السنة . ^{[ 2 ]}

بالنظر إلى الحد الأقصى النظري لمدة النهار في موقع معين، هناك أيضًا اعتبار عملي يحدد متى تكون كمية ضوء النهار كافية لاعتبارها "ساعة مشمسة". تمثل ساعات سطوع الشمس "الساطعة" إجمالي الساعات التي تتجاوز فيها شدة ضوء الشمس عتبة محددة، على عكس الساعات "المرئية" فقط. على سبيل المثال، يحدث سطوع الشمس "المرئي" عند شروق الشمس وغروبها، ولكنه ليس قويًا بما يكفي لتحفيز مستشعر معياري. يتم القياس بواسطة أجهزة تُسمى مسجلات سطوع الشمس . ولغرض تسجيل مدة سطوع الشمس تحديدًا، تُستخدم مسجلات كامبل-ستوكس ، التي تستخدم عدسة زجاجية كروية لتركيز أشعة الشمس على شريط مصمم خصيصًا. عندما تتجاوز شدة الضوء عتبة محددة مسبقًا، يحترق الشريط. يتناسب الطول الإجمالي لأثر الاحتراق مع عدد الساعات الساطعة. ^{[ 3 ]} نوع آخر من المسجلات هو مسجل سطوع الشمس الأردني . تتميز المسجلات الإلكترونية الأحدث بحساسية أكثر استقرارًا من الشريط الورقي.

بهدف توحيد البيانات المقاسة عالميًا، حددت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) في عام 1962 تصميمًا موحدًا لجهاز تسجيل كامبل-ستوكس، يُسمى جهاز تسجيل سطوع الشمس المرجعي المؤقت (IRSR). ^{[ 1 ]} وفي عام 2003، تم تعريف مدة سطوع الشمس نهائيًا بأنها الفترة التي يتجاوز فيها الإشعاع الشمسي المباشر قيمة عتبة تبلغ 120  واط/ ^م² . ^{[ 1 ]}

تتبع مدة سطوع الشمس نمطًا جغرافيًا عامًا: تتميز خطوط العرض شبه الاستوائية (من 25° إلى 35° شمالًا/جنوبًا) بأعلى معدلات سطوع الشمس، نظرًا لوجود الجوانب الشرقية لأنظمة الضغط الجوي المرتفع شبه الاستوائية فيها، المرتبطة بهبوط الهواء على نطاق واسع من طبقة التروبوبوز العليا. وتقع العديد من أكثر المناطق جفافًا في العالم بالقرب من الجوانب الشرقية لأنظمة الضغط الجوي المرتفع شبه الاستوائية، مما يخلق ظروفًا جوية مستقرة، وحركة تيارات هوائية منخفضة، ورطوبة وغطاء سحابي قليل. وتُعد المناطق الصحراوية، ذات الضغط الجوي المرتفع شبه الثابت في طبقات الجو العليا وقلة التكثف - مثل شمال إفريقيا ، وجنوب غرب الولايات المتحدة ، وغرب أستراليا ، وجنوب الشرق الأوسط - أمثلة على المناخات الحارة المشمسة الجافة حيث تكون معدلات سطوع الشمس مرتفعة جدًا.

تُعدّ منطقتا الصحراء الكبرى الوسطى والشرقية، اللتان تغطيان مساحات شاسعة من دول صحراوية في معظمها مثل مصر والسودان وليبيا وتشاد والنيجر، وجنوب غرب الولايات المتحدة (أريزونا وكاليفورنيا ونيفادا)، من أكثر المناطق سطوعًا للشمس على مدار العام . [ 4 ] وقد صُنّفت مدينة يوما في ولاية أريزونا كأكثر مدن العالم سطوعًا ^{للشمس ، حيث} تتجاوز ساعات سطوع الشمس فيها 4000 ساعة سنويًا (حوالي 91% من ساعات النهار). ^[4 ] ^{[ 5 ] إلا أن} العديد من كتب المناخ تشير إلى وجود مناطق أكثر سطوعًا للشمس في شمال إفريقيا. ففي المنطقة التي تشمل شمال تشاد وجبال تيبستي وشمال السودان وجنوب ليبيا وصعيد مصر ، يُقدّر متوسط ​​ساعات سطوع الشمس السنوية بأكثر من 4000 ساعة. توجد أيضًا منطقة أصغر معزولة تتميز بأقصى سطوع للشمس في قلب القسم الغربي من الصحراء الكبرى، حول كتلة جبل إجلاب وعرق تشيش، على طول حدود الجزائر وموريتانيا ومالي ، حيث يتجاوز عدد ساعات سطوع الشمس 4000 ساعة سنويًا. ^{[ 6 ]} وتتلقى بعض المناطق في داخل شبه الجزيرة العربية ما بين 3600 و3800 ساعة من أشعة الشمس الساطعة سنويًا. وتُعد شمال أفريقيا أكبر منطقة مشمسة في العالم (أكثر من 3000 ساعة من أشعة الشمس سنويًا). أما شهر ديسمبر فهو أكثر شهور السنة سطوعًا للشمس في العالم، في شرق القارة القطبية الجنوبية، حيث تصل ساعات سطوع الشمس فيه إلى 23 ساعة يوميًا تقريبًا. ^{[ 7 ]}   

على النقيض، تتميز خطوط العرض العليا (أكثر من 50 درجة شمالاً/جنوباً) الواقعة في مناطق الرياح الغربية العاصفة بطقس غائم وغير مستقر ورطب ، وغالباً ما تشهد أدنى معدلات سطوع الشمس سنوياً. وتُعد المناخات المحيطية المعتدلة، كتلك الموجودة في شمال غرب أوروبا ، والساحل الشمالي الغربي لكندا ، ومناطق من الجزيرة الجنوبية لنيوزيلندا، أمثلة على المناخات الباردة والغائمة والرطبة، حيث تكون معدلات سطوع الشمس الصافية منخفضة للغاية. وتقع المناطق ذات أدنى معدلات سطوع الشمس سنوياً في الغالب فوق المحيطات القطبية، بالإضافة إلى أجزاء من شمال أوروبا، وجنوب ألاسكا، وشمال روسيا، والمناطق القريبة من بحر أوخوتسك . أما أكثر الأماكن غيوماً في الولايات المتحدة فهي خليج كولد باي في ألاسكا ، حيث يبلغ متوسط ​​أيام الغيوم الكثيفة 304 أيام (تغطي أكثر من ثلاثة أرباع السماء). ^{[ ٨ ]} بالإضافة إلى هذه المناخات المحيطية، قد تصل ساعات سطوع الشمس في بعض الأحواض ذات خطوط العرض المنخفضة المحاطة بالجبال، مثل حوضي سيتشوان وتايبيه ، إلى ١٠٠٠ ساعة فقط في السنة، حيث يهبط الهواء البارد باستمرار مكونًا ضبابًا لا تستطيع الرياح تبديده. ^{[ ٩ ]} تُعدّ تورشافن في جزر فارو من بين أكثر الأماكن غيومًا في العالم، إذ لا تتجاوز ساعات سطوع الشمس فيها ٨٤٠ ساعة سنويًا. أما جزيرة كامبل جنوب نيوزيلندا فهي أكثر غيومًا، حيث لا تتجاوز ساعات سطوع الشمس فيها ٦٤٧ ساعة سنويًا، بينما لا تتجاوز ساعات سطوع الشمس في محطة بيلينغسهاوزن قبالة شبه جزيرة أنتاركتيكا ٥٩١ ساعة سنويًا.

• قائمة المدن حسب مدة سطوع الشمس

• بوابة بيانات الأمم المتحدة  : المعايير القياسية للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية  : سطوع الشمس
• خريطة ساعات سطوع الشمس في أستراليا
• خريطة عالمية لمدّة سطوع الشمس (لقطة من شهر يونيو)
• خريطة عالمية لمدّة سطوع الشمس، مؤرشفة بتاريخ 26-06-2019 في أرشيف الإنترنت (المتوسط ​​السنوي)