Sonne - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 34

Abb. 2.8 Beispiel für Spektrumsänderung durch Rayleigh-Streuung und Gasabsorption beim
Durchgang durch die Atmosphäre gegenüber der extraterrestrischen Strahlung. Insbesondere sei auf
die Absorption von Wasserdampf im infraroten Bereich (λ > 780 nm) hingewiesen. Den Einfluss der
Wellenlängenabhängigkeit zeigt sich in der von Iqbal ( 1983 ) übernommene Darstellung. Der relative
Luftmassenfaktor ( AM ) beträgt AM = 1, d. h senkrechter Durchgang. Der Wasserdampf in der Atmo-
sphäre wurde mit einer kondensierbaren Menge von 2 cm angenommen

≈ 1

λ 4 .

(2.14)

Dies bedeutet, je kleiner die Wellenlänge ist desto größer ist die Streuung des Lichts. Die
direkte Strahlung erleidet eine geringe Rotverschiebung, die bei langen Wegen durch die
Atmosphäre auch mit dem Auge erkennbar ist. Dementsprechend besitzt das Spektrum
der diffusen Strahlung an klaren Tagen eine Verschiebung zu kleineren Wellenlängen ver-
glichen mit der direkten Strahlung. Der hier gültige Transmissionsfaktor ist D AM

RS .
Die Mie-Streuung in der Atmosphäre erfolgt an Aerosolen. Die Größe der Streukörper
oder Teilchen ist größer oder entspricht in etwa der Wellenlänge  des Lichts. Die Streu-
intensität der Mie-Streuung skaliert annähernd mit 1/  . Meist wird sie aber vereinfachend
als unabhängig von der Wellenlänge  angenommen. Diffuses Licht nach der Mie-Streu-
ung ist daher weiß. Der Transmissionsfaktor der Atmosphäre gegenüber der Mie-Streuung
ist D AM

AE .
Beide Aspekte werden im Detail in den nachfolgenden Abschnitten näher beleuchtet.

2.3.4.1 Absorption in der Atmosphäre
Bei der Absorption handelt es sich um eine Dissipation einer Welle in einem Körper, die
einen Intensitätsverlust bedeutet. Die Absorption von Wellen pro Wegeinheit in einem
absorbierenden, homogenen Material ist eine Wahrscheinlichkeitsfunktion und damit in
jeder Eindringtiefe gleich.