Spis treści

1.WSTĘP I CEL PRACY

1.WSTĘP I CEL PRACY

Nie ma takiego myślącego człowieka, któryby nie uznawał, że promieniowanie słoneczne jest źródłem wszelkiego życia na Ziemi. Każdemu z nas wiadomo, jak wielki i zasadniczy wpływ wywierają promienie Słońca na całokształt otaczających nas zjawisk.

Jakże różnie odczuwamy stany pogody zależnie od rodzaju usłonecznienia, jak rozmaicie reaguje nasz organizm i ogólnie nasze samopoczucie, gdy Słońce praży, gdy jest ono blade lub gdy nie widać go wcale poprzez chmury. Podobnie jak na ludzi, niemniej zasadniczy wpływ wywiera obecność Słońca i natężenie promieniowania na świat zwierzęcy, roślinny i na całokształt stosunków fizjograficznych. (Gorczyński, 1950)

Promieniowanie słoneczne było zawsze i jest fascynującym i zarazem intrygującym umysły ludzkie nośnikiem energii świetlnej, cieplnej
i fotochemicznej. Dopływa ono do powierzchni Ziemi w niewyczerpalnych ilościach, zasoby więc tych trzech rodzajów energii są nieograniczone
w naszym ziemskim wyobrażeniu. Wykorzystanie tej energii na powierzchni Ziemi jest jednak bardzo trudne zarówno z przyczyn naturalnych (nierównomierny i niejednostajny dopływ, mała gęstość strumienia), jak i technicznych oraz fizjologicznych (mała sprawność przetworników energii promieniowania i mała sprawność fotosyntezy).

Człowiek - podobnie do świata zwierzęcego i roślinnego - drogą ewolucji przystosował się do wykorzystywania energii promieniowania słonecznego, kształtowanej czynnikami natury ziemskiej czy też kosmicznej. Współczesny człowiek natomiast ze względu na potrzeby cywilizacyjne, uwarunkowane ekonomicznie i nie tylko - chciałby podporządkować to promieniowanie z maksymalną wydajnością swoim szczególnym celom. W celu skutecznego realizowania tych zamierzeń niezbędna jest m.in. dokładna znajomość rozkładu w czasie i przestrzeni geograficznej promieniowania słonecznego oraz warunków jego dopływu do powierzchni Ziemi.

Podstawą do poznania skomplikowanych warunków klimatu solarnego jest znajomość usłonecznienia. Usłonecznienie dostarcza informacji o wymiarze czasu (liczba godzin), w którym promienie słoneczne docierają bezpośrednio (przy nie przesłoniętym chmurami Słońcu) do powierzchni Ziemi. Usłonecznienie jest miarą jednostronną, mimo to jest ono bardzo przydatne do określenia klimatu solarnego, aczkolwiek nie informuje ani o energii promieniowania słonecznego, ani o jego rozkładzie widmowym. (Kuczmarski, 1990)

Ilość, natężenie i czas dopływu do powierzchni Ziemi energii promienistej Słońca określamy, jak wiadomo, za pomocą pomiarów aktynometrycznych i heliograficznych. Wyniki pierwszych z nich dotyczą zagadnienia natężenia promieniowania lub helioradiacji, drugie, odnoszące się do usłonecznienia zwanego także insolacją (zwłaszcza we francuskiej literaturze naukowej) - wyrażane są w godzinach i w minutach na dzień lub w sumach godzin przypadających na rok, miesiąc, itp.

Wielkość usłonecznienia, a zatem długość czasu, w którym dopływa bezpośrednie promieniowanie Słońca zależne jest od natężenia tego promieniowania, a nadto od długości dnia, od zachmurzenia i od przezroczystości atmosfery. Wszelkie zakłócenia przezroczystości powietrza wpływają na zwiększenie ekstynkcji promieniowania słonecznego, a tym samym na skracanie czasu rejestrowania przez heliograf. (Zinkiewicz, 1962)

Dla fizjologii człowieka duże znaczenie ma promieniowanie nadfioletowe Słońca, które jest bardzo aktywne biologicznie. Jednak tylko mała część tego promieniowania dociera do powierzchni Ziemi. Ta znacząca ilość i jakość promieniowania potrzebna np. w helioterapii występuje w niektórych miesiącach roku i w pewnych godzinach dnia. (Kuczmarski, 1990)

W swojej pracy podejmuję próbę porównania warunków insolacyjnych w wybranych miastach na Lubelszczyźnie w latach 1991-1996. Analiza obejmuje dane z pięciu stacji i posterunków meteorologicznych: Puławy, Włodawa, Zamość, Chełm (Bezek) i Lublin (Radawiec). Materiałem wyjściowym do niniejszej pracy były wartości sum dziennych
i miesięcznych usłonecznienia rzeczywistego oraz wartości zachmurzenia z trzech terminów zanotowane w latach 1991-1996.

Przedmiotem mojego rozważania jest usłonecznienie, rozumiane jako czas dopływu bezpośredniego promieniowania słonecznego w danym miejscu. Podstawowymi charakterystykami usłonecznienia są: usłonecznienie rzeczywiste (bezwzględne), możliwe (astronomiczne)
i względne. Dodatkowymi charakterystykami są: liczba dni bez usłonecznienia oraz liczba dni w przedziałach czasowych: ≥4godz., ≥6godz., ≥10godz.

W tym miejscu pragnę także złożyć podziękowania Panu prof. dr hab. Bogusławowi M. Kaszewskiemu za udostępnienie mi niezbędnych materia-łów oraz życzliwą pomoc i cenne wskazówki przy pisaniu niniejszej pracy.

2. PRZEGLĄD LITERATURY

Piśmiennictwo o warunkach insolacyjnych Polski, przedstawione w tej pracy w układzie chronologicznym, jest raczej skromne. Złożyło się na to kilka przyczyn. Główną przyczyną była (do 1951r.) mała liczba stacji, na których rejestrowano usłonecznienie i promieniowanie. Brak odpowiednich danych źródłowych w odniesieniu zarówno do wielolecia, jak i do całego obszaru kraju nie pozwalał opracowywać pogłębionych analiz warunków insolacyjnych dla Polski. Można było opracowywać jedynie warunki pojedynczych miejscowości i to na podstawie przeważnie tylko kilkuletnich danych, nie dających pełnego obrazu warunków solarnych. (Kuczmarski, 1990)

Mimo tych niedostatków ukazało się wiele cennych, pionierskich publikacji. Są to przede wszystkim publikacje W.Gorczyńskiego (1903, 1913, 1948, 1950, 1951) i E.Stenza (1927, 1928, 1930), zasłużonych badaczy promieniowania słonecznego. Pierwszą pracę dotyczącą usłonecznienia obszaru Polski napisał W.Gorczyński (1913). Wykorzystał
w niej materiały pochodzące z 19 stacji, z których tylko 10 znajduje się na obszarze dzisiejszej Polski. W kolejnej pracy (1950) autor opisuje sposoby mierzenia promieniowania słonecznego oraz przyrządy do tego celu stosowane. E.Stenz (1928) daje ogólną charakterystykę usłonecznienia
w Polsce na podstawie heliogramów z 10-ciu stacji. Ten sam autor wykonał opracowanie w 1930 r., w którym poddał analizie materiał z 18 miejscowości ( 6 poza granicami kraju). Z powodu różnej długości
i nieciągłości okresów obserwacyjnych, sprowadzono dane do jednolitnego okresu 20-letniego (1891 - 1910). Na podstawie otrzymanego tą drogą materiału podjęto próbę wyznaczenia rozkładu geograficznego usłonecznienia w Polsce na 5-ciu mapkach (dla roku i czterech pór roku).

P.Demiańczuk (1951) podaje wartości średnich całkowitego promieniowania Słońca dla Gdyni i Warszawy za okres 1928-1937. Celem pracy M.Mackiewicz (1953) było zbadanie własności atmosfery pod względem przepuszczalności promieniowania słonecznego oraz odtworzenie rozkładu przestrzennego insolacji dla ziem Polski.

S.Chełchowski (1954) przedstawia najwyższe absolutne, bezwzględne, i średnie miesięczne wartości promieniowania słonecznego mierzone w stacjach z całego świata. W.Zinkiewicz (1962, 1967/68) opracował usłonecznienie względne Polski na podstawie danych o zachmurzeniu z 61 stacji synoptycznych. M.Kraujalis (1963) przedstawia sposób wykonania mapy, wyrażającej wpływ czynników lokalnych na bilans promieniowania długofalowego.

L.Kuczmarska (1963, 1970) opracowała usłonecznienie polskiego wybrzeża Bałtyku i całej Polski. W pracach L.Kuczmarskiej i J.Paszyńskiego (1964a, b) wykorzystano dane o usłonecznieniu do określenia ilości energii słonecznej docierającej do powierzchni obszaru Polski w poszczególnych miesiącach roku dla 60-ciu stacji meteorologicznych. K.Kłysik (1969) w swej publikacji o usłonecznieniu
w Polsce, opartej niestety tylko na kilkuletnich danych dla paru miejscowości, wysunął propozycję dynamicznego analizowania usłonecznienia. S.Marszczak (1970) przedstawia drogę światła słonecznego i jego energię.

J.Podogrodzki (1970) w oparciu o zebrane wyniki rejestracji promieniowania całkowitego scharakteryzował przebieg i zakres wahań sum miesięcznych, sezonowych i rocznych tego promieniowania oraz rozmieszczenie go na obszarze Polski. Podkreślił wpływ zachmurzenia na omawiane wartości. K.Chomicz i L.Kuczmarska (1971) zbadali zależność usłonecznienia od zachmurzenia wykorzystując równania regresji. Równania te umożliwiają obliczenie miesięcznych wartości usłonecznienia w godzinach.

W.Zinkiewicz i A.Zinkiewicz (1973) posługując się danymi z lat 1951-60 scharakteryzowali województwo lubelskie opisując promieniowanie słoneczne, usłonecznienie względne, stosunki cyrkulacyjne, typy pogody, stosunki anemologiczne, temperatura powietrza, wilgotność powietrza, parowanie wody, zachmurzenie nieba, dziedziny klimatyczne. Ci sami autorzy w roku 1975 stworzyli pierwszy
i jak dotychczas jedyny atlas klimatyczny dla Lubelszczyzny.

E.Michna (1974) opracował usłonecznienie województwa lubelskiego na tle usłonecznienia Polski; charakterystykę usłonecznienia województwa oparł na wynikach pomiarów z 7 stacji, a zachmurzenia - z 23 stacji. Na podstawie zachmurzenia Michna obliczył szacunkowe wartości usłonecznienia.

Bardzo cenny wkład do literatury opisującej warunki insolacyjne wniosła H.Niedziałek (1973, 1974, 1977, 1980, 1981, 1982, 1983, 1986). Pierwszy komunikat H.Niedziałek (1973) miał na celu scharakteryzowanie promieniowania całkowitego na obszarze województwa rzeszowskiego, następny (1974) dotyczy promieniowania efektywnego w województwie lubelskim. Kolejna seria opracowań zawiera charakterystykę promieniowania słonecznego w Puławach (1977), próbę określenia, czy
i w jakim stopniu promieniowanie słoneczne wykazuje związek z poszczególnymi rodzajami mas powietrznych występującymi w Puławach (1980, 1981, 1982, 1983). W pracy z 1986 r dzienne i miesięczne sumy promieniowania całkowitego w 1980 r. w Puławach autorka porównała z analogicznymi wartościami dla 15-lecia 1966 - 1980.

B.Krawczyk (1974) wyznaczyła wielkość strat w dopływie do powierzchni Ziemi bezpośredniego promieniowania słonecznego, spowodowanych przez parę wodną znajdującą się w atmosferze. A.Madany (1977) zawarła w swoim skrypcie m.in.: podstawowe wiadomości o atmosferze ziemskiej i promieniowaniu słonecznym zakładając znajomość termodynamiki. Następnym skryptem, wydanym również przez Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej jest praca J.Pruchnickiego (1977) zawierająca wiadomości z zakresu metodyki opracowań klimatologicznych.

M.Gregorczuk i M.Kuczmarski (1979) zbadali trend usłonecznienia
w Górnośląskim Okręgu Przemysłowym. Przebieg usłonecznienia rzeczywistego w ciągu roku przeanalizował M.Kuczmarski (1979). Opracował on w swej pracy również zmienność czasową i przestrzenną półrocznych sum usłonecznienia rzeczywistego, średnie sumy usłonecznienia w przedziałach czasowych oraz najwyższe wartości usłonecznienia w przedziałach jednogodzinnych dla południowych regionów Polski. M.Kuczmarski i J.Paszyński (1981) w swej pracy przeanalizowali zmienność czasową i przestrzenną usłonecznienia na ziemiach Polski z punktu widzenia możliwości praktycznego wykorzystania promieniowania słonecznego dla celów energetycznych. Treścią artykułów M.Kuczmarskiego (1982a,b) jest zagadnienie zróżnicowania przestrzennego usłonecznienia w Polsce w ciągu całego roku i w poszczególnych jego porach. Pozycja M.Kuczmarskiego (1990) jest monograficznym opracowaniem usłonecznienia. Podstawą opracowania były dane dla 60-ciu stacji sieci państwowej za 25-lecie 1951 -1975. Autor zawarł w swej pracy odpowiedzi na takie pytania jak, m.in.: jak kształtuje się zależność usłonecznienia od zachmurzenia ogólnego i od współrzędnych geograficznych?; jaką tendencje wykazuje usłonecznienie
w badanym wieloleciu?; czy i jak można sklasyfikować usłonecznienie pod względem typologicznym?

Artykuł Z.Pawlaka (1989) zawiera obszerne fragmenty pracy dyplomowej wykonanej w latach 1984 - 1985 w Zakładzie Klimatologii Instytutu Geografii Fizycznej Uniwersytetu im. A.Mickiewicza
w Poznaniu. W części wstępnej przedstawione zostały dotychczasowe instrumenty techniczne używane do pomiarów usłonecznienia oraz czynniki mające zasadniczy wpływ na dokładność jego rejestracji. Część następna zawiera opis techniczny heliografu nowego typu oraz wyniki badań usłonecznienia rzeczywistego.

A.Gluza i E.Filipiuk (1995) w swej pracy przedstawiają wyniki badań nad usłonecznieniem w Lublinie w latach 1952 - 1991. Wykorzystano wartości miesięczne, sezonowe i roczne usłonecznienia rzeczywistego, względnego i liczbę dni bez usłonecznienia.

Pozycja pod redakcją K.Kłysika (1995) zawiera szereg interesujących artykułów, m.in. dotyczących warunków insolacyjnych. T.Kozłowska-Szczęsna i J.Podogrodzki (1995) przedstawili zmiany usłonecznienia
i całkowitego promieniowania słonecznego w Warszawie, spowodowanych działalnością człowieka. K.Fortuniak (1995) w opracowaniu wykorzystał wartości codzienne usłonecznienia rzeczywistego oraz sumy miesięczne usłonecznienia w przedziałach godzinnych dla Łodzi. Celem pracy P.Rojana (1995) było określenie struktury całkowitego promieniowania słonecznego w Polsce, a także wpływu jaki wywierają na nią miasta i ośrodki przemysłowe.

Charakterystykę rocznego i dobowego przebiegu usłonecznienia
we Wrocławiu przedstawili M.Dubicka, J.Karal, P.Ropuszyński (1995). Przeanalizowali oni zmienność warunków usłonecznienia w dekadzie lat osiemdziesiątych przeprowadzonych w odniesieniu do prawidłowości stwierdzonych w ostatnim stuleciu.

A.Martynuska i M.Baranowska (1996) przeprowadziły badania skupiające się przede wszystkim wokół problemów związanych z działaniem UV na zdrowie człowieka. O wpływie energii słonecznej na człowieka i jej wykorzystaniu pisał także B.Dziedzic (1996). K.Kożuchowski (1996) opisał biologiczne znaczenie pasm promieniowania w widmie słonecznym. M.Schmidt (1997, 1998) w swych pracach opisuje Słońce i jego promieniowanie oraz promieniowanie Ziemi, promieniowanie zwrotne atmosfery, wypromieniowanie efektywne, bilans radiacyjny
i bilans cieplny.

A.Woś (1995) w pracy dotyczącej ogólnego zarysu klimatu Polski przedstawił czynniki radiacyjne kształtujące klimat. Kolejna pozycja tego autora (Woś, 1996) opisuje sposób prowadzenia pomiarów i obserwacji meteorologicznych, a także wszystkie ważniejsze elementy meteorologiczne.

Nierozerwalnie z usłonecznieniem wiąże się zachmurzenie. Zagadnieniem zachmurzenia w Polsce zajmował się szczegółowo W.Warakomski (1962, 1963) publikując kilka bardzo cennych prac.

Za przykład cennego opracowania usłonecznienia w literaturze zagranicznej może posłużyć publikacja F.Lindholma (1955) dotycząca Szwecji. Publikacja ta jest dobrym przyczynkiem do poznania metod badawczych możliwych do zastosowania w badaniach usłonecznienia. Wartościowym dziełem w literaturze rosyjskiej dotyczącym promieniowania słonecznego jest książka N.N.Kalitina (1938), której jeden rozdział streściła N.Okulicz (1948). Dobrym przykładem metodycznym badania zmienności zachmurzenia i usłonecznienia na dużym obszarze oraz długim okresie jest publikacja J.K.Angell'a, J.Korshover'a i G.T.Cotton'a (1984). Autorzy oparli swe rozważania na 33-letniej (1950 - 1982) serii rejestracyjnej z 101 stacji heliograficznych rozmieszczonych na obszarze Stanów Zjednoczonych.

3. CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW INSOLACYJNYCH

3.1. Pojęcie usłonecznienia

Pojęcie usłonecznienia ma podwójne znaczenie, ponieważ oznacza ono albo usłonecznienie rzeczywiste, albo usłonecznienia względne. Pod pojęciem usłonecznienia rzeczywistego rozumie się liczbę godzin,
w których promieniowanie Słońca dociera bezpośrednio do powierzchni Ziemi (w przedziale widzialnej części widma). Trzeba tu zaznaczyć, że usłonecznienie rzeczywiste jest rejestrowane przez odpowiedni przyrząd (w naszym przypadku przez heliograf Campbella-Stokes'a) ze wszystkimi konsekwencjami meteorologicznymi. Heliograf bowiem ze względu na swoją czułość progową i spektralną oraz bezwładność wskazań daje nieco zniekształcony obraz usłonecznienia faktycznego. Pod pojęciem usłonecznienia względnego natomiast rozumie się stosunek (wyrażony
w procentach) usłonecznienia rzeczywistego do usłonecznienia możliwego w określonym przedziale czasowym. Standardowe usłonecznienie względne oblicza się w stosunku do usłonecznienia astronomicznie możliwego (tj. dla horyzontu astronomicznego) danej miejscowości czy miejsca. (Kuczmarski,1990).

Usłonecznienie możliwe można określać trzema sposobami: 1) jako astronomiczną długość dnia, zależną tylko od szerokości geograficznej
i deklinacji Słońca; 2) jako odstęp czasu pomiędzy rzeczywistym wschodem i zachodem Słońca w danym punkcie, a więc z uwzględnieniem zakrycia horyzontu; 3) jako odstęp czasu pomiędzy momentami początku
i końca rejestracji heliograficznej w dni pogodne. (Chomicz, Kuczmarska, 1971)

Usłonecznienie potencjalne, czyli możliwe astronomicznie, jest
w założeniu uwarunkowane tylko czynnikami astronomicznymi, a więc jest to usłonecznienie ciągłe od wschodu do zachodu Słońca. Usłonecznienie to określa bezwzględne, potencjalne usłonecznienie dla każdej szerokości geograficznej. Usłonecznienie względne wyraża w pewnym sensie „sprawność układu transmisyjnego”: Słońce - atmosfera - powierzchnia Ziemi.

Dla miejscowości górskich powinno się obliczać usłonecznienie względne ze stosunku usłonecznienia rzeczywistego do usłonecznienia topograficznie możliwego (tj. dla horyzontu fizycznego) danego miejsca. Usłonecznienie możliwe topograficznie, jest to usłonecznienie rzeczywiste pomniejszone o czas, w którym na drodze promieni słonecznych, przy pozornym ruchu Słońca na nieboskłonie, znajduje się przeszkoda (np. góry, drzewa, zabudowanie) nie dopuszczające promieni słonecznych do przyrządu rejestrującego.

Przy analizie usłonecznienia rzeczywistego zarejestrowanego w danej miejscowości, niezbędna jest pewność, że zapis tego usłonecznienia nie został zniekształcony (przez częściowe zakrycie horyzontu).
W przeciwnym razie wprowadza się pewne poprawki. W przypadku miejscowości położonych w głębokich dolinach górskich, wpływ topografii jest nieunikniony i wyraźnie kształtuje warunki solarne. (Kuczmarski, 1990)

3.2. Metoda rejestracji usłonecznienia

Idea rejestracji usłonecznienia zrodziła się ze skomplikowanej
i kosztownej metody rejestrowania natężenia promieniowania bezpośredniego Słońca w funkcji czasu. Zmierzano różnymi łatwiejszymi sposobami do rejestrowania przynajmniej samego faktu dochodzenia promieniowania bezpośredniego od Słońca do powierzchni Ziemi.
W wyniku takich tendencji skonstruowano między innymi heliograf typu Campbella-Stokes'a. (Kuczmarski, 1990)

Zasadniczą częścią heliografu jest kula, wykonana z bezbarwnego szkła optycznego. Padające na kulę promienie słoneczne przechodzą przez nią załamując się tak, że po przejściu przez kulę skupiają się w ognisku. Na współśrodkowym z kulą szklaną pasie metalowym znajduje się uchwyt, w który wsuwany jest pasek papieru z oznaczoną na nim skalą czasu. Pasek papieru znajduje się w odległości ogniskowej od kuli szklanej.

Skupiające się w ognisku promienie słoneczne wypalają na pasku papieru ślad. Wraz z pozornym ruchem Słońca, zmienia swoje położenie ognisko, wobec czego wypalony ślad tworzy linię ciągłą wzdłuż paska.
W przypadku okresowego zasłaniania Słońca przez chmury powstaje na pasku ślad przerywany. Skala czasowa paska ma podziałkę godzinną
i półgodzinną, umożliwiającą określenie czasu trwania usłonecznienia. (Pruchnicki, 1977)

Ekstynkcja atmosferyczna, mgły i zamglenia oddziałują na rejestrację usłonecznienia, szczególnie przy niskich położeniach Słońca po wschodzie i przed zachodem, gdy promienie słoneczne przebywają długą drogę przez atmosferę (długa droga optyczna). Te czynniki są przyczyną opóźniania rozpoczęcia rejestracji względem wschodu Słońca i przyspieszają zakończenie rejestracji względem zachodu Słońca. Wartość progową szacuje się kątowo od 3 do 5° wysokości Słońcanad horyzontem lub energetycznie na około 279,2 W/m² natężenia bezpośredniego promieniowania Słońca. Można ją też oszacować czasowo na kilkanaście minut w lecie do kilkudziesięciu minut w zimie, zależnie od przezroczystości atmosfery przy bezchmurnych wschodach i zachodach Słońca.

Zasadnicze kryteria weryfikujące rzetelność otrzymywanych wyników rejestracji są następujące: heliograf powinien być umieszczony w miejscu „otwartym”, tzn. dostępnym dla promieni słonecznych w ciągu całego roku od wschodu do zachodu Słońca. Zasłonięcie horyzontu od strony północnej nie wpływa na wyniki rejestracji. Od strony południowej kąt wzniesienia obiektów zakrywających horyzont powinien być równy: A<66°33' - φ, gdzie φ - oznacza szerokość geograficzną miejsca rejestracji usłonecznienia, A - kąt wzniesienia obiektów. Od strony wschodniej
i zachodniej zakrycie horyzontu może dochodzić do około 3˚ wzniesienia, gdyż począwszy od tej wysokości (przy bardzo dobrej przezroczystości atmosfery) może zacząć się rejestracja usłonecznienia. (Kuczmarski, 1990)

Opisany heliograf jest jednym ze starszych tego typu przyrządów, obecnie jeszcze stosowanych. Współczesne heliografy budowane są jako przyrządy termiczne lub fotoelektryczne.

W pracy niniejszej nie uwzględniono poprawki heliograficznej, tj. różnicy czasu między wschodem Słońca, a początkowym punktem wypalonego śladu na heliogramie oraz między ostatnim punktem rejestracyjnej linii heliogramu a momentem zachodu Słońca ze względu na nieznaczną wielkość tej poprawki i duże trudności związane z dokładnym jej wyznaczeniem, przy stosunkowo małej precyzji stosowanych metod.

Przy odczytywaniu heliogramów posługiwano się przyjętą w Polsce metodą Martena. (Zinkiewicz, Warakomski, 1959)

4. WPŁYW CZYNNIKÓW METEOROLOGICZNYCH I GEOGRAFICZ-NYCH NA USŁONECZNIENIE

4.1. Zależność usłonecznienia względnego od zachmurzenia

Zależność między stopniem zachmurzenia nieba a usłonecznieniem jest tak znaczna, że z pewnym przybliżeniem (ponieważ są jeszcze inne zależności) można powiedzieć, że zachodzi tutaj stosunek odwrotnie proporcjonalny. (Zinkiewicz, 1962)

Zależność usłonecznienia od zachmurzenia jest tak oczywista, że wydawać by się mogło, iż nie potrzeba jej badać. Jednak wyniki takich badań dostarczają cennych informacji o szczegółowej zależności usłonecznienia od zachmurzenia. (Kuczmarski, 1990)

Przyjmuje się, według Angströma, że suma usłonecznienia względnego i zachmurzenia względnego jest równa 100%. Ale założenie to nie zawsze się spełnia, gdyż w lecie suma ta jest z reguły większa, a
w zimie mniejsza od 100. Wynika to z faktu, że, przy takim samym stopniu zachmurzenia, wartości usłonecznienia w lecie są wyższe, a w zimie niższe. W zimie są one zbyt niskie, ponieważ okres rejestracji jest skrócony ze względu na zbyt małe wielkości promieniowania bezpośredniego Słońca, pozostające poniżej tzw. progu czułości heliografu, wahającego się od 0,3 do 0,4 cal/cm²min. W lecie natomiast następuje szybkie wznoszenie się Słońca nad horyzont i przy dużym natężeniu promieniowania słonecznego heliograf rejestruje usłonecznienie nawet przy całkowitym pokryciu nieba chmurami, choć z oceny stopnia jasności wynikałoby, że usłonecznienie wtedy, nie występuje. Użyty termin „stopień jasności” jest dopełnieniem wielkości zachmurzenia do 10, aczkolwiek w literaturze przyjmuje się często za taką wartość liczbę dziesięciokrotnie mniejszą, tj. wyrażoną w częściach jedności.

Przeważająca liczba stacji w Polsce ma w miesiącach zimowych skróconą rejestrację usłonecznienia właśnie ze względu na zbyt małe natężenie promieniowania przy wschodzie i zachodzie Słońca, szczególnie przy zachmurzeniu, związanym z chmurami o stosunkowo dużej miąższości. Jedynie stacje górskie: Śnieżka, Zakopane, Hala Gąsienicowa
i Kasprowy Wierch mają wysokie wartości usłonecznienia względnego
w miesiącach zimowych. Spowodowane jest to specyficznymi warunkami wysokogórskimi, gdzie zachmurzenie w chłodnej połowie roku jest małe, a natężenie promieniowania słonecznego ma bardzo wysokie wartości, a więc rejestracja w zimie (w górach) nie różni się od rejestracji letniej.
W ciągu całego roku suma usłonecznienia względnego i zachmurzenia względnego jest więc na stacjach górskich większa od 100%.

Jednak prawie w całym kraju usłonecznienie względne plus zachmurzenie względne w ciepłej porze roku, między kwietniem a wrześniem, jest większe od 100%, natomiast w chłodnej części roku suma ta jest niższa od 100%.

Oprócz stacji górskich mamy jeszcze szereg stacji, na których przez cały rok usłonecznienie jest zaniżone, szczególnie między majem a sierpniem. Są to stacje znajdujące się w niekorzystnych pod względem usłonecznienia warunkach: z dużą liczbą dni zamglonych, z dużym zapyleniem atmosfery, ewentualnie o częściowo zakrytym horyzoncie. (Chomicz, Kuczmarska, 1971)

W rozkładzie przestrzennym rocznego zachmurzenia wartości mniejsze od średniej krajowej - 66,4% (Kuczmarski, 1990) występują w środkowej
i w południowo-wschodniej Polsce, a większe na północnych, wschodnich oraz południowych obrzeżach kraju. Mniejsze od średniej krajowej miesięczne wartości zachmurzenia od listopada do lutego występują
w środkowej i w południowo-wschodniej Polsce, większe zaś na północy
i na północo-wschodzie kraju. W każdym miesiącu mniejsze od średniej krajowej wartości zachmurzenia występują w środkowej części Polski i na południo-wschodzie. Od marca do lipca duże zachmurzenie przypada na południu i zachodzie kraju. Od sierpnia do października duże zachmurzenie występuje na południo-zachodzie i na północy kraju. Małe zachmurzenie w poszczególnych porach roku zaznacza się: na wiosnę
i w lecie w środkowej części Polski i na północo-wschodzie; na jesieni
i w zimie - w środkowej części Polski i na południo-wschodzie. Duże zachmurzenie w porach roku występuje: na wiosnę na południu i na obrzeżach kraju; w lecie na zachodzie i na południu; na jesieni - na północy i na zachodzie kraju; w zimie - na północo-wschodzie.

4.2. Związek usłonecznienia z wysokością nad poziomem morza

Kuczmarski (1990) uważa, że bezpośredni związek usłonecznienia z wysokością nad poziomem morza nie powinien być przedmiotem rozważań ze względu na istotę pomiaru (rejestracji) i charakterystykę meteorologiczną heliografu (przetwornik termoskopowy), którego zapis jest materiałem wyjściowym do badań usłonecznienia. Można natomiast pośrednio analizować ten związek na podstawie kształtowania się zachmurzenia pod wpływem hipsometrii obszaru Polski.

Wyniki obliczeń wykazały, że istnieje wyraźny związek korelacyjny zachmurzenia lata (VI-VII), zimy (XII-II) i roku - z wysokościa nad poziomem morza. Istnieje korelacja prosta wartości letnich i rocznych zachmurzenia z wysokością npm., to znaczy, że im wyżej, tym zachmurzenie jest większe. Dla wartości zimowych zachmurzenia korelacja jest odwrotna, czyli im wyżej, tym zachmurzenie jest mniejsze. Dla wiosny i jesieni nie stwierdzono istotnej korelacji. (Kuczmarski, 1990)

Pośredni związek korelacyjny usłonecznienia z wysokością npm. Zaznacza się także w okresie letnim, zimowym i rocznym. Dla letnich
i rocznych wartości usłonecznienia korelacja jest odwrotna - im wyżej, tym mniejsze usłonecznienie. W zimie zaś ujawnia się korelacja prosta - im wyżej, tym większe usłonecznienie.

Obliczono także związki korelacyjne usłonecznienia w ustalonych przedziałach czasowych dla obu półroczy z wysokością nad poziomem morza. Okazało się, że istnieje silniejszy związek usłonecznienia
z wysokością npm. dla zimy aniżeli dla całego półrocza chłodnego. Usłonecznienie grudnia, stycznia i lutego ma więc największy wpływ na tę korelację. Z kolei stwierdza się silny związek korelacyjny usłonecznienia
z wysokością npm. w całym półroczu ciepłym, a nie tylko w miesiącach lata. Duży wpływ na tę korelację mają więc wszystkie miesiące półrocza ciepłego. (Kuczmarski, 1990)

4.3. Związek usłonecznienia z długością i szerokością geograficzną

Wielkość zachmurzenia wpływającego na usłonecznienie jest zależna od rodzaju mas powietrza napływających przede wszystkim z kierunków zachodnich i wschodnich. Wpływ wilgotnych mas atmosferycznych znad Oceanu Atlantyckiego, powodujących duże zachmurzenie, zmniejsza się wraz ze wzrostem długości geograficznej w Polsce. Zachmurzenie zmniejsza się, a usłonecznienie wzrasta z zachodu na wschód. Związek usłonecznienia względnego z długością geograficzną dla wartości rocznych jest dość słaby, a dla wartości letnich tylko nieco mocniejszy. W zimie zaś, nie zaznacza się wcale, podobnie do sytuacji w półroczach. (Kuczmarski, 1990)

Na związek korelacyjny usłonecznienia z szerokością geograficzną ma bezpośredni wpływ zmieniająca się w ciągu roku długość dnia na obszarze naszego kraju. Oczywisty związek potwierdzają obliczenia, które wykazały bardzo silną korelację dla lata i dla zimy, jak też dla obu półroczy i dla roku. Wraz ze wzrostem szerokości geograficznej następuje wzrost usłonecznienia w lecie, w półroczu ciepłym i w roku. Północna część Polski, a szczególnie wybrzeże Bałtyku, jest na wiosnę i w lecie bardziej usłoneczniona niż część południowa.

W zimie i w półroczu chłodnym przy wzroście szerokości geograficznej usłonecznienie się zmniejsza, albowiem wówczas południowa część kraju ma dłuższy dzień niż północna. W Polsce, w dniu 21 XII maksymalna różnica dla skrajnych szerokości geograficznych wynosi ponad 1 godzinę na korzyść najniższej szerokości geograficznej, a w dniu 23 VI - na korzyść najwyższej szerokości w kraju. Poza tym na duże usłonecznienie w zimie na południu kraju w górach mają wpływ występujące zazwyczaj chmury niskiego piętra; wówczas wyższe partie górskie pozostają odsłonięte i są najbardziej w zimie usłonecznione. Odwrotnie niż w półroczu ciepłym, gdy występujące duże zachmurzenie typu orograficznego powoduje w górach najgorsze warunki usłonecznienia. (Kuczmarski, 1990)

5. CHARAKTERYSTYKA USŁONECZNIENIA W POLSCE

5.1. Rozkład przestrzenny usłonecznienia rzeczywistego

Orientacyjną charakterystykę usłonecznienia Polski dają średnie sumy miesięczne i suma roczna usłonecznienia rzeczywistego
(w godzinach) obliczone jako średnie arytmetyczne z danych miejscowości, tzn. średnie krajowe. Wprawdzie pewna nierównomierność rozkładu stacji meteorologicznych może budzić jakieś wątpliwości co do zastosowania średniej krajowej, mimo to średnia ta stwarza dobrą wartość odniesienia. Przebieg roczny usłonecznienia przedstawia się następująco:

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
44 59 117 148 191 214 213 204 157 102 44 33
dla roku 1526 godzin. (za:Kuczmarski,1990)

Największa średnia suma roczna usłonecznienia (w badanym okresie 25-lecia, 1951-1975) przypada w Polsce na Nizinie Północnopodlaskiej
w Szepietowie - 1673 godziny. Na sumę roczną składają się przede wszystkim sumy miesięczne usłonecznienia w półroczu ciepłym (IV-IX), a szczególnie w ciągu trzech miesięcy letnich, znacznie większe od średnich krajowych sum miesięcznych oraz - sumy miesięczne półrocza chłodnego (X-III) dużo mniejsze od średnich wartości krajowych.

Druga co do wielkości średnia suma roczna usłonecznienia 1668 godzin wystąpiła w środkowej Polsce na Nizinie Srodkowomazowieckiej
w Skierniewicach. Kolejnym zaś, jednym z bardziej usłonecznionych regionów, jest Pobrzeże Gdańskie z usłonecznieniem 1654 godzin średnio w ciągu roku w Gdyni.

Najmniejsza średnia suma roczna wystąpiła na Wyżynie Śląskiej
w Katowicach - 1285 godzin. Nieco większa niż w Katowicach średnia suma roczna usłonecznienia 1307 godzin przypadła w Sudetach Środkowych w Szczawnie-Zdroju i następna 1311 godzin na Wyżynie Śląskiej w Świerklańcu. Rozpiętość sum rocznych usłonecznienia Polski wynosi 388 godzin. (Kuczmarski, 1990)

Chomicz i Kuczmarska (1971) podają, iż na wiosnę przewaga usłonecznienia występuje wyraźnie w północnej części Polski, w lecie najbardziej słoneczna jest wschodnia i północno-wschodnia część Polski. Regiony południowe ze względu na krótszy w tym okresie dzień i większe zachmurzenie, szczególnie w górach, odznaczają się mniejszym usłonecznieniem w ciągu lata. W jesieni zaś, gdy w niższych szerokościach astronomicznych długość dnia jest większa niż na północy, maksimum usłonecznienia przesuwa się stamtąd do regionów południowych. W zimie minimum usłonecznienia przypada na północno-wschodnią część Polski, a największym usłonecznieniem odznaczają się góry południowej części kraju. Szczególnie dużym usłonecznieniem w miesiącach od października do lutego wyróżnia się Kasprowy Wierch, ponieważ niskie zimowe chmury nie zakrywają go; zresztą jest to najbardziej na południe wysunięty punkt, który w tym okresie ma największe możliwe usłonecznienie astronomiczne.

5.2. Rozkład przestrzenny usłonecznienia względnego w Polsce

Średnie roczne usłonecznienie względne wynosi w Polsce 33,4% (według danych z lat 1950-1959).(Zinkiewicz, 1962) Na obszarze całego kraju wartości usłonecznienia względnego wahają się w granicach od 26,5% (Śnieżka), do 38,4% (Zamość). W zjawisku geograficznego rozkładu usłonecznienia względnego w Polsce, podobnie zresztą jak na innych obszarach Ziemi, ma helioradiacja. Rozmieszczenie rocznych sum bezpośredniego promieniowania słonecznego w najogólniejszych zarysach przypomina mapę usłonecznienia względnego. Dotyczy to zwłaszcza obszarów o wartościach ekstremalnych.

Na mapie usłonecznienia względnego, oprócz najbardziej uprzywilejowanych obszarów Roztocza, Padołu Zamojskiego, Grzędy Sokalskiej i Pobuża, zaznaczają się nadto jako znacznie usłonecznione - obszary północno-zachodnie, obejmujące wyspę Uznam, zachodnia część Zalewu Szczecińskiego, a dość dobrze usłonecznione - ujście Odry, okolice Szczecina, a następnie wschodnia część Mierzei Helskiej wraz
z Helem, Gdańskiem i Gdynią. Podwyższone (do 33%) usłonecznienie ma obszar między Darłowem, Przyl. Jarosławcem i Ustką.

Do najmniej usłonecznionych obszarów należą Karkonosze (Śnieżka 26,5%), Tatry (Kasprowy Wierch 29,7%), Pojezierze Suwalskie (Suwałki 28,5%), a w mniejszym stopniu - obszary pod Kołobrzegiem, Lęborkiem, Szczecinkiem, Chojnicami i Toruniem. Wyszczególnione depresje usłonecznienia pozostają przede wszystkim w związku z podwyższonymi wartościami zachmurzenia nieba.

Najbardziej usłonecznioną porą roku w Polsce jest lato: w porach przejściowych wiosna ma większą insolację aniżeli jesień.

Maksymalne wartości usłonecznienia względnego występują w okresie wiosny na Mierzei Helskiej i nad Zalewem Szczecińskim, przekraczając 43%. Usłonecznienie większe od 40% notowane jest w okolicy Ustki.

Wartości usłonecznienia wyższe od 41% występują w południowo-wschodniej części kraju, w tej samej części, gdzie notowane są najwyższe roczne liczby insolacji. W Bydgoszczy i w Radomiu wartości usłonecznienia przekraczają 40%.

Wybitnie upośledzonymi obszarami pod względem insolacyjnym są
w okresie wiosennym góry. Karkonosze mają tylko 27% (Śnieżka 27,1%), a Tatry blisko 28% (Kasprowy Wierch 27,9%) usłonecznienia względnego.

Na obszarze całego kraju wartości usłonecznienia wahają się
w okresie wiosny od 27,1% do 43,1%.

W lecie zwiększa się zróżnicowanie w rozkładzie geograficznym usłonecznienia, a przede wszystkim zakres wartości usłonecznienia względnego, który w tej porze roku uzyskuje granice - od 26,2% na Śnieżce do 51,1% w Zamościu.

Jak podaje Zinkiewicz (1962) najbardziej „usłonecznionym” miastem w Polsce jest Zamość. Najlepsze warunki insolacyjne w lecie występują na Wyżynie Lubelskiej w dorzeczu Wieprza, aż po ujście Bystrzycy
i północno-wschodniej części dorzecza Sanu. Przyczyny zjawiska wyraźnego uprzywilejowania heliograficznego tej części kraju należy szukać w znacznym natężeniu promieniowania słonecznego oraz najmniejszym w lecie zachmurzeniem nieba. Oddziaływanie czynnika długości dnia na rozkład geograficzny usłonecznienia jest w tym przypadku mniejsze od wyżej wymienionych elementów.

Maksymalna w lecie długość dnia w Polsce północnej powoduje jednak nieco niższe wartości usłonecznienia od wyżej przytoczonych. Hel uzyskuje 46,8% usłonecznienia względnego, natomiast Świnoujście, Ustka i Gdańsk mają wartości od 40,6 do 43,5%. Pojezierze Mazurskie i Nizina Mazowiecko-Podlaska wyróżniają się stosunkowo znacznym usłonecznieniem, wahającym się w granicach od 40,3% do 43%. Wyżyna Kielecko-Sandomierska, Nizina Sandomierska, Pogórze Karpackie i Nizina Śląska osiągają wartości od 40,4% do 44,7%.

Ze względu na duże letnie zachmurzenie nieba w górach, najmniejsze wartości insolacji występują w Karkonoszach (Śnieżka 26,2%) i w Tatrach (Kasprowy Wierch 28,7%).

W jesieni stwierdza się znaczniejszy spadek niskich wartości usłonecznienia w porównaniu z tym, który miał miejsce w okresie wiosny, gdyż minimum usłonecznienia osiąga w tej porze roku 25,4% (Suwałki). Na Śnieżce notuje się niemal te same wartości, które występują w okresie wiosny. Granice wahań wartości usłonecznienia w jesieni można zamknąć liczbami 25,4% i 38,8%.

Najwyższy procent usłonecznienia względnego w jesieni występuje
w Tatrach na Hali Gąsienicowej. Wysokie wartości notuje się w Beskidach Zachodnich i w Bieszczadach, na Pogórzu Karpackim, na Nizinie Sandomierskiej i na Wyżynie Lubelskiej. W wymienionych krainach geograficznych procenty usłonecznienia względnego wahają się
w granicach od 34,4 do 37,8%.

W zachodniej Polsce obszary o dość znacznym usłonecznieniu (35% - 37,4%) obejmują Nizinę Śląską, Ziemię Lubuską i dorzecze dolnej Odry.

Najmniejsze usłonecznienie w jesieni występuje na Pojezierzu Suwalskim, a dość małe w Karkonoszach.

Zima jest tą porą roku, w której najbardziej zmniejsza się w Polsce usłonecznienie względne. Krańcowe wartości usłonecznienia wynoszą wówczas 17,1% i 31,7%. Krajowe maksimum usłonecznienia względnego
w zimie występuje w Tatrach i odnosi się do Hali Gąsienicowej, co spowodowane jest nie tylko stosunkowo małym zachmurzeniem nieba w tej porze roku (67,7), ale i maksymalną długością dnia zimowego.

Warto podkreślić, że Tatry wykazują większe zróżnicowanie
w wartościach usłonecznienia w poszczególnych porach roku, aniżeli Karkonosze. W zimie usłonecznienie na Śnieżce wynosi 24,1%.

Najbardziej „upośledzonymi” pod względem usłonecznienia obszarami
w okresie zimy są: Pojezierze Suwalskie i Podlasie, gdzie wartości obniżają się do 19%, a nawet do 17,7%. (Zinkiewicz, 1962)

6. CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH STACJI NA LUBELSZCZY-ŹNIE

6.1. Położenie geograficzne wybranych stacji na Lubelszczyźnie

W związku ze zmianami kąta padania promieni słonecznych w ciągu roku ulega również zmianie natężenie promieniowania słonecznego oraz czas dopływu energii słonecznej, czyli usłonecznienie. Wielkości te są zależne między innymi od wielkości tego kąta. Kąt padania promieni słonecznych (w czasie górowania Słońca) zmienia się na Lubelszczyźnie
w ciągu roku od 14˚ 10´ w punkcie najdalej wysuniętym na północ do
63˚ 15´ w punkcie najdalej położonym na południe. Czas dopływu energii promienistej Słońca w ciągu roku reguluje zmiana długości dnia. Najdłuższy dzień w ciągu roku na Lubelszczyźnie (krańce północne) trwa 16 godz. 43 min., natomiast najkrótszy liczy 7 godz. 17 min. Rzeczywisty czas dopływu energii promienistej jest jednak znacznie krótszy, ponieważ zmniejszony jest przez zachmurzenie nieba. (Zinkiewicz, Zinkiewicz, 1973)

Tab. 1 Położenie geograficze i wysokość nad poziomem morza wybranych stacji i posterunków meteorologicznych na Lubelszczyźnie

Stacja	Szerokość geograficzna	Długość geograficzna	Wysokość npm
Włodawa	51º 33' N	23º 33' E	175 m
Puławy	51º 25' N	21º 57' E	142 m
Lublin	51º 13' N	22º 23' E	240 m
Chełm	51º 08' N	23º 26' E	189 m
Zamość	50º 43' N	23º 16' E	212 m

Włodawa leży na skraju wyniesień Garbu Włodawskiego oraz Pojezierza Łęczyńsko-Włodawskiego u ujścia Włodawki do Bugu.

Puławy nad Wisłą leżą na skraju Płaskowyżu Nałęczowskiego
i Wysoczyzny Lubartowskiej w Dolinie Środkowej Wisły. W odległości kilku kilometrów od centrum wśród lasów usytuowane są Zakłady Azotowe.

Lublin (Radawiec) - stacja położona 11 km na południowy-zachód od cenrtum Lublina, umieszczona na terenie lotniska.

Stacja Chełm (Bezek) umieszczona jest 15 km na zachód od Chełma, położonego na skraju Pagórów Chełmskich i Obniżenia Dubienki, nad Uherką, dopływem Bugu. W pobliżu leży Rejowiec Fabryczny
z cementownią, odkrywkową kopalnią margli i wapieni kredowych, cukrownią i zakładami przemysłu drzewnego.

Zamość - położony na obszarze Padołu Zamojskiego, nad Łabuńką, dopływem Wieprza.

6.2. Położenie wybranych stacji na tle regionów klimatycznych

Analizując próby podziału Polski na regiony klimatyczne przeprowadzone przez różnych autorów wybrałem klasyfikację
i rejonizację typów (grup) usłonecznienia i zachmurzenia według Kuczmarskiego (1990). Dla porównania pokrótce zaprezentuję próby podziałów: Zinkiewicz, Zinkiewicz (1973) oraz Woś (1993).

Dziedziny klimatyczne wyznaczone przez Zinkiewiczów (1973) są jedyną, jak dotychczas, tak szczegółową próbą podziału Lubelszczyzny. Wydzielili oni 6 dziedzin klimatycznych posługując się m.in. Romerowską metodą izogradientów. Interesujące mnie stacje znalazły się w trzech dziedzinach. Najdalej wysunięta na północ Włodawa znalazła się
w Dziedzinie Lubartowsko - Parczewskiej; Puławy w Opolsko-Puławskiej zaś Lublin, Chełm i Zamość mieszczą się w Dziedzinie Lubelsko-Chełmskiej. W Dziedzinie Lubelsko-Chełmskiej, w jako jedynej, autorzy zawarli wiadomość o charakterystycznych wartościach usłonecznienia. Spostrzegli oni, iż występują tutaj najwyższe wartości usłonecznienia względnego w lecie.

Woś (1993) próbując podzielić Polskę w świetle częstości występowania różnych typów pogody wyróżnił na jej terenie 28 regionów. Do wyodrębnienia tych regionów posłużył się średnią roczną liczbą dni
z poszczególnymi typami pogody. Wybrane stacje na Lubelszczyźnie znalazły się w trzech regionach: Podlasko-Poleski (Włodawa), Wschodniomałopolski (Puławy, Lublin) i Zamojsko-Przemyski (Chełm, Zamość)

Kuczmarski (1990) klasyfikując typy uslonecznienia i zachmurzenia na obszarze Polski przyjął za kryterium średnie krajowe wartości obu elementów z lat 1951-1975. Otrzymał po cztery grupy miejscowości
z usłonecznieniem względnym i zachmurzeniem o wartościach lub mniejszych niż średnia krajowa, dla poszczególnych pór roku i dla roku.

Podana przez Kuczmarskiego (1990) średnia krajowa wartość roczna usłonecznienia względnego wynosi 34,0% , zachmurzenia - 66,4%.

Tab. 2 Średnie roczne usłonecznienie względne (%) i zachmurzenie (%)
w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
Usłonecznienie	38,0	36,5	38,7	30,6	35,6
Zachmurzenie	67,6	73,2	66,5	64,1	63,1

Grupa I - obejmuje miejscowości o średnim rocznym usłonecznieniu względnym większym niż 34,0% i o średnim rocznym zachmurzeniu mniejszym niż 66,4%. Z wybranych miejscowości na Lubelszczyźnie do grupy tej kwalifikuje się Zamość.

Grupa II - obejmuje miejscowości o większym niż 34,0% średnim rocznym usłonecznieniu względnym i o większym niż 66,4% średnim rocznym zachmurzeniu. Do tej grupy należą: Puławy, Włodawa i Lublin.

Grupa III - obejmuje miejscowości o mniejszym od 34,0% średnim uslonecznieniu względnym oraz o mniejszym od 66,4% średnim rocznym zachmurzeniu. Do tej grupy zalicza się Chełm.

Grupa IV - obejmuje miejscowości o średnim rocznym usłonecznieniu względnym mniejszym niż 34,0% i średnim rocznym zachmurzeniu większym niż 66,4%. (Tab.2)

Podział na cztery grupy miejscowości według średnich krajowych wartości usłonecznienia względnego dla wiosny wynoszącego 35,8%
i zachmurzenia równego 64,1%. (Kuczmarski, 1990)

Tab. 3 Średnie sezonowe usłonecznienie względne (%) i zachmurzenie (%) dla wiosny w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
Usłonecznienie	39,3	37,6	40,1	32,2	35,9
Zachmurzenie	68,2	74,1	66,3	63,4	63,3

Grupa I - obejmuje miejscowości o średnim wiosennym usłonecznieniu względnym większym niż 35,8% i średnim wiosennym zachmurzeniu mniejszym niż 64,1%. Do tej grupy zalicza się Zamość.

Grupa II - obejmuje miejscowości o średnim wiosennym uslonecznieniu większym niż 35,8% i średnim wiosennym zachmurzeniu większym niż 64,1%. Do tej grupy należą: Puławy, Włodawa i Lublin.

Grupa III - obejmuje miejscowości o średnim usłonecznieniu względnym mniejszym niż 35,8% i średnim zachmurzeniu mniejszym niż 64,1%. Do tej grupy zalicza się Chełm.

Grupa IV - to miejscowości o średnim usłonecznieniu względnym mniejszym niż 35,8% i średnim zachmurzeniu większym niż 64,1%. (Tab.3)

Podział na 4 grupy miejscowości według średnich krajowych wartości usłonecznienia względnego dla lata wynoszącego 43,4% i zachmurzenia równego 59,3%. (Kuczmarski, 1990)

Grupa I - obejmuje miejscowości o średnim letnim usłonecznieniu względnym większym niż 43,4% i o średnim letnim zachmurzeniu mniejszym niż 59,3%. Do grupy tej należą: Włodawa, Zamość i Lublin.

Grupa II - obejmuje miejscowości o średnim letnim usłonecznieniu względnym większym niż 43,4% i średnim letnim zachmurzeniu większym niż 59,3%. Do grupy tej zaliczają się Puławy.

Grupa III - obejmuje miejscowości o średnim letnim usłonecznieniu względnym mniejszym niż 43,4% i średnim letnim zachmurzeniu mniejszym niż 59,3%. Do grupy tej należy Chełm.

Grupa IV - obejmuje miejscowości o średnim letnim usłonecznieniu względnym mniejszym niż 43,4% i średnim letnim zachmurzeniu mniejszym niż 59,3%. (Tab.4)

Tab. 4 Średnie sezonowe usłonecznienie względne (%) i zachmurzenie (%) dla lata w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
Usłonecznienie	50,9	47,1	49,9	42,4	45,2
Zachmurzenie	56,9	66,9	56,0	52,8	52,2

Podział na 4 grupy miejscowości według średnich krajowych wartości usłonecznienia względnego dla jesieni wynoszącego 31,1% i zachmurzenia równego 66,2%. (Kuczmarski, 1990)

Tab. 5 Średnie sezonowe usłonecznienie względne (%) i zachmurzenie (%) dla jesieni w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
Usłonecznienie	23,6	24,5	25,8	17,1	25,5
Zachmurzenie	69,7	74,6	69,4	66,5	64,7

Grupa I - obejmuje miejscowości o średnim jesiennym usłonecznieniu względnym większym niż 31,1% i średnim jesiennym zachmurzeniu mniejszym niż 66,2%.

Grupa II - obejmuje miejscowości o średnim usłonecznieniu względnym większym niż 31,1% i średnim zachmurzeniu większym niż 66,2%.

Grupa III - obejmuje miejscowości o średnim jesiennym usłonecznieniu względnym mniejszym niż 31,1% i średnim zachmurzeniu mniejszym niż 66,2%.

Grupa IV - obejmuje miejscowości o średnim jesiennym usłonecznieniu względnym mniejszym niż 31,1% i średnim jesiennym zachmurzeniu większym niż 66,2%. Do tej grupy należą wszystkie
z wybranych miast na Lubelszczyźnie. (Tab.5)

Podział na 4 grupy miejscowości według średnich krajowych wartości usłonecznienia względnego dla zimy wynoszącego 17,3% i zachmurzenia równego 75,9%. (Kuczmarski, 1990)

Tab. 6 Średnie sezonowe usłonecznienie względne (%) i zachmurzenie (%) dla zimy w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
Usłonecznienie	19,4	18,7	19,9	9,6	19,7
Zachmurzenie	75,6	72,2	74,4	73,8	72,4

Grupa I - obejmuje miejscowości o średnim zimowym usłonecznieniu względnym większym niż 17,3% i średnim zachmurzeniu mniejszym niż 75,9%. Do grupy tej należą: Puławy, Włodawa, Zamość i Lublin.

Grupa II - obejmuje miejscowości o średnim zimowym usłonecznieniu względnym większym niż 17,3% i średnim zachmurzeniu większym niż 75,9%.

Grupa III - obejmuje miejscowości o średnim zimowym usłonecznieniu względnym mniejszym niż 17,3% i średnim zachmurzeniu mniejszym niż 75,9%. Do grupy tej zalicza się Chełm.

Grupa IV - obejmuje miejscowości o średnim zimowym usłonecznieniu względnym mniejszym niż 17,3% i średnim zachmurzeniu większym niż 75,9%. (Tab.6)

Celem podziału na grupy miejscowości w każdej porze roku było wskazanie najkorzystniejszych warunków usłonecznienia w poszcze-gólnych miejscowościach. Według wartości średniego rocznego usłonecznienia względnego w połączeniu z zachmurzeniem tylko Chełm zalicza się do grupy o mniej korzystnych warunkach. Z pozostałych miast najbardziej usłonecznionym, a zarazem najmniej zachmurzonym jest Zamość. W skali sezonu w wybranych miastach na Lubelszczyźnie niekorzystne warunki występują na jesieni, ponieważ wszystkie mają średnie usłonecznienie względne mniejsze od średniej krajowej zaś średnie zachmurzenie większe od średniej krajowej. W pozostałych sezonach, podobnie jak dla roku najsłabsze warunki usłonecznienia posiada Chełm.

7. ANALIZA WYNIKÓW

7.1. Usłonecznienie rzeczywiste

7.1.1. Ogólna charakterystyka

Średnia roczna suma usłonecznienia dla 5-ciu wybranych miast na Lubelszczyźnie w latach 1991-1996 wynosi 1606,0 h (Tab.7, Ryc.1). Jest to o 80 h więcej niż wynosi średnia dla Polski podana przez Kuczmarskiego (1990) na podstawie danych z lat 1951 - 1975. Średnia roczna suma usłonecznienia dla poszczególnych miast dla wielolecia (1991-1996) w czterech przypadkach była większa od średniej dla Polski
i tylko w przypadku Chełma była mniejsza.

Tab. 7 Wartości rocznych sum usłonecznienia rzeczywistego w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie (godz)

Stacja	1991	1992	1993	1994	1995	1996	średnia
Włodawa	1619,2	1670,5	1719,1	1722,0	1770,8	1693,8	1699,2
Puławy	1593,4	1636,9	1599,3	1711,7	1698,3	1567,9	1634,6
Lublin	1718,9	1773,3	1659,8	1776,3	1776,4	1692,7	1732,9
Chełm	1400,9	1185,3	1309,8	1473,3	1499,7	1341,2	1368,4
Zamość	1498	1595,5	1628,0	1680,0	1686,1	1481,1	1594,8
Średnia	1636,9	1642,3	1651,5	1726,2	1737,7	1628,8	1606,0

Największą sumę roczną zanotowano w Lublinie w 1995 roku. W tym samym roku średnia suma roczna usłonecznienia osiągnęła wartość maksymalną dla okresu 1991-96 - 1737,7 h. Bardzo podobną wartość zanotowano w roku 1994. Miastem , w którym wartości sum rocznych usłonecznienia znacznie odbiegają od średniej jest Chełm. Najniższą sumę roczną zanotowano w 1992 r. w tym mieście. Analizując wartości sum rocznych usłonecznienia można zauważyć, iż wartości maksymalne sum usłonecznienia w porównaniu wszystkich stacji nie występują tylko w Chełmie, za to wartości minimalne co roku są notowane właśnie tam.

Tab. 8 Wartości średnich sum sezonowych i rocznych usłonecznienia rzeczywistego w latach 1991-1996 w wybranych stacjach na Lubelszczyźnie (godz)

Sezon	Puławy	Włodawa	Zamość	Chełm	Lublin	ROK
Zima	141,4	144,9	150,2	73,4	149,0	131,8
Wiosna	472,8	484,4	443,0	398,6	500,1	459,8
Lato	731,2	784,9	700,7	678,5	778,1	734,7
Jesień	282,6	276,8	293,6	214,5	299,1	273,3

Średnia wieloletnia suma sezonowa dla wybranych miast na Lubelszczyźnie wynosi dla zimy (XII-II) - 131,8 h, dla wiosny (III-V) - 458,8 h, dla lata (VI-VIII) - 734,7 h, dla jesieni (IX-XI) - 272,3 h (Tab.8, Ryc.2). Na uwagę zasługuje fakt, iż na półrocze wiosenno-letnie przypada 75% usłonecznienia rocznego, w tym 46% to usłonecznienie rzeczywiste występujące latem (Ryc.3). Usłonecznienie rzeczywiste w lecie zawsze było największe, zaś w zimie zawsze - najmniejsze. Minimum średniej sumy sezonowej usłonecznienia wystąpiło w zimie 1994 r., kiedy to osiągnęło wartość 94,6 h, w tym samym roku w lecie wystąpiło maksimum średniej sumy sezonowej - 834,3 h.

Najmniejsza średnia wieloletnia suma sezonowa dla zimy występuje w Chełmie - 73,4 h, największa zaś w Zamościu - 150,2 h (Ryc.4). W Puławach, Włodawie i w Lublinie występują wartości zbliżone do wartości notowanej w Zamościu, a więc o 100% więcej niż w Chełmie.

Wiosna nie charakteryzuje się, aż tak dużymi różnicami względnymi w usłonecznieniu jak ma to miejsce w zimie, ale nadal Chełm jest miastem o najmniejszej średniej wieloletniej sumie sezonowej, osiągającej wartość 398,6 h. W pozostałych miastach wartości wahają się od 500,1 h w Lublinie do 443 h w Zamościu, a więc są zbliżone do średniej wieloletniej sumy dla wiosny obliczonej dla 5-ciu stacji na Lubelszczyźnie (Ryc.5).

W lecie najmniej słonecznym miastem jest również Chełm, którego średnia wieloletnia suma sezonowa usłonecznienia wynosi o 106,4 h mniej niż we Włodawie (Ryc.6). W Lublinie średnia osiąga wartość 778,1 h, w Puławach - 731,2 h, w Zamościu - 700,7 h, czyli można stwierdzić, iż 4 z wybranych miast (oprócz Chełma) są bardzo uprzywilejowane pod względem insolacyjnym.

Jesień w porównaniu z wiosną ma o 50% mniejsze usłonecznienie. Wartości średnich wieloletnich sum sezonowych wahają się od 214,5 h
w Chełmie do 299,1 h Lublinie (Ryc.7). Główną przyczyną różnicy
w usłonecznieniu wiosny i jesieni jest stopień i rodzaj zachmurzenia.

Najmniejsza suma sezonowa usłonecznienia rzeczywistego dla zimy wystąpiła w Chełmie w 1993 r. i wyniosła 41 h. Największa suma zanotowana była w czasie najsłoneczniejszej zimy wielolecia 1991-1996
i miało to miejsce w Lublinie w 1996r. Wartość tej sumy to 212,3 h przy średniej dla wszystkich miast - 178,3 h .

Najbardziej uprzywilejowanym insolacyjnie sezonem wiosennym była wiosna w roku 1993 kiedy to średnia osiągnęła wartość 546,1 h, a maksimum sumy sezonowej wystąpiło w Puławach dochodząc do 585,8 h. Dla porównania minimalna suma sezonowa usłonecznienia zanotowana była w Chełmie w 1992 r. i była o 262,4 h mniejsza.

Najwyższa suma sezonowa usłonecznienia wystąpiła w lecie w 1992 r. w Lublinie i wyniosła 900,1 h. W ciągu wielolecia 1991-1996 trzy lata (1992, 1994, 1995) miały wartość średniej sumy sezonowej większą od 800 h. Najmniej słoneczne było lato w 1993 roku (624,5 h). Zanotowano w tym też roku najmniejszą wartość sumy sezonowej usłonecznienia w Chełmie - 581,6 h.

Najsłoneczniejsza jesień była w roku 1991 i przy średniej sumie sezonowej wynoszącej 353,3 h w Zamościu zanotowano maksimum - 381,8 h. W wieloleciu 1991-1996 zanotowano w Chełmie w 1992 r. jesień,
w której suma usłonecznienia wyniosła zaledwie 145,6 h.

W przebiegu rocznym usłonecznienia w ujęciu miesięcznym największą średnią wieloletnią sumę miesięczną usłonecznienia notuje się w lipcu 268,5 h (Tab.9). Niewiele mniejsze wartości stwierdzono
w czerwcu i w sierpniu. Natomiast najmniejszą wartość zanotowano
w grudniu. Miesiące letnie cechują się bardzo dużą zmiennością sum miesięcznych usłonecznienia obliczonych w 5-ciu stacjach na Lubelszczyźnie.

Tab. 9 Wartości średnich sum miesięcznych i rocznych usłonecznienia rzeczywistego w latach 1991-1996 w wybranych stacjach na Lubelszczyźnie (godz)

Stacja	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	ROK
Włodawa	52,6	65,2	105,1	150,2	229,1	257,1	283,2	244,6	119,0	107,8	49,9	35,4	1699,2
Puławy	50,3	65,8	98,7	150,5	223,6	241,1	268,1	222,0	124,6	103,5	54,5	32,0	1634,6
Lublin	50,7	70,3	108,2	153,9	238,0	261,8	284,4	231,9	128,9	109,6	60,5	34,7	1732,9
Chełm	23,6	40,9	71,6	118,2	208,8	222,7	255,1	200,7	93,9	83,5	37,1	12,4	1368,4
Zamość	53,3	66,7	97,7	144,6	200,7	227,6	251,7	221,4	123,6	106,7	63,4	37,5	1594,8
Średnia	46,1	61,8	96,3	143,5	220,0	242,1	268,5	224,1	118,0	102,2	53,1	30,4	1606,0

Przebieg roczny usłonecznienia rzeczywistego według miesięcy charakteryzuje się dużą zmiennością. W poszczególnych miastach wartości minimalne występują w grudniu, maksymalne zaś w lipcu. (Tab.9) Usłonecznienie w Puławach w czerwcu zmieniało się od 187 h (1993 r.) do 280,8 h (1992 r.). W lipcu bardzo dużą zmiennością usłonecznienia wykazują się wszystkie stacje. Wartości sum usłonecznienia wahają się od 164,3 h w Chełmie (1993 r.) do 367,6 h we Włodawie (1994 r.). W związku z tym maksimum przebiegu rocznego może przypadać na różne miesiące. Najczęściej notowano je w lipcu ( 3 razy), w czerwcu (2 razy) oraz raz
w maju. Najwyższej wartości usłonecznienia w przebiegu rocznym
w porównaniu z innymi wybranymi miastami nie zanotowano w Zamościu
i w Chełmie. Natomiast minimum przebiegu rocznego usłonecznienia wykazuje znacznie większą regularność, ponieważ aż 5 razy wystąpiło
w grudniu oraz raz w styczniu. Wszystkie te minima zanotowane były
w Chełmie co potwierdza, iż jest to najmniej usłonecznione miasto z 5-ciu badanych stacji na Lubelszczyźnie. Analizując wartości sum miesięcznych usłonecznienia w latach 1991-1996 warto zwrócić uwagę na nierównomierny rozkład wartości w grudniu (79% we Włodawie)
i w styczniu, osiągający nawet 88% w Chełmie. Najmniejszą zmiennością odznaczają się natomiast miesiące letnie - szczególnie sierpień (21,5%).

Bardzo ciekawy przebieg mają wartości sum miesięcznych usłonecznienia dla września, które w ciągu wielolecia 1991-1996 sukcesywnie malały we wszystkich badanych stacjach. (Tab.10, Ryc8)

Tab. 10 Wartości sum miesięcznych dla września w latach 1991-1996
w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

Stacja	1991	1992	1993	1994	1995	1996
Włodawa	179,1	136,2	122,2	112,9	105,4	58,2
Puławy	173,7	154,8	127,3	129,1	106,7	55,8
Lublin	199,3	149,0	136,8	126,9	113,0	48,6
Chełm	176,5	119,0	82,6	81,0	78,1	26,4
Zamość	206,3	153,3	123,2	112,0	114,1	32,4
Średnia	186,98	142,46	118,42	112,38	103,46	44,28

Porównując wartości średnich miesięcznych sum usłonecznienia
w poszczególnych stacjach można zauważyć, że w półroczu ciepłym (IV - IX) średnie są wszędzie zbliżone. W półroczu chłodnym (X - III) nadal porównywalne wartości średnich mają Puławy, Włodawa, Zamość oraz Lublin i tylko Chełm osiąga wartości mniejsze od pozostałych stacji. Tak więc można zauważyć, że w półroczu ciepłym, przy dużych wartościach usłonecznienia mniejszą rolę odgrywają czynniki lokalne.

Bardzo ważnym elementem charakterystyki stosunków solarnych jest liczba dni bez usłonecznienia. Analizując liczbę tych dni występującą
w roku, można zauważyć, iż 4 z wybranych miast mają podobne sumy
i tylko Chełm wyraźnie odbiega od pozostałych. (Tab.11, Ryc.9)

Tab. 11 Sumy roczne liczby dni bez usłonecznienia w latach 1991-1996
w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

Stacja	1991	1992	1993	1994	1995	1996	ROK
Włodawa	71	93	76	96	72	91	83,2
Puławy	80	94	80	78	86	85	83,8
Lublin	72	77	74	83	70	83	76,5
Chełm	111	146	132	121	115	119	124,0
Zamość	84	73	80	82	65	85	78,2
średnia	83,6	96,6	88,4	92,0	81,6	92,6	89,1

Średnia miesięczna liczba dni bez usłonecznienia dla wszystkich stacji w wieloleciu 1991-1996 waha się od 5,4 dla czerwca (5,8 dni dla lipca) do 114 dni dla grudnia. Najwięcej notowano takich dni w grudniu (29), w styczniu (26), w lutym (20) i w marcu (14).

W trakcie tego wielolecia zanotowano dwa przypadki kiedy we wszystkich badanych miastach, w tym samym miesiącu nie wystąpił ani jeden dzień bez usłonecznienia. Miało to miejsce w maju 1993 r. i w lipcu 1994 r. W obydwu przypadkach pokrywa się to z największymi sumami miesięcznymi usłonecznienia w przebiegu rocznym. W pozostałych latach wartości maksymalnych sum usłonecznienia odzwierciedlają najmniejszą liczbę dni bez usłonecznienia wahającą się od 0 - 2 dni w miesiącu. Połowa rocznej liczby dni bez usłonecznienia przypada na okres zimowy(XII-II) (50%), a na półrocze wiosenno-letnie(III-VIII) 20%,
z czego w lecie(VI-VIII) tylko 5% (Ryc.11). Bardzo ciekawie kształtuje się liczba dni bez usłonecznienia dla miesiąca września, w którym to w ciągu wielolecia 1991-1996 liczby dni bez usłonecznienia wzrastały z roku na rok we wszystkich badanych stacjach (Ryc.10).

7.1.2. Usłonecznienie rzeczywiste w przedziałach godzinnych (≥4, ≥6, ≥10)

Nowoczesne badania środowiska atmosferycznego stają się coraz bardziej wszechstronne, obejmując szeroki zespół elementów meteorologicznych. W bioklimatologii człowieka wyróżnia się wiele bodźców, oddziaływujących na organizm człowieka. Wśród zespołu bodźców fizycznych można wyróżnić bodźce radiacyjne, które określa się na podstawie natężenia całkowitego promieniowania słonecznego
i długości czasu usłonecznienia.

Przedziały 4, 6 i 10 godzinne zostały przyjęte ze względów przydatności w helioterapii. Suma dzienna usłonecznienia ≥4 godzin ma działanie bakteriobójcze i witaminotwórcze, ≥6 godzin - warunki solarne korzystne dla turystyki, ≥10 godzin - zastosowanie w uzdrowiskach. (Kozłowska-Szczęsna, 1985)

Tab. 12 Liczba dni z usłonecznieniem w przedziałach godzinnych w latach 1991-1996 dla wybranych miast na Lubelszczyźnie

≥4	1991	1992	1993	1994	1995	1996	ROK
Włodawa	171	161	189	178	175	180	176
Puławy	165	162	169	162	158	167	164
Lublin	179	172	179	170	174	174	175
Chełm	143	113	114	135	142	130	130
Zamość	165	161	171	164	143	156	160
Średnia	165	154	164	162	158	161	161
≥6	1991	1992	1993	1994	1995	1996	ROK
Włodawa	128	133	152	140	137	135	138
Puławy	106	124	133	128	132	116	123
Lublin	139	138	132	138	136	139	137
Chełm	101	92	83	115	114	94	100
Zamość	117	120	125	130	107	113	119
Średnia	118	121	125	130	125	119	123
≥10	1991	1992	1993	1994	1995	1996	ROK
Włodawa	53	63	49	68	66	53	59
Puławy	46	61	51	59	63	49	55
Lublin	65	63	53	69	67	50	61
Chełm	50	41	40	56	61	45	49
Zamość	38	54	57	58	53	45	51
Średnia	50	56	50	62	62	48	55

Z tabeli 12 wynika, iż prawie połowa dni w roku w wybranych miastach stwarza warunki korzystne dla helioterapii. Miastem najmniej pod tym względem korzystnym jest Chełm, gdzie średnio tylko 130 dni
w roku posiada sumę usłonecznienia ≥4 godzin.

W naszych szerokościach geograficznych działanie biologiczne promieniowania nadfioletowego występuje od 30° wysokości Słońca nad horyzontem. Jak wiadomo w Polsce Słonce przekracza wysokość 30° nad horyzontem w miesiącach od kwietnia do września. W całym półroczu ciepłym (IV-IX) jest możliwe korzystanie z „kąpieli słonecznych” (przy odsłoniętej tarczy słonecznej) od godziny 8 do 16. Można wówczas uzyskać znaczną liczbę tzw. dawek rumieniowych lub leczniczych. Najkorzystniejsze warunki solarne stwierdzono w czterech miesiącach, od maja do sierpnia. Dawka rumieniowa przedstawia najmniejszą ilość energii promieniowania nadfioletowego, która u człowieka białego wywołuje rumień. (Kozłowska-Szczęsna, 1985)

Tab. 13 Średnia liczba dni w miesiącach od kwietnia do września
z usłonecznieniem ≥4 godziny w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie

Miesiąc	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
IV	17	15	17	12	16
V	23	22	23	20	20
VI	24	22	24	21	22
VII	25	24	25	22	22
VIII	24	22	23	20	22
IX	14	16	14	11	13
Suma	125	121	124	105	115

Tab. 14 Średnia liczba dni w miesiącach od kwietnia do września
z usłonecznieniem ≥6 godziny w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie

Miesiąc	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
IV	13	12	17	8	11
V	19	18	23	17	16
VI	21	17	24	18	19
VII	22	20	25	20	20
VIII	21	18	23	16	18
IX	10	10	14	9	12
Suma	106	95	124	87	96

Analizując wartości godzinne usłonecznienia rzeczywistego w miesiącach od kwietnia do września w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie można zauważyć, iż na te właśnie miesiące przypada większość dni w roku z usłonecznieniem w przedziałach ≥4, ≥6 i ≥10 godzinnych. W przedziale ≥4 godzinnym różnice w ilościach dni w poszczególnych miastach są niewielkie. Najmniejsza suma takich dni występuje w Chełmie (Tab.13). W przedziale ≥6 godzinnym najwięcej dni wystąpiło w Lublinie (Tab.14), zaś w przedziale ≥10 godzinnym w Lublinie i we Włodawie (Tab.15). Tak więc najkorzystniejsze warunki dla helioterapii spośród wybranych miast na Lubelszczyźnie w latach 1991-1996 były notowane w Lublinie i we Włodawie (Tab.12).

Tab. 15 Średnia liczba dni w miesiącach od kwietnia do września
z usłonecznieniem ≥10 godziny w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie

Miesiąc	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
IV	6	6	7	6	6
V	10	10	10	10	9
VI	14	12	14	11	11
VII	17	15	16	14	14
VIII	12	11	12	10	11
IX	5	2	5	3	3
Suma	63	55	63	53	54

7.2. Usłonecznienie względne

7.2.1. Ogólna charakterystyka

Przy obliczeniach usłonecznienia względnego w niniejszej pracy przyjąłem astronomiczną długość dnia. Przybliżone wartości usłonecznienia astronomicznie możliwego (w godzinach) w każdym miesiącu dla 51˚ szerokości geograficznej podaję za (Chomicz, Kuczmarska, 1971):

	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	ROK
Usłonecznienie	264	277	369	414	481	494	497	451	379	332	269	248	4475

(godz)

Średnia roczna wartość usłonecznienia względnego dla Polski podana przez Kuczmarskiego (1990) wynosi 34,0 %. Średnia roczna wartość usłonecznienia względnego dla wybranych miast na Lubelszczyźnie
w wieloleciu 1991-1996 jest większa i równa się 36,0%. Wartości te są zgodne z wartościami średnich sum rocznych usłonecznienia rzeczywistego (Ryc.12), potwierdzając, że miastem najmniej usłonecznionym jest Chełm (wartość średniej znacznie poniżej średniej krajowej, przy porównywalnych wartościach między innymi miastami).

Tab. 16 Wartości usłonecznienia względnego w latach 1991-1996
w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

Stacja	1991	1992	1993	1994	1995	1996	ROK
Włodawa	36,2	37,3	38,4	38,5	39,6	37,9	38,0
Puławy	37,9	36,6	35,7	38,3	38,0	35,0	36,9
Lublin	38,4	39,6	37,1	39,7	39,7	37,8	38,7
Chełm	31,3	26,5	29,3	32,9	33,5	30,0	30,6
Zamość	33,5	35,7	36,4	37,5	37,7	33,1	35,6
Średnia	35,4	35,1	35,4	37,4	37,7	34,8	36,0

Maksymalna wartość średniego rocznego usłonecznienia względnego wystąpiła w Lublinie w roku 1994 i 1995 i wyniosła 39,7%. Wartość minimalna (26,5%) wystąpiła w Chełmie w 1992 roku (Tab.16).

Tab. 17 Maksymalne i minimalne wartości roczne usłonecznienia względnego w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie

Miasto	min - rok	Max - rok
Puławy	35,0% - 1996	38,3% - 1994
Włodawa	36,2% - 1991	39,6% - 1995
Zamość	33,1% - 1996	37,7% - 1995
Chełm	26,5% - 1992	33,5% - 1995
Lublin	37,1% - 1993	39,7% - 1994/1995

Analizując powyższą tabelę (Tab.17) można zauważyć, że w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie maksymalne wartości rocznego usłonecznienia względnego wystąpiły w tym samym roku we wszystkich badanych stacjach, co świadczy o mniejszym znaczeniu wpływu czynników lokalnych na wartości usłonecznienia.

Najbardziej usłonecznioną porą roku w wybranych miastach jest lato, w porach przejściowych wiosna ma większą insolację aniżeli jesień (Tab.18). Średnia wieloletnia wartość usłonecznienia względnego w sezonach wygląda następująco: zima - 17,7%, wiosna - 35,5%, lato - 50,9% i jesień - 27,2%. Usłonecznienie względne dla półrocza wiosenno-letniego (III-IX) wynosi 44%, dla jesienno-zimowego (X-II) 21,1%.

Najmniejsza wartość usłonecznienia względnego dla zimy wystąpiła
w 1994 roku - 11,7%, największa w 1996 roku - 22,5%; dla wiosny minimum 29,9% - 1991 rok, maksimum 42,1% - 1993 rok; dla lata minimum 43,6% - 1993 rok, maksimum 57,5% - 1994 i 57,2 - 1995 rok; dla jesieni minimum 21,5% - 1992 rok, maksimum 34,2% - 1991 rok.

Tab. 18 Średnie sezonowe usłonecznienie względne dla roku
w poszczególnych miastach [%]

sezon/miasto	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
Zima	19,4	18,9	20,0	10,1	20,1
Wiosna	37,5	36,5	38,7	30,5	34,4
Lato	54,4	50,7	53,9	47,0	48,6
Jesień	27,5	28,1	29,8	21,2	29,4

Przebieg roczny średniego wieloletniego miesięcznego usłonecznienia względnego w analizowanych stacjach kształtuje się w przedziale: 54% (lipiec) - 12,2% (grudzień) (Ryc.13).

Analizując wartości miesięcznego usłonecznienia względnego
z wielolecia dla poszczególnych miast, można zauważyć, że w lipcu we wszystkich miastach wartość usłonecznienia przekroczyła 50%
z maksimum w Lublinie wynoszącym 57,2% i niewiele odbiegającą wartością Włodawą - 57,0%. Minimalne wartości średnich wieloletnich występują w grudniu i w styczniu w Chełmie, w pozostałych miastach minimum występuje w grudniu. Z danych tych wynika, że w miesiącach zimowych na wielkość wartości usłonecznienia w przypadku Chełma duży wpływ mają czynniki lokalne.

Dla porównania warunków insolacyjnych w poszczególnych miastach poniżej zamieszczam tabele z minimalnymi i maksymalnymi wartościami miesięcznego usłonecznienia względnego. Z tabeli 19 wynika, iż maksymalne wartości miesięcznego usłonecznienia względnego na ogół występują we wszystkich miastach w tym samym miesiącu. Po przeanalizowaniu wartości minimalnych (Tab.20) można stwierdzić, iż, podobnie jak przy wartościach maksymalnych, występują one na ogół
w tych samych miesiącach co świadczy o zbliżonych warunkach insolacyjnych w badanych stacjach.

Tab. 19 Maksymalne wartości miesięczne usłonecznienia względnego

Rok	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
1991	50,6-VII	50,6-VIII	54,2-VII	47,7-VII	54,4-IX
1992	61,5-VIII	60,3-VIII	64,4-VI	47,0-VIII	58,7-VIII
1993	58,4-VIII	59,9-V	53,3-V	55,2-V	53,8-V
1994	74,0-VII	73,2-VII	72,6-VII	70,4-VII	65,7-VII
1995	73,2-VII	70,0-VII	72,5-VII	72,1-VII	66,3-VII
1996	53,1-VI	49,6-IV	54,1-VI	47,6-VI	46,6-VI

Tab. 20 Minimalne wartości miesięczne usłonecznienia względnego

Rok	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
1991	16,2-XI	14,3-XII	17,6-XI	3,4-XII	14,9-XII
1992	9,2-XII	10,3-XI	12,7-XII	0,5-XII	13,7-XI
1993	5,3-XII	7,4-XII	6,1-XII	1,7-XII	7,9-XII
1994	6,0-XII	7,9-XII	7,8-XII	1,7-XII	12,3-I
1995	14,8-I	15,4-I	14,0-I	7,8-I	18,6-I
1996	18,3-I	16,0-XII	16,1-XII	8,2-XII	17,6-XII

7.2.2. Usłonecznienie względne a zachmurzenie

Średnie roczne zachmurzenie w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie wynosiło 66,9 %. Spośród badanych miast tylko Puławy wyróżniają się większym zachmurzeniem, zarówno w skali roku, sezonu (Tab.21), jak i miesiąca (Tab.22). Jedynie w zimie zachmurzenie w Puławach osiąga wartości zbliżone do pozostałych miast. Może to być spowodowane położeniem Puław w Dolinie środkowej Wisły

Tab. 21 Średnie roczne i sezonowe zachmurzenie w latach 1991-1996
w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

	Puławy	Włodawa	Zamość	Chełm	Lublin
zima	77,2	75,6	72,4	73,8	74,4
wiosna	74,1	68,2	63,3	63,4	66,3
lato	66,9	56,9	52,2	52,8	56,0
jesień	74,6	69,7	64,7	66,5	69,4
rok	73,2	67,6	63,1	64,1	66,5

Podobnie jak przy charakterystykach: wartości miesięcznych sum usłonecznienia i liczbie dni bez usłonecznienia, analizując średnie miesięczne zachmurzenie w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie (Ryc.14) można zauważyć, że najbardziej charakterystycznym miesiącem jest wrzesień. Średnie miesięczne zachmurzenie dla września sukcesywnie wzrastało z roku na rok we wszystkich badanych miastach (Tab.23, Ryc.15).

Między usłonecznieniem względnym (%) a zachmurzeniem (%) istnieje wyraźny związek statystyczny. Dla okresu 1991-1996 suma średnich wartości rocznych i miesięcznych usłonecznienia względnego
i zachmurzenia według Angstroma powinna wynosić 100%. W badanych miastach suma ta przekracza 100% w miesiącach letnich, a w miesiącach zimowych jest niższa (Tab.24,Ryc.16). Różnica ta może być spowodowana tym, że w ciepłej połowie roku rejestracja usłonecznienia zaczyna się wcześniej po wschodzie Słońca i kończy później przed zachodem niż
w chłodnej połowie roku. W lecie bowiem kąt wznoszenia się pozornej drogi Słońca na nieboskłonie jest większy i z tego powodu szybciej się zmniejsza masa optyczna.

Tab. 22 Średnie miesięczne wartości zachmurzenia w latach 1991-1996
w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość
I	75,2	75,8	72,9	73,1	70,8
II	74,4	75,0	72,9	70,8	71,3
III	68,5	72,5	70,2	67,5	67,7
IV	69,8	75,8	66,5	63,5	62,7
V	66,3	74,0	62,1	59,2	59,6
VI	60,0	70,6	58,8	55,6	54,2
VII	55,2	63,8	52,1	50,2	49,6
VIII	55,6	66,5	57,1	52,7	52,7
IX	69,2	73,5	67,1	66,0	62,5
X	64,0	70,0	65,4	61,7	61,7
XI	75,8	80,2	75,6	71,7	69,8
XII	77,1	80,6	77,5	77,3	75,0

Tab. 23 Średnie miesięczne wartości zachmurzenia dla września w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.

Rok	Włodawa	Puławy	Lublin	Chełm	Zamość	średnia
1991	51,3	57,5	53,8	46,3	45,0	50,8
1992	61,3	65,0	55,0	53,8	51,3	57,3
1993	70,0	70,0	65,0	65,0	50,0	64,0
1994	71,3	75,0	66,3	72,5	67,5	70,5
1995	75,0	83,8	77,5	73,8	71,3	76,3
1996	86,3	90,0	85,0	85,0	90,0	87,3

Tab. 24 Średnie miesięczne wartości usłonecznienia względnego
i zachmurzenia dla wybranych miast w wieloleciu 1991-1996 (%)

	Usł względne	zachmurzenie	suma
I	17,5	73,6	91,0
II	22,3	72,9	95,2
III	26,1	69,3	95,4
IV	34,7	67,7	102,3
V	45,7	64,2	110,0
VI	49,0	59,9	108,9
VII	54,0	54,1	108,1
VIII	49,7	56,9	106,6
IX	31,1	67,6	98,8
X	30,8	64,5	95,3
XI	19,7	74,6	94,4
XII	12,2	77,5	89,7

Miesięczne sumy usłonecznienia względnego i zachmurzenia
w miesiącach letnich przekraczają 100% w Lublinie, Puławach, we Włodawie, w Zamościu i w Chełmie. W miesiącach zimowych wszystkie stacje mają sumy niższe niż 100%.

8. ZAKOŃCZENIE I WNIOSKI

Analiza danych przeprowadzona w tej pracy miała na celu porównanie warunków insolacyjnych w wybranych miastach na Lubelszczyźnie
w latach 1991-1996. Wyniki uzyskane w tej pracy pozwoliły mi poznać rozkład usłonecznienia w wybranych miastach oraz ocenić przydatność tego usłonecznienia dla helioterapii.

Z uzyskanych rezultatów badań usłonecznienia w wybranych miastach na Lubelszczyźnie można wyciągnąć poniższe wnioski:

1. Średnie roczne usłonecznienie rzeczywiste dla 5-ciu wybranych miastach na Lubelszczyźnie w latach 1991-1996 było większe niż średnia dla Polski podana przez Kuczmarskiego (1990) na podstawie danych z lat 1951-1975.

2. Średnie roczne usłonecznienie rzeczywiste dla poszczególnych miast wyraźnie mniejsze zanotowano w Chełmie, przy porównywalnych wartościach w pozostałych miastach.

3. Średnie wieloletnie sumy sezonowe usłonecznienia rzeczywistego są zawsze najmniejsze w Chełmie. W zimie różnice
   w usłonecznieniu pomiędzy Chełmem a pozostałymi miastami dochodzą do 100%. Może to być spowodowane czynnikami lokalnymi (duże zapylenie
   z pobliskich cementowni), które w półroczu wiosenno-letnim (III-IX) na skutek większego kąta padania promieni słonecznych nie mają już takiego wpływu.

4. Charakterystycznym miesiącem jest wrzesień, ponieważ
   w ciągu 6-ciu badanych lat usłonecznienie rzeczywiste sukcesywnie malało we wszystkich badanych miastach, co spowodowane było głównie wzrostem wartości najważniejszego czynnika kształtującego usłonecznienie czyli zachmurzeniem.

5. Sumy roczne liczby dni bez usłonecznienia są o 50% większe w Chełmie w porównaniu z pozostałymi miastami. Znajduje to swoje odzwierciedlenie w najmniejszych wartościach sum usłonecznienia występujących w Chełmie.

6. Analiza liczby dni z usłonecznieniem ≥4, ≥6, ≥10 godzin wykazała, że najkorzystniejsze warunki dla helioterapii w latach 1991-1996 spośród wybranych miast na Lubelszczyźnie wystąpiły w Lublinie
   i we Włodawie.

7. Średnia roczna wartość usłonecznienia względnego
   w wybranych miastach na Lubelszczyźnie w latach 1991-1996 była większa od średniej rocznej wartości usłonecznienia względnego dla Polski podanej przez Kuczmarskiego (1990) dla danych z lat 1951-1975.

8. Wystąpienie słonecznego roku pokrywa się z maksymalnymi wartościami usłonecznienia względnego we wszystkich badanych miastach, co może świadczyć o mniejszym wpływie czynników lokalnych.

9. Między usłonecznieniem względnym a zachmurzeniem istnieje wyraźny związek statystyczny we wszystkich badanych miastach.

10. Największymi średnimi wartościami miesięcznego zachmurzenia spośród wybranych miast w latach 1991-1996 odznaczyły się Puławy, co może być spowodowane położeniem Puław w Dolinie Środkowej Wisły.

11. W celu kompletnego scharakteryzowania warunków insolacyjnych powinno się przeanalizować wartości usłonecznienia rzeczywistego, usłonecznienia względnego oraz napromienienie słoneczne. Porównując warunki insolacyjne w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie nie zawarłem analizy napromienienia słonecznego, ponieważ tylko stacja Puławy posiada pełne dane
    z analizowanego okresu.

Ryciny

Bibliografia

Spis tabel:

Tab. 1 Położenie geograficze i wysokość nad poziomem morza wybranych stacji i posterunków meteorologicznych na Lubelszczyźnie

Spis rycin:

Ryc.1 Sumy roczne usłonecznienia w latach 1991-1996..........................51

Ryc.2 Przebieg sezonowych i rocznych sum usłonecznienia rzeczywistego dla 5-ciu stacji na Lubelszczyźnie........................................................52

Ryc.3 Udział sezonowych sum usłonecznienia w sumie rocznej dla 5-ciu stacji na Lubelszczyźnie (1991-1996)...................................................53

Ryc.4 Sezonowe sumy usłonecznienia rzeczywistego zima (XII-II).........54

Ryc.5 Sezonowe sumy usłonecznienia rzeczywistego wiosna (III-V).......55

Ryc.6 Sezonowe sumy usłonecznienia rzeczywistego lato (VI-VIII)........56

Ryc.7 Sezonowe sumy usłonecznienia rzeczywistego jesień (IX-XI)........57

Ryc.8 Średnie miesięczne sumy usłonecznienia dla września w latach 1991-1996..........................................................................................58

Ryc.9 Liczba dni bez usłonecznienia dla roku w latach 1991-1996..........59

Ryc.10 Liczba dni bez usłonecznienia dla września w latach
1991-1996..........................................................................................60

Ryc.11 Udział sezonowej liczby dni bez usłonecznienia w rocznej liczbie tych dni w 5-ciu wybranych stacjach na Lubelszczyźnie (1991-1996)......61

Ryc.12 Średni roczny przebieg usłonecznienia względnego i rzeczywistego w okresie 1991-1996 dla wybranych miast na Lubelszczyźnie.................62

Ryc.13 Przebieg roczny średniego miesięcznego usłonecznienia względnego w latach 1991-1996...........................................................63

Ryc.14 Przebieg roczny średniego zachmurzenia według miesięcy
w wybranych stacjach na Lubelszczyźnie w latach
1991 -1996.........................................................................................64

Ryc.15 Średnie miesięczne zachmurzenie dla września w latach 1991-1996 w wybranych miastach na Lubelszczyźnie.............................................65

Ryc.16 Przebieg roczny średniego miesięcznego usłonecznienia względnego i zachmurzenia w latach 1991-1996 w wybranych miastach
na Lubelszczyźnie...............................................................................66

18

---