Związki usłonecznienia z zachmurzeniem nie są proste, wykazują silne zróżnicowanie regionalne. Choć usłonecznienie wiąże się z wielkością dopływu promieniowania do powierzchni, nie można bezpośrednio z usłonecznienia wnioskować o ilości energii słonecznej dochodzącej do powierzclmi oceanu czy powierzclmi terenu. Tego samego dnia. przy takim samym usłonecznieniu (np. 4 godziny) istotną rolę odgrywać będzie wysokość Słońca - zupełnie inna będzie dochodząca ilość energii słonecznej do powierzcluii w sytuacji, gdy np. promienie słoneczne dochodzić będą do powierzcluii terenu / oceanu od godziny 07do godziny 11 niż np. od godziny 10 do 14.
heliograf- przyrząd do pomiaru usłonecznienia Istnieje szereg rozwiązań konstrukcyjnych heliografów, stąd też liczba stosowanych typów przyrządów pomiarowych jest dość duża.
Jednym z najpopularniejszych typów heliografów jest heliograf Campbell - Stockesa (występujący w szeregu odmian). Idea pomiaru jest następująca. Podstawowym elementem jest kula szklana, ze szkła o odpowiednio dobranym współczynniku załamania światła, która pełni rolę soczewki skupiającej. Kula ta jest zamocowana w specjalnym uchwycie i jest otoczona z trzech stron przez obudowę, w którą wsuwa się specjalnego kształtu pasek papieru zawierającego dużą domieszkę kredy (aby był niepalny). Na pasku znajduje się skala czasowa. Promienie słoneczne, padające na kulę szklaną są ogniskowane na pasku papieru.
Heliograf (produkcji ZSRR). Widoczna kula szklana pełniąca rolę soczewki skupiającej, za nią wycięcie na paski (niebieskie), w których skupione promienie słoneczne wypalają ślad, którego długość określa czas operacji Słońca (od-do). Widoczne również układy regulujące; z boku -służące do ustawiania hehografu na szerokość geograficzną miejsca obserwacji.
Heliograf musi być zainstalowany w miejscu, do którego dostęp promieni słonecznych jest swobodny (w otoczeniu nie mogą znajdować się obiekty zacieniające heliograf), precyzyjnie zorientowany względem stron świata (oś przyrządu zgodna z przebiegiem południka lokalnego, otwarcie na S na półkuli północnej, na N na półkuli południowej) i ustawiony na szerokość geograficzną miejsca obserwacji. Ustawienie na szerokość geograficzną określa pochylenie obudowy, w której instaluje się pasek, tak, aby obudowa nie zacieniała kuli przy danej wysokości Słońca. W heli ogra fach Campbell - Stockesa przeznaczonych do pracy w umiarkowanych szerokościach geograficznych stosuje się dodatkowo trzy rodzaje pasków; odrębnych dla każdego sezonu (paski letnie, długie, silnie ugięte w dół; paski jesienno-wiosenne, proste i paski zimowe, krótkie). Każdy rodzaj pasków wsuwa się w specjalne, dostosowane do rodzaju paska wycięcia.
Heliografy Campbell - Stockesa rozpoczynają notować usłonecznienie dopiero od momentu, w którym natężenie promieniowania słonecznego jest równe i przekracza 0.3 cal/cmA2/inin (209 W/mA2). Z tego względu nie odnotowują usloneczniena krótko po wschodzie i przed zachodem Słońca, gdy wysokość Słońca jest mmejsza od 3°. W wysokich szerokościach powoduje to zdecydowane zafałszowanie wyników pomiarów zimą, gdyż
2