Wissenschaft kompakt
Die Entwicklung der Globalstrahlung

Im Januar 2023 veröffentlichte der DWD einen Bericht zur Entwicklung
der Globalstrahlung in Deutschland im Zeitraum von 1983 bis 2020. Es
folgt eine kurze Zusammenfassung.T

Die Globalstrahlung ist die auf der Erde empfangene solare Strahlung
und gibt an, wie viel Energie der kurzwelligen Strahlung von der
Sonne auf der horizontalen Erdoberfläche ankommt. Sie setzt sich
zusammen aus der direkten Strahlung und der diffusen Strahlung. Die
diffuse Strahlung ist die an Luftmolekülen, Aerosolen und Wolken
gestreute solare Strahlung. Die direkte Strahlung hingegen legt den
kürzesten Weg durch die Atmosphäre zur Erdoberfläche zurück, ohne
gestreut zu werden. Die Energieausbeute der Globalstrahlung variiert
räumlich und zeitlich. Letztere ist unter anderem abhängig von der
geografischen Breite, der Höhe über dem Meeresspiegel, der Jahres-
und Tageszeit, den Wetterbedingungen und den Luftbeimengungen.
Im Januar 2023 veröffentlichte der DWD einen Bericht zur Entwicklung
der Globalstrahlung in Deutschland im Zeitraum von 1983 bis 2020 (https://www.dwd.de/DE/leistungen/solarenergie/download_dekadenberich
t.pdf?__blob=publicationFile&v=6).
Die Datenbasis für diesen Bericht sind Monatssummen der
deutschlandweiten Globalstrahlung. Diese basieren auf
Satellitendaten, die mit Bodenmesswerten aus dem Strahlungsmessnetz
des Deutschen Wetterdienstes (DWD) verknüpft werden. Die Auflösung
beträgt 1 x 1 km. Die Daten liegen in der Einheit Kilowattstunde pro
Quadratmeter (kWh/m²) vor.
Der Bericht kommt zu dem Ergebnis, dass die Jahressumme der
Globalstrahlung in Deutschland seit 1983 bis 2020 gestiegen ist. Der
Anstieg der Globalstrahlung über den betrachteten Zeitraum kann
verschiedene Ursachen haben. In diversen wissenschaftlichen
Untersuchungen werden die Bewölkung und vom Menschen induzierte
Aerosole in der Atmosphäre als zwei wichtige Faktoren genannt.
Der beobachtete Effekt des so genannten Brightening kann neben der
Verbesserung der Luftqualität (u.a. Verringerung der Belastung durch
Feinstaub und Stickstoffdioxid) durch eine Veränderung in der
Bewölkung erklärt werden. Diese kann laut wissenschaftlicher
Untersuchungen sowohl natürlichen Ursprungs sein und/oder durch den
indirekten Effekt von anthropogenen Aerosolen auf die Wolkenbildung
hervorgerufen werden.
Ein Anstieg der Globalstrahlung aufgrund erhöhter Sonnenaktivität
lässt sich hingegen ausschließen. Die Sonnenaktivität unterliegt
natürlichen 11-jährigen Schwankungen. Durch die komplexen
Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean und Land ist es sehr
schwierig, den exakten Einfluss der Sonnenaktivität auf das Klima zu
bestimmen. Zudem beziehen sich die Schwankungen zum Großteil auf die
ultraviolette Strahlung, welche bei der Messung der Globalstrahlung
eine untergeordnete Rolle spielt.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Anstieg der
Globalstrahlung in Deutschland (wie auch differenziert in Europa)
vermutlich durch das Zusammenspiel aus verbesserter Luftqualität und
veränderten Wolkenmustern erklärt werden kann. Dennoch ist damit der
Brightening-Effekt noch nicht vollständig erklärt, da weltweit nur
wenige hinreichend lange Datenreihen zur Globalstrahlung vorliegen.
Besonders über den Ozeanen und in Gebirgen ist das Datenaufkommen
unzureichend.
Aus dem zitierten Bericht des DWD wurden lediglich Auszüge verwendet,
hier lohnt sich jedoch ein intensiveres Nachlesen.
In Bezug auf den Einfluss der variablen Sonnenaktivität auf die
Erdatmosphäre wird noch auf folgendes Tagesthema verwiesen -
https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2019/10/26.html.


Dipl.-Met. Dr. Jens Bonewitz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 20.03.2023

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