In den Geowissenschaften wird oft mit einer theoretischen Zeitdauer gerechnet, in der eine wolkenlose und ungetrübt klare Atmosphäre, ungehindert von Bergen am Horizont, an einem bestimmten Ort Sonnenschein ermöglicht. Sie wird als theoretische oder astronomische Sonnenscheindauer bezeichnet und hängt vom Breitengrad und der Jahreszeit ab (siehe auch Sonnenstand). An Standorten im Gebirge oder Hügelland wird sie durch den Landschaftshorizont verkürzt. Die allfällige Abschattung durch Gebäude wird hingegen nicht in den Wert eingerechnet.Die tatsächliche Sonnenscheindauer ist jedoch wesentlich kürzer und hängt entscheidend von der Klimazone ab. Großteils sind es Wolken, die den Sonnenschein verhindern, doch auch andere Ursachen wie Smog können dazu beitragen, dass das Sonnenlicht die Erdoberfläche nur gedämpft erreicht. Des Weiteren können Sandstürme oder die bei Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre geschleuderten Vulkanische Aschen die Sonnenstrahlung dämpfen.
Die Sonnenscheindauer dient der näherungsweisen Abschätzung der Einstrahlung an einem bestimmten Ort und gibt gleichzeitig Hinweise auf Zeit und Stärke der Bewölkung. Die tatsächliche Sonnenscheindauer ist als die Zeitspanne definiert, während der die direkte Sonnenstrahlung senkrecht zur Sonnenrichtung mindestens 120 W/m2 beträgt.
Die effektiv mögliche Sonnenscheindauer wird durch Landschaftshorizonte verkürzt, sodass die Sonnenscheindauer im Dezember in gewissen Tälern im Gebirge sogar Null betragen kann.
Die relative Sonnenscheindauer beschreibt den Anteil der tatsächlichen an der effektiv möglichen Sonnenscheindauer in Prozent. Durch sie kann man Sonnenscheinverhältnisse verschiedener Gebiete vergleichen.
Die Sonnenscheindauer wird herkömmlich mit dem sogenannten Sonnenscheinautograph gemessen. Alternativ gibt es eine Reihe von elektronischen Sensoren, die eine automatische Aufzeichnung ermöglichen.
Wenn ein Globalstrahlungssensor vorhanden ist, kann die tägliche Sonnenscheindauer auch nach folgender Formel berechnet werden.
Messverfahren
Das gängigste Messgerät für die Sonnenscheindauer ist der Sonnenscheinautograph nach Campbell-Stokes. Bei diesem Gerät werden die Sonnenstrahlen durch eine Linse gebündelt, sodass sie in einem Papierstreifen eine Spur einbrennen. Aus der Länge der Brennspur lässt sich die Sonnenscheindauer bis auf eine zehntel Stunde genau ablesen. Die Streifen werden täglich gewechselt. Heutzutage werden auch photoelektrische Sensoren für die Sonnenscheindauer-Messung eingesetzt. | 
Heliograph nach Campbell-Stokes |
Die Sensoren messen die Sonnenscheindauer indirekt. Sie messen die Bestrahlungsstärke; wenn diese den international festgelegten Grenzwert von 120 W/m2 überschreitet, wird Sonnenschein angenommen und ein Signal ausgegeben.
Insgesamt nehmen in Deutschland u.a. rund 270 Stationen des Deutschen Wetterdienstes Sonnenscheinmessungen vor. |
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