Internationale Pyrheliometervergleiche (IPC)

Solar-RadiometrieInternationale Pyrheliometervergleiche (IPC)

Einleitung

Das PMOD/WRC betreibt im Auftrag der WMO den Welt-Standard für Sonneneinstrahlungsmessungen und ist zuständig für die internationale Verbreitung dieses Standards. Der Davoser Welt-Standard, oder die Weltstandardgruppe (WSG), wurde in 1977 aus einer Gruppe stabiler Absolutradiometern definiert.

Um diesen Welt-Standard zu verbreiten, werden seit 1959 alle 5 Jahre unter der Davoser Sonne Messvergleiche mit Referenzgeräten aus der ganzen Welt durchgeführt. Diese sogenannten International Pyrheliometer Comparisons (IPC) dauern 3 Wochen und fanden das letzte Mal in 2021 zum 13. Mal statt. Die IPC dienen der weltweiten Homogenisierung der Strahlungsmessungen und sind die wichtigste Gelegenheit für den Erfahrungsaustausch zwischen Experten aus den verschiedenen Ländern.

Internationale Bedeutung des IPC

Die Sonnenstrahlung ist bei weitem die wichtigste Energiequelle, die die Erde beeinflusst und alle Klima- und Wetterphänomene antreibt. Die globale Temperatur spiegelt direkt den globalen Strahlungshaushalt wider. Um das Budget zu verstehen, müssen die Sonneneinstrahlungsmessungen mit dem gleichen Maßstab durchgeführt werden. Die PMOD/WRC wurde von der WMO beauftragt, diese Skala zu definieren und zu verbreiten. Die fünfjährigen IPCs ermöglichen die Validierung dieser Skala und stellen sicher, dass sie weltweit korrekt angewendet wird. Die IPCs laufen über drei Wochen, in denen bis zu 100 Teilnehmer aus 40 Ländern Vergleichsmessungen durchführen, um Abweichungen ihrer Instrumente gegenüber der World Standard Group festzustellen und zu korrigieren.

IPC-XIII 2021

Die IPC-XIII, FRC-V and IPgC-III Vergleiche fanden vom Montag den 27. September bis Freitag den 15. Oktober 2021 am PMOD/WRC statt. An den Vergleichen nahmen WMO-affilierte (RRC, NRC) oder WMO-related Einrichtungen teil, wie z. B. nationale hydrometeorologische Dienste. Auch Hersteller radiometrischer Geräte, Kalibrier- und Forschungseinrichtungen sowie andere Interessengruppen waren anwesend.

WMO IOM Report No. 140 IPC-XIII, WMO-Webseite →

WMO IOM Report No. 140 IPC-XIII, PMOD/WRC-Webseite →

Proceedings of the Symposium on Radiation Measurement, WMO-Webseite →

IPC-XIII-Webseite →

Bilder vom IPC-XIII 2021

Bildnachweise: A. Andreas, J. Balenzategui, P. Russo, und F. Vignali.

IPC-XII 2015

An increasing number of participants from the solar energy sector took part in IPC-XII (WMO, 2016) due to the growing demand for traceable solar irradiance data in this emerging field. IPC-XII was also held for the first time as a Euramet supplementary comparison (EURAMET, PR-S6) which allows calibration laboratories holding a current “Calibration and Measurement Capabilities” (CMC) for solar radiation to compare and validate their standards.

Weather conditions during IPC-XII allowed measurements on 11 days, although all data from 2 – 5 October were later rejected due to unstable atmospheric conditions. On the remaining 9 days, 578 valid WRR data points were acquired which were used to determine the new WRR factors for the six World Standard Group (WSG) and all participating radiometers. Throughout IPC-XII, an increasing nuisance was the growing fraction of high cirrus clouds induced by contrails. Although the air traffic controllers (Skyguide) were helpful by routing air traffic away from Davos whenever possible, some measurements were still adversely affected by contrails.

Unfortunately, two of six WSG instruments have not passed the stability test since IPC-XI in 2010, which therefore prevents them from being considered in the new WRR calculation. Accumulated dust in the cavities may have affected the sensitivity of the WSG instruments, HF18748 and MK67814, over the years. With help from the manufacturer and other experts, these instruments were thoroughly cleaned and put back in to service. It remains to be seen if the cleaning fixed the stability problems. On the other hand, CSAR/MITRA performed well, and work continues towards the eventual replacement of the conventional WSG standard with this new technology-based standard. The CSAR/MITRA data confirmed the previously detected WRR-to-SI scale difference of a few tenths of a percent. The CIMO Task Team on Radiation References is addressing this issue and will publish recommendations to further improve traceability of solar irradiance by harmonising both scales. Meanwhile the IPC-XII has confirmed the stability of the WRR over the past inter-IPC period. During bad weather the IPC-XII symposium was held, which consisted of over 40 talks and several posters. PMOD/WRC staff also helped to repair instruments which had suffered shipping damage or had otherwise failed during IPC-XII.

Literaturnachweise und weitere Medien

WMO (2016), International Pyrheliometer Comparison IPC-XII, WMO IOM Report No. 124

MeteoSwiss and PMOD/WRC video showing excerpts from IPC-XII

 

Bilder vom IPC-XII

For further information please contact: Dr. Wolfgang Finsterle