Termins "insolācija" ir atvasināts no vārdiem "ienākošā saules radiācija". Insolācija tiek īpaši attiecināta uz starojumu, kas vispirms nonāk zemes atmosfērā un pēc tam zemes virspusē. Siltumu iegūst no saules enerģijas, ko parasti sauc par saules starojumu. Insolācija" ir saules starojums, kas sasniedz zemes virsmu. To mēra pēc saules enerģijas daudzuma, kas saņemts uz vienu kvadrātcentimetru minūtē. Līdzīgi saules enerģiju, ko saņem zeme, sauc par insolāciju. Tas ir ienākošās saules radiācijas daudzums, kas tiek saņemts zemes virsmas platības vienībā. Saules enerģija, ko saņem planētas virsma, mainās atkarībā no gadalaika, platuma, atmosfēras caurredzamības un zemes slīpuma.

Insolācija ietekmē temperatūru. Jo lielāka insolācija, jo augstāka temperatūra.

Jebkurā konkrētajā dienā vislielākā insolācija ir pusdienlaikā.

Mērīšana un vienības

Insolāciju mēra kā elektromagnētiskās enerģijas plūsmu uz vienības laukuma. Mūsdienās par ierasto mērvienību izmanto vatus uz kvadrātmetru (W/m²). Praktiskos laikposmos bieži izmanto arī kilovatstundas uz kvadrātmetru dienā (kWh/m²/dienā), kas ir noderīgi saules enerģijas novērtēšanai. Vēsturiskos meteoroloģijas datos bieži sastopama vienība cal/cm²/min (kalorijas uz kvadrātcentimetru minūtē) — tādā formātā norādīts arī sākotnējā tekstā.

Instrumenti un metodes:

  • Piranometru izmanto kopējās (globālās) starojuma mērīšanai uz horizontālas virsmas (tiešā + izkliedētā starojuma summa).
  • pirheliometru izmanto tiešā saules starojuma mērīšanai, parasti novirzītu uz sauli (normālā leņķī).
  • sunphotometri un radiometri nosaka atmosfēras caurredzamību, daļiņu (aerosolu) ietekmi un UV starojumu.
  • Satelīti nodrošina plaša mēroga insolācijas kartes un laika modeļu analīzi, kombinējot virszemes mērījumus ar mākoņu un atmosfēras datiem.

Saules starojuma tipi

  • Tiešā (direct) starojuma — starojums, kas nāk tieši no saules diska un sasniedz virsmu bez skaidras izkliedes atmosfērā.
  • Izkliedētā (diffuse) starojuma — starojums, kas izkliedēts atmosfērā (piem., mākoņu vai daļiņu dēļ) un nāk no visas debesu puslodes.
  • Kopējā (global) starojuma — tiešā un izkliedētā starojuma summa uz noteiktas virsmas.
  • Atstarotais starojums — no zemes vai citu virsmu atstarotā daļa (albeda ietekme).

Faktori, kas ietekmē insolāciju

  • Platums un sezona: Saules starojuma leņķis mainās ar platumu un gada laiku — tuvāk ekvatoram un vasarā insolācija ir lielāka.
  • Laika daļa (diennakts laiks): Maksimālais starojums parasti ir saules augstākajā punktā — pusdienlaikā.
  • Mākoņi un atmosfēras caurredzamība: mākoņi, aerosoli un gāzes (piem., ozons) samazina sasniedzamo insolāciju.
  • Augstums virs jūras līmeņa: augstāk atmosfēra ir plānāka, tādēļ starojums bieži ir lielāks kalnos.
  • Virsmu leņķis un orientācija: slīps jumts vai paneļi, kas vērsti pret sauli, saņems vairāk tiešā starojuma nekā horizontāla virsma, ja leņķis optimizēts.
  • Atstarošanās (albeda): sniegs, ledus vai gaišas virsmas var atstarot lielu daļu starojuma, ietekmējot lokālo enerģijas bilanci.

Ietekme uz vidi un cilvēku

  • Klima un laika apstākļi: insolācija ir galvenais siltuma avots atmosfērai un virsmai, ietekmē konvekciju, temperatūras režīmus un nokrišņu modeles.
  • Zemkopība un fotosintēze: augiem nepieciešama noteikta saules enerģija fotosintēzei; insolācijas daudzums ietekmē ražu un sezonālo attīstību.
  • Saules enerģija: insolācijas novērtējums ir būtisks fotovoltāisko paneļu un termisko kolektoru projektēšanai un ražības prognozēšanai.
  • Cilvēka veselība: intensīva insolācija palielina UV starojuma iedarbību — saules apdegumi, ādas novecošanās un paaugstināts risks ādai vēzim. Arī termiskie efekti (sauksme, saules dūrums) saistās ar ilgstošu saules iedarbību.
  • Būvniecība un pasīvā apkure: zināšanas par insolāciju palīdz optimizēt ēku siltumizolāciju, logu novietojumu un saules aizsardzību, lai izmantotu dabisko apsildi un samazinātu enerģijas patēriņu.

Papildus piezīmes

Saules konstante. Pie ārējās atmosfēras (vidēji) saules starojuma mehāniskais plūsmas blīvums ir aptuveni 1360–1365 W/m² (bieži apzīmēts kā saules konstante). Atmosfēra to samazina, tāpēc uz zemes virsmas mērījumi parasti ir zemāki un mainīgi atkarībā no apstākļiem.

Valodiska skaidrība: jāņem vērā, ka latviešu valodā vārds "insolācija" dažkārt tiek lietots arī kā nozīmējums saules dūrums / galvas sasilšana cilvēkam (sunstroke). Šeit apskatītā nozīme ir meteoroloģiski‑fiziska — ienākošā saules radiācija uz zemes virsmas.