Durasi Penyinaran Matahari

Durasi Penyinaran Matahari atau Lama Penyinaran Matahari ataupun Durasi Sinaran Matahari merupakan suatu indikator klimatologis untuk mengukur durasi atau lamanya penyinaran matahari pada suatu periode tertentu (biasanya sehari atau setahun) di suatu lokasi tertentu di Bumi, biasanya dinyatakan dalam bentuk nilai rerata selama beberapa tahun. Hal ini juga merupakan indikator pengukur keadaan berawan suatu wilayah dan karenanya berbeda dengan insolasi yang mengukur jumlah radiasi atau energi sinar matahari terhadap suatu wilayah selama periode tertentu.

Durasi penyinaran matahari biasanya dinyatakan dalam bentuk jam per tahun, atau (rerata) jam per hari. Ukuran pertama mengindikasikan secara umum tingkat kecerahan suatu wilayah dibandingkan dengan wilayah lain dan ukuran selanjutnya berfungsi sebagai pembanding durasi penyinaran matahari di suatu waktu yang sama tetapi pada musim yang berbeda-beda. Selain itu, ukuran ini sering digunakan untuk mengetahui persentase rasio durasi sinar matahari yang tercatat dan durasi siang hari pada periode pengamatan.

Penggunaan penting dari data durasi sinar matahari adalah untuk mengkarakterisasi iklim suatu tempat, terutama tempat seperti resor kesehatan. Selain itu, data ini juga dapat digunakan untuk memperhitungkan efek psikologis dari cahaya matahari yang kuat pada kesejahteraan manusia dan juga sering digunakan untuk mempromosikan tujuan wisata.

Durasi siang hari

Diagram yang menunjukkan perpindaham gambar matahari di saat terbit dan terbenam

Artikel utama: Siang hari

Jika matahari berada di atas horizon 50% dari waktu untuk standar satu tahun yaitu 8.760 jam, durasi semu siang hari maksimal adalah 4.380 jam untuk setiap tempat di muka Bumi. Akan tetapi, terdapat efek astronomis dan fisis yang mempengaruhi perubahan dari gambar tersebut, yaitu pembiasan atmosfer yang memungkinkan matahari untuk tetap terlihat meskipun secara kasatmata matahari telah terbenam di bawah cakrawala. Oleh karena itu, rata-rata siang hari (mengabaikan efek tudung awan) terpanjang berada di daerah kutub yakni Matahari tampak secara semu menghabiskan banyak waktu di sekitar cakrawala. Tempat-tempat di Lingkar Arktik memiliki total siang hari tahunan terpanjang, 4.647 jam per tahun, sedangkan Kutub Utara menerima 4.575 jam per tahun. Karena sifat elips dari orbit Bumi, Belahan Bumi Selatan tidak simetris: Lingkar Antartika, dengan 4.530 jam siang hari, menerima sinar matahari lima hari lebih sedikit daripada antipodenya. Sementara itu, wilayah ekuator memiliki total siang hari sepanjang 4,422 jam per tahun.

Pengukuran dan definisi

Heliograf Campbell–Stokes mengukur pancaran sinar matahari

Dengan mempertimbangkan maksimum durasi siang hari secara teori untuk lokasi tertentu, ada juga pertimbangan praktis di mana jumlah siang hari cukup diperlakukan sebagai "jam penyinaran matahari". Jam penyinaran matahari yang "Cerah" mewakili total jam ketika sinar matahari lebih kuat dari ambang batas yang ditentukan, dibandingkan dengan jam-jam "tampak" saja. Sinar matahari yang "tampak", misalnya, terjadi saat-saat matahari terbit dan terbenam, tetapi sinar tersebut tidak cukup kuat untuk merangsang suatu sensor. Pengukuran dilakukan oleh suatu instrumen yang disebut heliograf. Untuk pengukuran durasi penyinaran matahari secara khusus, digunakan Heliograf Campbell–Stokes.

Dalam rangka menyelaraskan pengukuran data di seluruh dunia, pada tahun 1962, Organisasi Meteorologi Dunia membakukan desain Heliograf Campbell—Stokes yang disebut Interim Reference Sunshine Recorder (IRSR). Pada tahun 2003, durasi penyinaran matahari dibakukan sebagai suatu periode ketika pancaran sinar matahari langsung melebihi ambang batas 120 W/m².

Persebaran geografis

Peta durasi pancaran sinar matahari di seluruh dunia. Patut diketahui bahwa data untuk Antartika akurat hanya pada wilayah pesisir. Sementara wilayah pedalamannya menerima 3600 jam pancaran sinar matahari tiap tahunnya.

< 1200 h   1200–1600 h   1600–2000 h   2000–2400 h

2400–3000 h   3000–3600 h   3600–4000 h   > 4000 h

Durasi sinar matahari mengikuti pola umum geografis: lintang subtropis (antara lintang 25° hingga 40° utara/selatan) mempunyai nilai durasi sinar matahari terpanjang, karena lintang ini merupakan tempat bagi sisi timur sistem tekanan udara tinggi subtropis, yang biasa diasosiasikan dengan penurunan udara berskala besar dari tropopause tingkat atas. Banyak dari iklim kering di dunia di sisi timur dari lintang subtropis ini, yang mana hal tersebut membuat kondisi atmosfer yang stabil, kelembapan serta tudung awan yang rendah. Wilayah gurun atau padang pasir, dengan tekanan udara konstan yang tinggi dan kondensasi yang sedikit seperti Afrika Utara, barat daya Amerika Serikat, Australia Barat, dan Timur Tengah—merupakan contoh dari iklim yang panas, kering, dan rerata nilai durasi pancaran sinar mataharinya yang tinggi.

Dua wilayah utama dengan durasi rerata pancaran sinar matahari terpanjang adalah wilayah timur serta tengah Gurun Sahara—yang meliputi wilayah beberapa negara seperti Mesir, Sudan, Libya, Chad, dan Niger—dan wilayah barat daya Amerika Serikat (Arizona, California, Nevada). Kota yang secara resmi memperoleh julukan sebagai kota dengan durasi penyinaran terpanjang di dunia adalah kota Yuma, Arizona, dengan lebih dari 4,000 jam per tahunnya (kurang lebih 91% dari waktu siang hari), tetapi banyak di antara buku klimatologi menyatakan bahwa kemungkinan terdapat kota-kota di Afrika Utara yang mempunyai durasi penyinaran matahari yang lebih panjang. Di wilayah yang meliputi bagian utara Chad dan Pegunungan Tibesti, bagian utara Sudan, selatan Libya, dan Mesir Hulu, durasi penyinaran matahari per tahunnya diperkirakan lebih dari 4,000 jam. Bulan dengan durasi penyinaran matahari terpanjang di dunia adalah bulan Desember di wilayah timur Antartika, dengan durasi penyinaran matahari sebesar 23 jam per harinya.

Sebaliknya, wilayah yang berada di garis lintang yang lebih tinggi (di atas 50° utara/selatan) yang juga terletak di angin barat badai lebih banyak memiliki cuaca yang cenderung berawan, penghujan, dan tidak stabil, juga sering memiliki durasi penyinaran matahari yang rendah per tahunnya. Iklim laut sedang seperti di wilayah barat laut Eropa, pesisir barat laut Kanada, dan wilayah Pulau Selatan Selandia Baru merupakan contoh iklim yang dingin, berawan, basah, dan lembab dan merupakan daerah dengan durasi penyinaran matahari yang sangat rendah. Wilayah dengan durasi penyinaran matahari terendah per tahunnya umumnya berada di wilayah perairan dekat kutub, dan juga beberapa wilayah utara Eropa, selatan Alaska, utara Russia, dan wilayah-wilayah di sekitar Laut Okhotsk. Kota Tórshavn yang merupakan ibu kota Kepulauan Faroe merupakan wilayah paling berawan di dunia dengan durasi penyinaran matahari hanya sebesar 840 jam per tahunnya.