La radiación solar es la principal fuente de energía transmitida a la tierra y tiene siempre una influencia directa o indirecta en el desarrollo de los fenómenos físicos que se producen en la atmósfera.

El estudio de la radiación global que alcanza la superficie de la tierra supone un cierto número de medidas y, principalmente, la medida de la duración de la insolación. Estas medidas se efectúan por medio de un heliógrafo, que permite determinar la duración total de la insolación cada hora o cada día. Las lecturas deben ser hechas con aproximación de la décima de hora.

EL HELIOGRAFO
El tipo de aparato usado más frecuentemente en España es el Campbell-Stockes. La duración de la insolación se determina concentrando los rayos solares sobre una banda constituída por una tira de cartulina que se quema en el punto en que se forma la imagen del sol. Si la formación del foco fuera hecha a través de una lupa sería necesario desplazar ésta constantemente en función de las variaciones diurnas y estacionales de la posición del sol. Para evitar éste inconveniente se utiliza una esfera de vidrio.



La banda de registro se coloca de forma apropiada sobre un soporte curvo, concéntrico con la esfera; así los rayos solares se concentran sobre ésa banda.

Si el sol luce durante todo el día se forma sobre la banda una traza carbonizada continua. Si el sol brilla de forma intermitente, la traza quemada es discontinua. En este caso la duración de la insolación se determina sumando las longitudes de las partes carbonizadas.

DESCRIPCION DEL HELIOGRAFO
El heliógrafo de Campbell-Stockes está constituído por una esfera de vidrio de 10 cm. de diámetro montada concéntricamente en el interior de un casquete esférico, cuyo diámetro es tal que los rayos solares forman un foco muy intenso sobre una banda de cartulina encajada en unas ranuras del casquete. Este lleva tres pares de ranuras paralelas en las cuales se pueden alojar tres clases de bandas diferentes según sea la estación del año.

El heliógrafo debe registrar permanentemente los periodos de insolación. Por lo tanto su emplazamiento ideal será donde pueda ser instalado sólidamente en un sitio despejado de todo obstáculo susceptible de interceptar los rayos solares en cualquier momento del dia o del año.

Heliógrafo con una banda de invierno


AJUSTES NECESARIOS
El ajuste para que la esfera y el casquete soporte de bandas sea concéntrico se efectúa en fábrica. Por lo tanto nunca se debe modificar este ajuste. Sin embargo son necesarias ciertas intervenciones en la estación y se hacen en el momento de los equinoccios con el fin de asegurarse que:

- La quemadura coincide con la línea central de la banda
- La imagen del sol, al mediodía verdadero, se forma justamente sobre el trazo de referencia correspondiente del soporte del diagrama

Si se cumplen estas condiciones, el registro será correcto durante todo el año.

Para que esté bien ajustado este instrumento es necesario:

- Que esté perfectamente horizontal, tanto el el sentido Norte-Sur, como en el sentido Este-Oeste.
- Que esté orientado hacia el sur si se encuentra en el hemisferio norte.
- Inclinado de manera que el plano que pasa apor el centro de la esfera y la línea central de la banda equinoccial forme con la vertical un ángulo igual a la latitud del lugar.
- Que esté correctamente orientado y calibrado con la meridiana local. para ello:
a) Hay que determinar el mediodía verdadero, es decir, el instante en el que el sol pasa por la meridiana del lugar.
b) Insertar en el instrumento una banda que corresponda a la época del año y comprobar que la marca de referencia del mediodía verdadero está en su sitio.
c) En el momento en que el sol pase por la meridiana del lugar, orientar el aparato sobre su base regulable de manera que la imagen del sol en el mediodía verdadero se forme exactamente sobre la marca de referencia de esta hora.

Detalle de cómo se va haciendo la quemadura en la banda


BANDAS REGISTRADORAS
Son tiras de cartulina de buena calidad que no se dilatan por efecto de la humedad. Son de color azul, pues así absorben mucho mejor la radiación solar.

Existen tres modelos de bandas que se utilizan respectivamente según sea la época del año:

- Las bandas de verano son largar y curvas. Se encajan en las ranuras inferiores del casquete del heliógrafo. Su uso comprende desde el 13 de abril al 31 de agosto.

- Las bandas de invierno también son curvas, pero de menos longitud que las de verano. Se encajan en las ranuras superiores del casquete del aparato. Se usan entre el 13 de Octubre y el 28-29 de Febrero.

- Las bandas equinocciales, para las estaciones de primavera y otoño. Se colocan en la ranura central del aparato, entre el 1 de marzo al 12 de Abril ó entre el 1 de Septiembre hasta el 12 de Octubre.

LECTURA DE LOS REGISTROS
Cuando el sol ha lucido en el cielo durante todo el dia, la quemadura en la banda es uniforme y continua. Su lectura es muy fácil, ya que no hay más que contar los tramos de hora.

Cuando el sol ha lucido intermitentemente en el cielo, o cuando se interrumpe bruscamente la quemadura, la longitud de las mismas se mide y se dibujan en otra hoja. Cada medida de las quemaduras hay que ponerlas a continuación de la que se acaba de realizar. Cuando se tenga la línea completa, las horas de sol se miden con una banda sin usar.
Todo este proceso se realiza en la actualidad con unos tipos de plantillas especiales.

Imágenes de las bandas: De arriba a abajo: Banda de invierno, banda de verano y banda equinoccial. El bolígrafo se ha fotografiado para tener una referencia de su tamaño: