Εκτίμηση δεικτών ηλιακής ακτινοβολίας σε αστικό περιβάλλον

Οι πρώτες δορυφορικές εικόνες και οι ανθρώπινες αποστολές στο διάστημα, μας έκαναν να συνειδητοποιήσουμε ότι ο πλανήτης μας, ως σύστημα, έχει μοναδική εισροή ενέργειας τον ήλιο.

Αναμφισβήτητα, η ηλιακή ακτινοβολία που φθάνει στην επιφάνεια του πλανήτη μας κινεί άμεσα ή έμμεσα πολλές φυσικές και βιολογικές δραστηριότητες. Μπορούν να αναφερθούν χαρακτηριστικά η κίνηση του ανέμου, οι κύκλοι του νερού και άλλων στοιχείων της ζωής (π.χ. ο κύκλος του άνθρακα), τα ορυκτά καύσιμα, η παραγωγή της τροφής των ζωντανών οργανισμών με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης κ.ά.

Η γνώση της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας αποτελεί για τον άνθρωπο μια πολύ χρήσιμη πληροφορία για τον προγραμματισμό και την εκτέλεση μιας σειράς δραστηριοτήτων. Ως τέτοιες μπορούν να αναφερθούν εφαρμογές στη γεωργία, στις αγοραπωλησίες (real estate), στις κατασκευές (π.χ. βιοκλιματικά κτήρια, ταμιευτήρες), σε αθλητικές δραστηριότητες (χιονοδρομικά κέντρα κ.ά.) και σε επενδύσεις στην παραγωγή ενέργειας (φωτοβολταϊκά συστήματα, θερμοσίφωνες κ.ά.). Τα φυτά, μέσω της θεμελιώδους διαδικασίας της φωτοσύνθεσης, έχουν επιφορτιστεί με τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε οργανικά υλικά. Ακραίες όμως συνθήκες φωτισμού, καταπονούν τα φυτά τα οποία υιοθετούν διάφορες στρατηγικές (π.χ. της ανθεκτικότητας), που τους εξασφαλίζουν την επιβίωσή τους. Ο φωτισμός που δέχεται μια περιοχή, δεν μπορεί να αποτελέσει από μόνος του παράγοντα καθορισμού βιοποικιλότητας των φυτών, καθώς τα ελάχιστα επίπεδα φωτισμού εξασφαλίζονται σχεδόν σε κάθε σημείο του πλανήτη. Η δυνητικά εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία που εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος την ημέρα του έτους και την ώρα της ημέρας, διαφέρει σημαντικά από αυτή που πραγματικά φθάνει στην επιφάνεια, αφού υπεισέρχονται τοπογραφικοί και κλιματικοί παράγοντες που την υποβαθμίζουν. Με τη βοήθεια των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS), έχουν κατασκευαστεί χάρτες που μας δίνουν πληροφορίες για την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία σε μεγάλες όμως περιοχές. Η πληροφορία αυτή δεν μπορεί να είναι αξιόπιστη σε περιοχές όπου η τοπογραφία του χώρου παρουσιάζει μεγάλη παραλλακτικότητα, όπως στο αστικό περιβάλλον. Αναμφίβολα, οι πολυκατοικίες και άλλα ψηλά κτήρια, δημιουργούν έντονη σκίαση σε γειτνιάζοντα σημεία. Το ποσό της ακτινοβολίας που δέχονται τα σημεία αυτά αποτελούν κλάσμα της εισερχόμενης ακτινοβολίας. Πράγματι, οι μετρήσεις που έγιναν στο σημείο που πραγματεύεται η παρούσα μελέτη και οι περαιτέρω υπολογισμοί, έδειξαν πως αυτό δέχεται σε ετήσια βάση μόλις το 77% της εισερχόμενης ακτινοβολίας. Συμπερασματικά λοιπόν θα λέγαμε, πως σε αστικό περιβάλλον, η πραγματική εισερχόμενη ακτινοβολία που δέχεται σημείο του ενδιαφέροντός μας, μπορεί να προκύψει μόνο από σημειακές μετρήσεις, οι οποίες θα λαμβάνουν υπ` όψιν τους το ύψος και το αζιμούθιο των εμποδίων.