Un solarimetro è un dispositivo progettato per identificare il livello di radiazione dell’esposizione solare sulla superficie terrestre. L’uso principale dello strumento è nel campo degli studi meteorologici, in particolare per identificare quali modelli meteorologici un’area può aspettarsi nel prossimo futuro. I solarimetri sono posizionati su una superficie piana dove possono ottenere l’esposizione all’intero spettro delle radiazioni elettromagnetiche provenienti dal sole. Quando la radiazione solare colpisce la superficie terrestre, i sensori all’interno del dispositivo misurano un raggio completo di 180 gradi attorno allo strumento, trovando la densità e le variazioni di questa radiazione.
I fotoni, la designazione scientifica per le singole unità di luce, hanno un impatto sul dispositivo. Un solarimetro utilizza un sistema chimico o strumenti fisici per determinare questi livelli di fotoni. All’interno dello spettro della luce, la luce ultravioletta e le lunghezze d’onda visibili possono essere identificate dal dispositivo, causando reazioni alle sostanze chimiche o agli strumenti.
Un dispositivo solarimetro chimico utilizza una soluzione composta da diverse sostanze chimiche: leucocianuro di verde malachite, acido monocloroacetico o ferriossalato di potassio. La radiazione viene misurata dalla luce assorbita in un processo noto come identificazione della resa quantistica. In questo modo un solarimetro è in grado di determinare il livello totale della radiazione elettromagnetica, dallo spettro luminoso al calore che colpisce la superficie terrestre.
Alcuni solarimetri, invece, utilizzano strumenti fisici per identificare la radiazione. Questi includono bolometri, fotodiodi e termopile. I bolometri sono i più semplici, utilizzano un pezzo di metallo agganciato a un dissipatore di calore che consente di identificare i cambiamenti di temperatura. I fotodiodi sono progetti più moderni, che utilizzano il concetto di energia solare per trasferire l’energia luminosa a una corrente elettrica, misurando il livello di radiazione. Allo stesso modo, le termopile sono in grado di convertire il calore in corrente elettrica, che trova anche il livello di radiazione.
I solarimetri fanno molto affidamento sulla posizione effettiva del Sole per ottenere la migliore lettura possibile. Quando la radiazione solare proviene dal suo zenit, direttamente sopra il dispositivo, le letture sono completamente accurate e facilmente identificabili. Tuttavia, tra gli angoli di 0.5 e 60 gradi, è necessario effettuare una determinazione proporzionale. Sfortunatamente, se il Sole è posizionato a 90 gradi o più, non è possibile misurare alcuna lettura.
Uno dei principali componenti visivi di un solarimetro è una piccola cupola di vetro posta in cima al dispositivo. Ciò consente di ottenere letture corrette nell’intervallo di 300 e 2,800 nanometri, considerati i parametri ideali per effettuare una misurazione. Inoltre, questa cupola di vetro fornisce un semplice scudo di protezione da altri fenomeni come pioggia o neve.