Farbtemperatur des Lichts in Abhängigkeit zum Sonnenstand

hnswrst · Gast

Meine Frage:
Gibt es eine Möglichkeit die Farbtemperatur des Tageslichts in Abhängigkeit zum Sonnenstand zu berechnen?

Meine Ideen:
Beispiel: 9 Uhr vormittags beträgt der Sonnenstand 40°. Wieviel Kelvin hat dann die Farbtemperatur?

Mir scheint, als ob mir eine Variable, bzw. ein Parameter fehlen würde. Kann mir bitte jemand weiterhelfen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18049

Das ist prinzipiell möglich, jedoch nicht einfach.

Die Farbtemperatur richtig sich grob nach dem Maximum der Intensitätsverteilung I(f) als Funktion der Frequenz f. Das Problem sind Absorption und Streuung der Strahlung innerhalb der Atmosphäre; beides hängt natürlich von Dicke der durchquerten Luftschichten ab.

Zunächst mal das Sonnenspektrum ohne sowie mit Absorption in der Atmosphäre:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Sonnenstrahlung

Dann die Streuung des Lichtes, die stark frequenzabhängig ist:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung

Man kann sich leicht überlegen, dass bei zunehmender Dicke der durchquerten Luftschicht ein zunehmend größerer Anteil insbs. kurzwelliger Strahlung diffus gestreut wird, und sich damit das Maximum der Intensitätsverteilung I(f) hin zum langwelligen = roten Bereich des Spektrums verschiebt.

Eine exakte Berechnung ist sicher möglich, jedoch numerisch sehr aufwändig.

hnswrst · Gast

Vielen Dank für die Antwort! Das hilft mir für das Verständnis weiter.

Es geht um folgendes: Ich möchte RGBW LED-Leisten mit einem Controller und einer Software so programmieren, dass eine realistische Tagessimulation Brasiliens nachgestellt wird. Die Software kann beliebige Farbtemperaturen generieren. Sonnenverlauf und -stand sind für jeden Ort der Welt im Internet abrufbar. Es gibt 3D Programme die anhand von diesen Daten Farbszenarien des Himmels simulieren. Desweiteren habe ich im Netz eine Tabelle gefunden, die mir zum Sonnenstand die passende Farbtemperautr zeigt. Sind das empirische Daten/Messungen, oder wurde das berechnet? (fotos.docoer-dig.de/Farbtemperatur.htm)
Gibt es vielleicht eine Möglichkeit unter Vernachlässigung der Rayleigh-Streuung und Dämpfung durch die Atmosphäre einen ungefähren Näherungswert zu berechnen?

Nochmals vielen Dank für die Bemühung und sorry für die laienhaften Formulierungen!

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18049

Die Tabelle folgt m.E. aus Messungen, da ich - wie gesagt - eine Berechnung für sehr kompliziert halte. Außerdem gehen neben dem Sonnenstand u d damit der geometrischen Breite noch weitere Parameter ein: Wolken, Dunst, Staub, ... Eine Messung ist - sobald einmal ein kalibriertes bzw. geeichtes Messgerät vorliegt - simpel.

Eine näherungsweise Berechnung ohne Streuung ist nicht möglich; die Streuung ist essentiell für die Anteile der einzelnen Frequenzen.