Heliograf / Sonnenscheinautograf

Ein meteorologisches Instrument, auch als Heliophanograf bekannt, das eine tägliche Aufzeichnung der Zeitintervalle ermöglicht, in denen die Sonnenstrahlung direkt auftrifft oder andernfalls die Erdoberfläche mit ausreichender Intensität erreicht, um deutlich erkennbare Schatten zu erzeugen. Letzterer Umstand tritt ein, wenn eine dünne Schicht hoher Wolken am Himmel vorhanden ist. Der in Wetterwarten am häufigsten verwendete Heliograf ist der sogenannte Campbell-Stokes-Typ, benannt zu Ehren von John Francis Campbell (1822-1885), der ihn 1853 erfand, und George Gabriel Stokes (1819-1903), der ihn 1879 vervollkommnete. Sein Hauptelement ist eine massive Glaskugel mit 96 mm Durchmesser, montiert auf einer metallenen Halterung in Form einer Kugelkalotte, auf der zwischen zwei Rillen ein mit den Stunden bedrucktes, graduiertes Pappstreifen eingesetzt wird. Die Kugel wirkt als Sammellinse, unabhängig davon, aus welcher Richtung das Sonnenlicht einfällt. Wenn die Sonne über den Horizont steigt, trifft das Licht auf die Kugel, die die Strahlen auf einen Punkt der Karte bündelt und diese verbrennt. Mit dem Aufsteigen der Sonne verändert sich der Konvergenzpunkt und bildet eine verkohlte Spur auf dem Streifen, die nur unterbrochen wird, solange die Sonne von Wolken verdeckt ist. Es gibt drei verschiedene Positionen, an denen der Pappstreifen befestigt werden kann, sowie drei verschiedene Streifenmodelle (ein gerades, ein kurz gebogenes und ein lang gebogenes), da die Sonne je nach Jahreszeit eine größere oder geringere Höhe über dem Horizont erreicht und sich auch die Neigung ihrer Bahn relativ zum Boden ändert. Jeden Tag wird ein Streifen in den Heliografen eingelegt, auf dem die Sonnenscheinstunden aufgezeichnet werden.