Der Sonnenschein ist der Lichtschein der Sonne, also die Wirkung der Sonnenstrahlen auf der Erde. Er entsteht, wenn am Tag die zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang ausgestrahlten Lichtstrahlen die Erdoberfläche erreichen.

Wird die Sonne während des Tages durch Wolken oder andere Objekte verdeckt, so werfen diese einen Schatten auf die Erdoberfläche. In diesen Zonen herrscht jedoch keineswegs völlige Dunkelheit, da es auch dort zu diffuser Reflexion kommt. Auch in der Nacht herrscht keine völlige Dunkelheit, so bildet das Licht des Mondes den Mondschein.

Bei Sonnenschein herrscht eine relativ höhere Helligkeit der Umgebung. Bemerkbar ist dies beispielsweise an einer geringeren Öffnung der menschlichen Iris, der Blende des Auges. Fotoapparate erlauben bei Sonnenschein daher auch kürzere Verschluss- bzw. Belichtungszeiten. Unter Globalstrahlung versteht man die auf einen waagrecht gelegenen Quadratmeter der Erdoberfläche auftreffende Sonnenenergie. Für Deutschland ergibt sich ein für Tag/Nacht, geographischer Breite, Sonnenschein/Bewölkung gemittelter Wert von 110 W/m². Bei Sonnenschein ist dieser Wert am höchsten.

• Sonnenschein, klarer bis leicht diffuser Himmel
  • Sommer: 600-1000 W/m²
  • Winter: 300-500 W/m²
• Sonnenschein bei leichter bis mittlerer Bewölkung
  • Sommer: 300-600 W/m²
  • Winter: 150-300 W/m²
• stark bewölkt bis nebelig
  • Sommer: 100-300 W/m²
  • Winter: 50-150 W/m²

Pflanzen benutzen diese Energie zur Photosynthese. Eine verbreitete Nutzungsmöglichkeit der Sonnenenergie im Rahmen der Solartechnik ist die Wandlung in Wärme durch so genannte Sonnenkollektoren (Solarthermie). Sie kann jedoch auch mit Hilfe der Photovoltaik in elektrische Energie umgewandelt werden (Solarstrom).

Die Zeit, die in einer wolkenloser und ungetrübt klarer Atmosphäre, ungehindert von Bergen am Horizont an einem bestimmten Ort Sonnenschein möglich ist wird als Astronomische Sonnenscheindauer bezeichnet. Sie hängt von der geographischer Breite und der Jahreszeit ab.

Die tatsächliche Sonnenscheindauer ist jedoch oft wesentlich kürzer. Im Allgemeinen sind es Wolken, die Sonnenschein verhindern, doch auch andere Ursache wie Smog können dazu beitragen, dass das Sonnenlicht die Erdoberfläche nur gefiltert erreicht. Desweiteren können Sandstürme und die bei Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre geschleuderten Vulkanische Aschen die Sonneneinstrahlung beeinträchtigen. Die Sonnenscheindauer dient der näherungsweisen Abschätzung der Einstrahlung an einem bestimmten Ort und gibt gleichzeitig Hinweise auf die Stärke der Bewölkung.

Die durchschnittliche jährliche Sonnenscheindauer liegt in Deutschland je nach Ort zwischen 1300 und 1900 Stunden pro Jahr. Der Mittelwert sind 1550 Stunden Sonnenschein pro Jahr.

• Höchste jährliche Sonnenscheindauer: 2329 Stunden im Jahr 1959 auf dem Klippeneck am südlichen Rand der Schwäbischen Alb (973 m)
• Geringste jährliche Sonnenscheindauer: 929,1 Stunden im Jahr 1995 in Ruhpolding/Chiemgau (700 m)
• Höchste monatliche Sonnenscheindauer: 403 Stunden im Juli 1994, Kap Arkona/Rügen
• Geringste monatliche Sonnenscheindauer: 0 Stunden im Dezember 1965 Großer Inselsberg (914 m, Thüringer Wald)

Messverfahren

Die Sonnenscheindauer wird in Deutschland - an den Stationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) - bisher im Allgemeinen mit einem Gerät namens Sonnenscheinautograph nach Campbell und Stokes gemessen. Dort wird mit Hilfe einer Glaskugel eine Brennspur auf einem Registrierpapier eingebrannt. Diese registrierte Brennspur wird dann später manuell auf 1/10 Stunden genau ausgewertet. Inzwischen werden diese Geräte zunehmend durch photoelektrische Sensoren ersetzt. Insgesamt nehmen in Deutschland rund 270 Stationen des DWD Sonnenscheinmessungen vor.