Opisać budowę i zasadę działania przyrządu do pomiaru usłonecznienia rzeczywistego na stacjach meteorologicznych.

Usłonecznienie to czas dopływu bezpośredniego promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi. Wielkość usłonecznienia głównie jest uzależniona od długości dnia i wielkości zachmurzenia ogólnego nieba. Wyróżnia się dlatego usłonecznienie możliwe, którego wielkość określa czas upływający od wschodu do zachodu Słońca, oraz usłonecznienie rzeczywiste. Czas trwania usłonecznienia rzeczywistego w wyniku oddziaływania zachmurzenia jest krótszy, obejmuje mniejszą liczbę godzin od czasu usłonecznienia możliwego. Usłonecznienie możliwe określa się w godzinach, a usłonecznienie rzeczywiste w godzinach oraz procentach usłonecznienia możliwego. Do pomiaru usłonecznienia możliwego, czyli liczby godzin w ciągu dnia, podczas których tarcza słoneczna nie jest zakryta przez chmury, służy heliograf Campbella-Stokesa. Głównym elementem tego przyrządu jest szklana kula o średnicy ok. 10 cm, spełniająca rolę soczewki skupiającej promieniowanie słoneczne. Na metalowym półpierścieniu umieszczonym w odległości ogniskowej znajduje się tekturowy pasek, na którym w miarę przemieszczania się Słońca jest wypalany przez promienie słoneczne ślad. Przyrząd ten umieszcza się tak, by nic nie zasłaniało horyzontu. Wypalony ślad na pasku dostarcza informacji o liczbie godzin w ciągu doby, kiedy promieniowanie bezpośrednio docierało do powierzchni Ziemi. W przypadku zasłonięcia tarczy słonecznej przez chmury, ślad na heliogramie jest przerwany. Zsumowanie długości śladów wypalonych na pasku informują o łącznej długości czasu, kiedy promieniowanie słoneczne bezpośrednio docierały do powierzchni Ziemi, a więc o liczbie godzin usłonecznienia rzeczywistego. Ze względu na różną długość dnia w poszczególnych porach roku, używa się w Polsce trzech rodzajów pasków dopasowanych do trzech par rowków znajdujących się w heliografie. Od 16 kwietnia do 31 sierpnia zakłada się tzw. paski letnie, najdłuższe, na dolną parę rowków heliografu. Od 1 września do 15 października oraz od 1 marca do 15 kwietnia używa się pasków średniej długości, prostych, zakładanych w rowki środkowe. Pasków najkrótszych, tzw. zimowych, używa się od 16 października do końca lutego. Heliograf ustawia się w miejscu nie osłoniętym, poziomo orientując go na kierunek północ-południe oraz na szerokość geograficzną miejsca pomiaru. Pasek na przyrządzie zmienia się raz na dobę, wcześnie rano lub późno wieczorem (po zachodzie lub przed wschodem Słońca).