Pojam "sijanje Sunca" definira situaciju kada Sunčev disk rasvjetljuje predmete snažnije od raspršenog zračenja neba, odnosno pojavu sjene iza rasvijetljenih objekata. Pojam je više vezan uz vidljivo svjetlo nego uz ostale frekvencije Sunčevog zračenja. WMO definira sijanje Sunca kao razdoblje u kojem je intenzitet Sunčevog zračenja veći od 120 W/m2. Trajanje sijanja Sunca ili osunčavanje se mjeri u satima.

U praksi je pojam prvotno definiran uz registraciju na Campbell-Stokesovom heliografu, instrumentu koji sijanje Sunca registrira izgaranjem posebne trake smještene iza posebne staklene leće koja zrake koncentrira na traku koja se mora mijenjati svaki dan. Campbell-Stokesov heliograf je možda najstariji instrument koji se još uvijek zadržao u redovnim meteorološkim mjerenjima (uveden u redovnu meteorološku službu 1880. godine), a prema nekima jedan je od najljepših mjernih instrumenata. Instrument je 1853. godine razvio J. Campbell. Njegov instrument se sastojao do staklene kugle napunjene vodom koja je postavljena u sredini izdubljene drvene posude. Staklena kugla fokusira Sunčevo zračenje na unutrašnju površinu posude i ostavlja nagoreni trag na drvu. G. Stokes je 1879. godine unaprijedio Campbellov instrument do izvedbe koja se koristi i danas. Stokesov instrument koristi staklenu kuglu od visokokvalitetnog stakla smještenu u sredini metalnog ležišta koje se može prilagođavati prema geografskoj širini. Papirna traka se stavlja iza kugle u smjeru istok zapad tako da se Sunčevo zračenje koncentrira kroz kuglu i progorijeva traku toplinskim djelovanjem. Na traci su označeni sati pa je moguće ustanoviti kad i koliko je Sunce sijalo. Traka se treba mijenjati svaki dan i obično je različita za ljeto, zimu i proljeće (jesen). Da bi traka počela registrirati potreban je određen intenzitet Sunčevog zračenja, ovisno o instrumentu između 80 i 280 W/m2. Ako je traka vlažna (česta situacija u zimskim jutrima) mora se prije nego započne registracija osušiti za što je potrebna određena količina topline, što znači da vlažna traka počinje kasnije registrirati od suhe. Krajevi metalne školjke zaklanjaju suprotnu stranu trake određeno vrijeme kod izlaza i zalaza Sunca. Često se trake ne postave dobro pa registracija nije točna. Najvažnija prednost Campbell-Stokesova heliografa, mogućnost rada bez potrebe za električnom energijom, nije više presudna zbog dostupnosti električnog napajanja na sve većem broju meteoroloških postaja. Za točno očitanje mjerenja je potrebna vizualna procjena iskusnog osoblja. Sama konstrukcija instrumenta ne omogućava automatizirano prikupljane podataka pa WMO preporučuje napuštanje mjerenja trajanja sijanja Sunca Campbell-Stokesovim heliografom.

Heliograf Negretti&Zambra (David Friend Productions, San Diego, California)

Heliografi se trebaju postavljati na mjesta sa slobodnim obzorom bez ikakvih prepreka u smjeru izlaska i zalaska Sunca. Za naše zemljopisne širine to znači otvorenost obzora za izlaz od NE do SE (50°-140°) i zalaz od SW do NW (220°-310°). Ukoliko prepreke ipak postoje, one će skraćivati registraciju heliografa ako su veće od visine Sunca pri kojima heliograf počinje ili prestaje registraciju. Ako su prepreke manje njihov utjecaj će biti obuhvaćen instrumentalnom greškom heliografa pa se mogu zanemariti. Svjetska meteorološka organizacija preporučuje najvišu visinu prepreka do 3° pri čemu izgubljeni dio registracije neće biti značajan. Takav horizont smatramo kvaziidealnim. Međutim, velik broj mjernih postaja nema niti kvaziidealan horizont. Čak i ako se instrument jednom pravilno postavi mogu se tijekom vremena pojaviti prepreke, novoizgrađene zgrade, stupovi ili narasla stabla. Stabla predstavljaju velik problem jer se prepreka na vjetru pomiče, postepeno se povećava, tijekom godine se mijenja jer u proljeće prolista a u jesen izgubi lišće.