Constantă solară

Constanta solară este o constantă ce reprezintă cantitatea de energie primită de la Soare de o suprafață cu aria de 1 cm pătrat așezată perpendicular pe direcția razelor solare, în afara atmosferei terestre, la distanța medie a Pământului de Soare, în unitatea de timp.

Constanta solară măsurată prin atmosfera terestră este:

${\displaystyle F=1367\;{\text{W}}\cdot {\text{m}}^{-2}}$

Aceasta energie este disipată de întreaga suprafața a Pământului. Radiația solară incidentă este:

${\displaystyle {\bar {F}}={\frac {F}{4}}\simeq 342\;{\text{W}}\cdot {\text{m}}^{-2}}$

Constanta solară este:

${\displaystyle F=F_{\odot }\left({\frac {R_{\odot }}{R}}\right)^{2}}$

unde fluxul de energie al soarelui, F_ʘ, estimat prin legea Stefan-Boltzmann este:

${\displaystyle F_{\odot }=\sigma {T_{\odot }}^{4}=6,45.10^{7}\;{\text{W}}\cdot {\text{m}}^{-2}}$

${\displaystyle 4\pi {R_{\odot }}^{2}F_{\odot }=4\pi R^{2}F}$

unde ${\displaystyle R\approx 150}$ milioane de kilometri ${\displaystyle \approx 1}$ UA (lungimea semiaxei mari a orbitei Pământului în jurul Soarelui)

În 1884, Samuel Pierpont Langley a estimat valoarea constantei solare la 2,903 kW/m^2, valoare prea mare față de ultimele cercetări. Între 1902 - 1957, Charles Greeley Abbot și alți colaboratori au găsit valori între 1,322 și 1,465 kW/m^2. Rezultatele măsurătorilor prin satelit indică o valoare medie a constantei solare de 1,367 kW/m^2 (adică 1,366 × 10^6 erg/cm^2 ).

Măsurarea instrumentală a constantei solare

Măsurători directe ale constantei solare 1978-2003. Culorile diferite corespund datelor diferitelor experimente prin satelit.

Măsurătorile directe instrumentale ale oțelului solar constant au fost făcute odată cu dezvoltarea astronomiei extra-atmosferice, adică de la mijlocul anilor 1960, cu observații anterioare de la suprafața Pământului, a trebuit să corectăm absorbția radiației solare de către atmosferă.

Impactul asupra metodei climatice și măsurării indirecte a Pământului

Variațiile perioadei lungi ale constantei solare au o mare importanță pentru climatologie și geofizică: în ciuda imperfecțiunii modelelor climatice, datele calculate arată că o schimbare de 1% a constantei solare ar trebui să ducă la o schimbare de 1-2 K a temperaturii Pământului.

Variații datorate condițiilor atmosferice

Cel mai mult aproximativ 75% din energia solară atinge de fapt suprafața pământului[1], deoarece chiar și cu un cer este parțial reflectată și absorbită de atmosferă. Chiar și norii de ceruri ușori reduc acest procent la 50%, norii de cirrus mai puternici la 40%. Astfel, energia solară care ajunge la suprafață poate varia de la 550 W/m² cu nori cirrus la 1025 W/m² cu un cer senin.

Note

1. Reimann, Hans-Georg; Weiprecht, Juergen Kompendium für das Astronomische Praktikum

Vezi și

• Luminozitate solară

• Masă solară
• Rază solară