Constanta solara

Iradianța Soarelui la pragul atmosferei (TOA) cu o mulțime de vârfuri de absorbție datorate gazelor atmosferei solare.

Constanta solară este cantitatea de energie radiantă care ajunge pe Pământ de la Soare pe unitate de timp și suprafață (deci o putere pe unitate de suprafață), măsurată pe suprafața superioară a atmosferei Pământului , pe un plan perpendicular pe razele solare . Valoarea sa este strâns legată de luminozitatea solară .

Descriere

Constanta solară este suma energiilor tuturor frecvențelor spectrului radiației solare, nu doar a celor din banda vizibilă . Aceasta, împreună cu magnitudinea aparentă a Soarelui, egală cu −26,8 , este una dintre valorile care indică strălucirea aparentă a Soarelui. Cu toate acestea, constanta este o valoare mai corectă, deoarece magnitudinea aparentă măsoară strălucirea stelei noastre numai în spectrul vizibil.

Cele mai recente măsurători efectuate de sateliți oferă o valoare de 1 367 W / m² , deși poate varia cu aproximativ 6,9% pe tot parcursul anului - de la aprox 1 412 W / m² în ianuarie a 1 321 W / m² în iulie, datorită variației distanței pământului față de soare , precum și a unei ușoare variații a luminanței solare a câtorva părți într-o mie de la o zi la alta.

Pentru întregul glob, care are o secțiune de tăiere de 127 400 000 km² , puterea furnizată de energia solară este 1.740 × 10 ¹⁷ W , cu o variație de ± 3,5%. ^[1] ^[2] ^[3] În consecință, ținând cont de suprafața sferică a planetei noastre, energia solară care este direcționată către Pământ are o valoare de aproximativ 174 × 10 ¹⁵ W , sau de 174 P W. Cu alte cuvinte, energia luminii ajunge pe Pământ cu viteza de 174 PW .

Diametrul unghiular al Pământului văzut de la Soare este de aprox 1/11 000 radian , iar unghiul solid corespunzător acestei valori este aproximativ 1/140 000 000 sr . Se poate deduce că Soarele emite mai mult sau mai puțin de 2 miliarde de ori cantitatea de radiație pe care o primește Pământul, adică aproximativ 3,86 × 10 ²⁶ W.

Cantitatea enormă de energie solară care atinge pragul atmosferei nu ajunge pe toată suprafața pământului, ci suferă fenomene de atenuare , reflexie , împrăștiere pe drumul său spre sol. De fapt, aproximativ 40% din radiație este absorbită sau reflectată de nori și 15% este absorbită de atmosfera însăși; prin urmare, aproximativ 45% din radiații ajung la sol ( 78 PW ).

Dincolo de variațiile menționate mai sus, totuși, constanta solară nu este strict constantă, ci variază în funcție de activitatea petelor solare . Se presupune, dar nu este încă dovedit științific, că este una dintre principalele cauze ale schimbărilor climatice pe termen lung sau la scară ultra-secolară, în timp ce are un impact relativ mic asupra schimbărilor climatice pe termen scurt (zece zile) ( variații de doar 0,1%).

Istorie

În 1884, Samuel Pierpont Langley a încercat să estimeze valoarea constantei de pe Muntele Whitney din California , încercând să înlăture efectele absorbției atmosferice prin măsurători în diferite momente ale zilei. A obținut valoarea foarte greșită de 2903 W / m², probabil din cauza unei erori matematice. Între 1902 și 1957 , măsurătorile făcute de Charles Greeley Abbot și alții la diferite altitudini au obținut o valoare între 1322 și 1465 W / m².

Notă

^ Date despre radiații solare furnizate de NASA (înregistrare și conectare (gratuită) necesare la: pagina eosweb a NASA Arhivat 25 septembrie 2008 în Internet Archive .
^ Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) , la nrel.gov . Baza de date cu informații despre resursele radiației solare prezente în Centrul de date pentru resurse regenerabile (RReDC)
^ [World Solar Radiation data http://wrdc-mgo.nrel.gov Arhivat 28 iunie 2018 la Arhiva Internet .] Furnizat de NREL