Vad är solkonstanten?

Solkonstanten är ett mått på kraften hos en kvadratmeter solljus som direkt påverkar ett vinkelrät rymdplan ovanför jordens atmosfär och anses vara ett enhetligt värde på 1,370 3 watt per kvadratmeter. Detta förändras dock dramatiskt på jordens yta, eftersom solljus måste passera genom olika lager av atmosfären beroende på latitud och havsnivå samt atmosfäriska förhållanden. Därför är solkonstanten till stor del ett referensnummer som används för att basera faktiska mottagna solljusvärden, och är avgörande för sådana områden som placeringen av solcellspaneler för elgenerering av solceller eller solugnar, och i väder- och jordbruksberäkningar. Som ett rent värde över atmosfärens gränser varierar solkonstanten också med XNUMX % beroende på den punkt där jorden befinner sig i sin bana om solen, eftersom omloppsbanan är något elliptisk.

Medan solstrålningsvärdena för solkonstanten vanligtvis fokuserar på synligt ljus, är värdena en beräkning av all mottagen elektromagnetisk solstrålning. Detta inkluderar infrarött ljus, röntgenstrålar och radiovågor som sänds av solen, även om högfrekventa vågor som röntgenstrålar utgör mindre än 1 % av den totala energi som sänds ut. Där solljus har nått jordens yta kallas denna strålning för insolation och har en optimal nivå på cirka 1,000 250 watt per kvadratmeter. Praktiska värden på grund av högre breddgrader, varierande höjder, mulen himmel och andra orsaker till indirekt ljus sänker detta värde till XNUMX watt per kvadratmeter, vilket minskar den faktiska solenerginivån som jorden tar emot i rymden med en faktor på mer än fem när den når ytan.

Solkonstanten är ett viktigt värde att känna till inom området för satellit- och rymdsondsutveckling. Detta beror på att dessa system ofta har solpaneler för att generera ström, och att de kan skadas av viss solstrålning om de inte är ordentligt avskärmade. Forskning om solcykler för solen, som involverar beräkning av solstormar och solfläcksaktivitet, är också beroende av solkonstanten och dess nivå av flödestäthet eller den relativa mängden solenergi som överförs per kvadratmeter. Solen själv är känd för att ha en liten variation i sina strålningsnivåer under 11-årscykler på ±0.2 %. Detta tillsammans med en 10% ökning av solkonstanten vart 10,000,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX år kan ha dramatiska effekter på jordens klimat i regionala områden som havet eller på global basis över tid.

Bemannad rymdutforskning till platser som jordens måne eller planeten Mars måste också ta hänsyn till solkonstanten för dessa regioner. Solenergi liknar i stort sett det rena värdet för jorden när den är på månens yta, på grund av samma relativa avstånd från solen och det faktum att månen inte har någon atmosfär. Mars kommer dock att ha en annan solkonstant på grund av att den vid något tillfälle befinner sig minst 30,000,000 48,280,320 XNUMX miles (XNUMX XNUMX XNUMX kilometer) längre från solen än jorden och för att den har sin egen svaga atmosfär. I rymden eller på karga planeter och asteroider är solkonstanten den primära indikatorn på hur mycket energi som finns tillgänglig för att bearbeta stenar till användbara material som syre och väte, eller för att generera elektrisk kraft för att upprätthålla artificiella miljösystem och kommunikationsutrustning.