Sluneční konstanta

Sluneční konstanta (taky solární konstanta či zřejmě správnější solární irradiace nebo sluneční irradiace) je tok sluneční energie procházející plochou 1 m², kolmou na směr paprsků, za 1 s ve střední vzdálenosti Země od Slunce měřený mimo zemskou atmosféru. Konstanta zahrnuje celé spektrum slunečního záření, nejen viditelné světlo.

Změny sluneční konstanty. Žluté křivky ukazují denní družicová měření.

Vzhledem k tomu, že oběžná dráha Země je mírně excentrická, skutečný tok energie na Zemi během roku mírně kolísá. Odchylky proti hodnotě sluneční konstanty činí přibližně +/- 1,7%.

Stanovení velikosti konstanty

Nejpřesněji změřená hodnota v době slunečního minima je 1 360,8 ± 0,5 W/m². Při pokusech u určení sluneční konstanty z pozemských pozorování byla konstanta určena s nepřesností 2 % vzhledem k nestabilitě atmosférických podmínek a také proto, že atmosféra nepropouští sluneční záření v celém rozsahu spektra. Při novějších pozorováních (pomocí družic), které umožňují sledovat až 99,9 % spektrálního rozsahu, se zjistily malé změny hodnoty sluneční konstanty v závislosti na sluneční aktivitě, a to o 0,1 %. Tyto změny nemají vliv na momentální počasí. Ovlivňují sice dlouhodobé změny klimatu, nepodílejí se však na současných klimatických změnách 20. a 21. století.

Množství energie dopadající na Zemi

Celkové množství záření přijímaného Zemí ze Slunce je určeno zemským průřezem (π R²), ale jak planeta rotuje, je tato energie distribuována na celý zemský povrch (4 π R²). Z toho důvodu je průměrná hodnota množství slunečního záření (tzv. insolace – oslunění) rovna jedné čtvrtině sluneční konstanty – kolem 342 W/m². Konkrétní množství sluneční energie dopadající v daném místě a čase na povrch je ovlivněno stavem atmosféry, zeměpisnou šířkou a ročním obdobím.

Historie měření

V roce 1884 se Samuel Pierpont Langley pokusil odhadnout velikost sluneční konstanty v Mount Whitney v Kalifornii, pokusil se také eliminovat vliv absorpce energie atmosférou (odečítáním hodnot v různých denních dobách). Dospěl k nesprávné hodnotě 2 903 W/m², snad kvůli matematické chybě. Mezi roky 1902 a 1957, měření prováděná Charlesem Greeley Abbotem a dalšími z různých míst ve vysokých nadmořských výškách určila hodnotu mezi 1 322 a 1 465 W/m². Abbott prokázal, že jedna z Langleyho korekcí byla chybně použita.

Sluneční konstanty planet

Planeta Sluneční konstanta W/m2 Porovnání se Zemí Merkur 9 040 6,7 Venuše 2 610 1,9 Země 1 366 1,0 Mars 590 0,4 Jupiter 50 0,04 Saturn 15 0,01 Uran 3,7 0,003 Neptun 1,5 0,001