Wat is de zonneconstante?
De zonneconstante is een maat voor het vermogen van een vierkante meter zonlicht dat rechtstreeks op een loodrecht ruimtevlak boven de atmosfeer van de aarde valt, en wordt beschouwd als een uniforme waarde van 1.370 watt per vierkante meter. Dit verandert echter dramatisch aan het aardoppervlak, omdat zonlicht door verschillende lagen van de atmosfeer moet gaan, afhankelijk van de breedtegraad en de zeespiegel en de atmosferische omstandigheden. Daarom is de zonne-constante grotendeels een referentienummer dat wordt gebruikt om de ontvangen werkelijke zonlichtwaarden te baseren, en is van groot belang in gebieden zoals de plaatsing van zonnepanelen voor fotovoltaïsche of zonne-energieopwekking in de oven, en in weer- en landbouwberekeningen. Als een zuivere waarde boven de grenzen van de atmosfeer, varieert de zonne-constante ook met 3%, afhankelijk van het punt waarop de aarde zich in haar baan van de zon bevindt, omdat de baan enigszins elliptisch is.
Terwijl de zonnestralingswaarden voor de zonne-constante zich meestal richten op zichtbaar licht, zijn de waarden een berekening van alle ontvangen elektromagnetische zonnestraling. Dit omvat infraroodlicht, röntgenstralen en radiogolven die door de zon worden uitgezonden, hoewel hoogfrequente golven zoals röntgenstralen minder dan 1% van de totale uitgestraalde energie uitmaken. Waar zonlicht het aardoppervlak heeft bereikt, wordt deze straling insolatie genoemd en heeft deze een optimaal niveau van ongeveer 1.000 watt per vierkante meter. Praktische waarden als gevolg van hogere breedtegraden, variërende hoogtes, bewolkte luchten en andere oorzaken voor indirect licht dalen deze waarde tot 250 watt per vierkante meter, waardoor het werkelijke zonne-energieniveau dat de aarde in de ruimte ontvangt met een factor meer dan vijf wordt verlaagd zodra het bereikt het oppervlak.
De zonne-constante is een belangrijke waarde om te weten op het gebied van de ontwikkeling van satelliet- en ruimtesondes. Dit komt door het feit dat deze systemen vaak zonnepanelen hebben voor het opwekken van stroom en dat ze kunnen worden beschadigd door sommige zonnestraling als ze niet goed worden afgeschermd. Onderzoek naar zonnecycli voor de zon, waarbij zonnestormen en zonnevlekactiviteit worden berekend, is ook afhankelijk van de zonne-constante en het niveau van de fluxdichtheid of de relatieve hoeveelheid overgedragen zonne-energie per vierkante meter. Van de zon zelf is bekend dat hij een lichte variabiliteit heeft in zijn stralingsniveaus gedurende 11-jarige cycli van ± 0,2%. Dit, samen met een toename van de zonne-constante met 10% om de 10.000.000.000 jaar, kan in de loop van de tijd dramatische gevolgen hebben voor het klimaat op aarde in regionale gebieden zoals de zee of wereldwijd.
Bemande verkenning van de ruimte naar locaties zoals de maan van de aarde of de planeet Mars moet ook rekening houden met de zonne-constante voor deze regio's. Zonne-energie is grotendeels vergelijkbaar met de pure waarde voor de aarde op het oppervlak van de maan, vanwege dezelfde relatieve afstand tot de zon en het feit dat de maan geen atmosfeer heeft. Mars zal echter een andere zonne-constante hebben omdat het zich op een bepaald moment minstens 48.000.000 mijl (48.280.320 kilometer) verder van de zon bevindt dan de aarde, en omdat het zijn eigen zwakke atmosfeer heeft. In de ruimte of op kale planeten en asteroïden is de zonne-constante de primaire indicator van hoeveel energie beschikbaar is voor het verwerken van rotsen tot nuttige materialen zoals zuurstof en waterstof, of voor het genereren van elektrische energie voor het ondersteunen van kunstmatige milieusystemen en communicatieapparatuur.