Vad är solkonstanten?

Solkonstanten är ett mått på kraften hos en kvadratmeter solljus som direkt påverkar ett vinkelrätt rymdplan över jordens atmosfär och anses vara ett enhetligt värde på 1 370 watt per kvadratmeter. Detta förändras dock dramatiskt på jordens yta, eftersom solljus måste passera genom olika atmosfärskikt beroende på latitud och havsnivå samt atmosfäriska förhållanden. Därför är solkonstanten till stor del ett referensnummer som används för att basera de faktiska mottagna solskenvärdena och är ett instrument i sådana områden som placering av solpaneler för fotovoltaisk eller solugnsgenerering, och i väder- och jordbruksberäkningar. Som ett rent värde över atmosfärens gränser varierar solkonstanten också med 3% beroende på den punkt där jorden befinner sig i solens omloppsbana, eftersom banan är lite elliptisk.

Medan solstrålningsvärden för solkonstanten vanligtvis fokuserar på synligt ljus, är värdena en beräkning av all mottagen solelektromagnetisk strålning. Detta inkluderar infrarött ljus, röntgenstrålar och radiovågor som överförs av solen, även om högfrekventa vågor som röntgenstrålar utgör mindre än 1% av den totala energin som släpps ut. Där solljus har nått jordytan benämns denna strålning insolation och har en optimal nivå på cirka 1 000 watt per kvadratmeter. Praktiska värden på grund av högre breddegrader, varierande höjder, mulen himmel och andra orsaker för indirekt ljus sjunker detta värde till 250 watt per kvadratmeter, vilket minskar den faktiska solenerginivån som jorden får i rymden med en faktor mer än fem en gång når ytan.

Solkonstanten är ett viktigt värde att känna till inom området satellit- och rumsondens utveckling. 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 skärmade. Forskning om solcykler för solen, inbegripet beräkningen av solstormar och solflekaktivitet, är också beroende av solkonstanten och dess flödesnivå eller den relativa mängden solenergi som överförs per kvadratmeter. Solen själv är känd för att ha en liten variation på dess strålningsnivåer under 11-åriga cykler på ± 0,2%. Detta tillsammans med en 10% ökning av solkonstanten var 10 000 000 000 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 det 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 när som helst är minst 30 000 000 mil längre från solen än jorden och eftersom den har sin egen svaga atmosfär. I rymden eller på karga planeter och asteroider är solkonstanten den primära indikatorn för hur mycket energi som finns tillgängligt för bearbetning av stenar till användbara material som syre och väte, eller för att generera elektrisk kraft för att upprätthålla konstgjorda miljösystem och kommunikationsutrustning.