Sluneční konstanta (solární konstanta) ve W/m2 je proměnná

Sluneční konstanta: konstanta, která je proměnná - hodnota solární (sluneční) konstanty

Měření sluneční (solární) konstanty se datuje od počátku 20. století. Tehdy se objevily domněnky, že solární konstanta nemusí být až tak konstantní. Tato měření jsou spojena především s pracemi amerického fyzika C. G. Abbota.

O první odhad solární konstanty se pokusil již v roce 1884 Samuel Pierpont Langley. Při měřeních solárního toku na hoře Mount Whitney, s pokusem eliminovat atmosférickou absorpci, dospěl k hodně nesprávné hodnotě 2 903 W. Až měření prováděna Charlesem Greeley Abbotem ve velkých nadmořských výškách v letech 1902 až 1957 posunula hodnotu solární konstanty na 1 322 W až 1 465 W.

Solární konstanta je celkový tok slunečního záření v celé oblasti spektra u Země vně zemské atmosféry, který dopadá kolmo na jednotkovou plochu 1 m² při střední vzdálenosti Země od Slunce.

Čtěte také: Slunce, naše nejbližší hvězda

Dnes je hodnota solární konstanty udávána na 1 367 W (některé prameny udávají 1 368 W), přičemž její hodnota v rozmezí týdnů kolísá o 0,1 % a podle vědců studujících např. letorosty (měření koncentrace radioaktivního uhlíku ¹⁴C), může v rozmezí staletí kolísat o 0,2 až 0,6 %.

Dr. Křivský ve své publikaci Slunce z kosmického prostoru uvádí na straně 12, cituji: "Ukazuje se, že celkový příkon slunečního záření v celém spektru vlnových délek k planetě Zemi je palivem v motoru atmosférické cirkulace. Z dlouhodobého hlediska bude pravděpodobně jednou z hlavních příčin kolísání a změn podnebí na Zemi."

Intenzita slunečního záření kolísá v závislosti na 11letém cyklu sluneční aktivity a počtu slunečních skvrn. Tyto nepatrné změny mohou klima na Zemi ovlivnit poměrně výrazně. Například v letech 1645 - 1715 během tzv. Maunderova minima či malé doby ledové se na slunečním disku neobjevily prakticky žádné skvrny.

Evropa byla v této době zasažena vlnami velice studených zim, kdy například v Londýně zamrzala řeka Temže a v Alpách rostly ledovce. Opačný chod teplot byl naopak zaznamenán na přelomu 1. a 2. tisíciletí, kdy Vikingové osídlovali Grónsko a pěstovali tam pšenici.

Dr. Křivský již v roce 1980 při naměřených neobvyklých poklesech solární konstanty v období od 7. dubna do 24. května, kdy byly na slunečním disku velké skupiny skvrn včetně velkoplošných skvrn přepokládal, že jde o příčinnou souvislost poklesu zářivého toku.

Tento předpoklad se ale později nepotvrdil, na zářivý tok mají vliv další procesy a úhrnný zářivý výkon v extrémnějších oblastech spektra. Pozdější měření naopak ukázala, že při výskytu slunečních skvrn se solární konstanta pohybuje kolem 1 367 W, kdežto v době, kdy na povrchu Slunce nejsou žádné skvrny, klesá solární konstanta na 1 365 W.

Solární konstanta byla spolehlivě měřena dutinovými radiometry na družici SMM (Solar Maximum Mission) a také na družici Nimbus 7. Dřívější měření solární konstanty s pomocí stratosférických balónů a později ne zcela zkalibrovaných radiometrů na satelitech nebyla zcela spolehlivá.

Slunečnímu světlu trvá asi 8,3 minuty, než dospěje od Slunce k Zemi. Cesta světlu ze slunečního jádra, ve kterém vzniká při termonukleární reakci, k povrchu však trvá v průměru 10 000 až 170 000 let. Celkový energetický výkon Slunce tak kolísá s velkým zpožděním.

Při průchodu zemskou atmosférou je sluneční záření absorbováno a odráženo, takže měření na zemském povrchu nemají k určení hodnoty solární konstanty žádnou váhu. Průměrný tok slunečního záření dosahuje na zemském povrchu (rovníkové oblasti a Slunce je v zenitu) asi 1 000 W. Z toho připadá 527 W na infračervené záření, 445 W na viditelné záření a asi 32 W na ultrafialové záření. Přitom vodní pára v zemské atmosféře dokonce pohltit či odrazit až 51 % ze Slunce přicházejícího záření. Tento výkon pak může silně kolísat v časovém rozmezí v řádu minut.

Hodnota solární (sluneční) konstanty pro jednotlivé planety

Použité zdroje

• Slunce z kosmického prostoru, Ladislav Křivský, Hvězdárna Úpice 1995
• http://www.nasa.gov
• http://www.nasa.gov/centers
• http://www.asu.cas.cz
• http://www.earthmatrix.com
• http://science.nasa.gov
• http://en.wikipedia.org

Další související články: