Kaj je sončna konstanta?

Sončna konstanta je merilo moči kvadratnega metra sončne svetlobe, ki neposredno vpliva na pravokotno ravnino prostora nad zemeljsko atmosfero, in velja za enotno vrednost 1,370 vatov na kvadratni meter. To pa se dramatično spremeni na površini Zemlje, saj mora sončna svetloba prehajati skozi različne plasti atmosfere, odvisno od zemljepisne širine in morske gladine ter atmosferskih razmer. Zato je sončna konstanta v veliki meri referenčna številka, ki se uporablja za temelji na dejanskih prejetih vrednostih sončne svetlobe in je ključnega pomena na področjih, kot so namestitev sončnih nizov za proizvodnjo električne energije s fotovoltaičnimi ali sončnimi peči, ter pri vremenskih in kmetijskih izračunih. Kot čista vrednost nad mejami atmosfere se sončna konstanta spreminja tudi za 3 % glede na točko, na kateri je Zemlja v svoji orbiti Sonca, saj je tirnica rahlo eliptična.

Medtem ko se vrednosti sončnega sevanja za solarno konstanto običajno osredotočajo na vidno svetlobo, so vrednosti izračun vsega prejetega sončnega elektromagnetnega sevanja. To vključuje infrardečo svetlobo, rentgenske žarke in radijske valove, ki jih oddaja Sonce, čeprav visokofrekvenčni valovi, kot so rentgenski žarki, predstavljajo manj kot 1 % celotne oddane energije. Kjer sončna svetloba doseže zemeljsko površino, se to sevanje imenuje insolacija in ima optimalno raven okoli 1,000 vatov na kvadratni meter. Praktične vrednosti zaradi višjih zemljepisnih širin, različnih nadmorskih višin, oblačnega neba in drugih vzrokov za posredno svetlobo padejo to vrednost na 250 vatov na kvadratni meter, kar zmanjša dejansko raven sončne energije, ki jo Zemlja prejme v vesolju, za faktor več kot pet, ko doseže površje.

Sončna konstanta je pomembna vrednost, ki jo je treba poznati na področju razvoja satelitov in vesoljskih sond. To je posledica dejstva, da imajo ti sistemi pogosto sončne panele za proizvodnjo energije in da jih lahko poškoduje nekaj sončnega sevanja, če niso ustrezno zaščiteni. Raziskave sončnih ciklov za Sonce, ki vključujejo izračun sončnih neviht in aktivnosti sončnih peg, so odvisne tudi od sončne konstante in njene stopnje gostote pretoka ali relativne količine sončne energije, ki se prenaša na kvadratni meter. Znano je, da ima Sonce samo rahlo variabilnost ravni sevanja v 11-letnih ciklih ±0.2%. To skupaj z 10-odstotnim povečanjem sončne konstante vsakih 10,000,000,000 let lahko sčasoma dramatično vpliva na zemeljsko podnebje v regionalnih območjih, kot je morje ali na globalni ravni.

Pri raziskovanju vesolja s posadko na lokacijah, kot sta Zemljina Luna ali planet Mars, je treba upoštevati tudi sončno konstanto za te regije. Sončna energija je v veliki meri podobna čisti vrednosti za Zemljo, ko je na Lunini površini, zaradi enake relativne oddaljenosti od Sonca in dejstva, da Luna nima atmosfere. Mars pa bo imel drugačno sončno konstanto, ker je v vsakem trenutku vsaj 30,000,000 milj (48,280,320 kilometrov) dlje od Sonca kot Zemlja in ker ima svojo šibko atmosfero. V vesolju ali na neplodnih planetih in asteroidih je sončna konstanta primarni pokazatelj, koliko energije je na voljo za predelavo kamnin v uporabne materiale, kot sta kisik in vodik, ali za proizvodnjo električne energije za vzdrževanje umetnih okoljskih sistemov in komunikacijske opreme.