Solarkonstante
Mit der Solarkonstante E0 wird die Strahlungsleistung, der Sonne bezeichnet, die oberhalb des Atmosphäreneinflusses bei mittlerem Sonnenabstand und senkrechtem Strahleneinfall durch eine bestimmte Flächeneinheit fließt. Mit anderen Worten ist es die Strahlungsenergie der Sonne, die pro Zeit und Fläche im Mittel auf der Erde ankäme, wenn es keine Atmosphäre gäbe. Dieser Wert ist physikalisch gesehen eine Bestrahlungsstärke, eine Größe der Radiometrie.
Der Mittelwert für die Solarkonstante wurde 1982 von der World Meteorological Organisation in Genf auf 1367 Watt pro m² festgelegt.
.
Die Bezeichnung "-konstante" ist hierbei irreführend, denn der Wert ist nicht konstant. Da die Bestrahlungsstärke Ee vom Abstand der Erde von der Sonne abhängt, ändert sich allein schon deswegen der Wert. Der Abstand der Erde von der Sonne schwankt durch die Bahn Exzentrizität, so dass der Abstand zwischen 1,47 · 108 km und 1,52 · 108 km beträgt. Dabei schwankt die Bestrahlungsstärke zwischen 1.325 W/m² und 1.420 W/m². Im Perihel ist der Wert ca 3,4 % größer und im Aphel um ca 3,5 % kleiner. Zudem schwankt, wie schon 1843 Samuel Heinrich Schwabe (1789–1875) erkannt hatte, die Strahlungsleistung der Sonne periodisch, nämlich in einem circa elfjährigen Sonnenfleckenzyklus, der auch durch das verstärkte Auftreten von Sonnenflecken erkennbar ist.
Die Solarkonstante, also die eintreffende Strahlungsleistung der Sonne auf die Erde pro Quadratmeter, ist ein zentraler Faktor bei der Erstellung von Klimarechenmodellen und sollte damit so genau wie möglich bestimmt werden.
Die eintreffende Strahlungsleistung der Sonne auf die Erdoberfläche unterliegt aufgrund der Absorption elektromagnetischer Strahlung in der Erdatmosphäre Schwankungen. Es müssen mehrere Einflussfaktoren berücksichtigt werden, unter anderem die Dicke der Atmosphäre, die von der Strahlung durchlaufen werden muss, das so genannte Air Mass, so dass eine Messung hier keinen besonders exakten Wert liefert. Um dieses Hindernis zu überwinden, werden seit 1970 Messungen im Weltraum vorgenommen. Dort sind die Ergebnisse nicht durch die Einflüsse der Atmosphäre verfälscht, und man bekommt eine Referenz zu bodengestützten Messungen. Es sind wiederholt einzelne Messungen mit Raumsonden und Satelliten vorgenommen worden. Seit 1995 führt der Satellit SOHO das Radiometer Virgo mit sich. Auch eine Messung von der Internationalen Raumstation aus ist geplant. Die Messungen werden vom "Royal Meteorological Institute of Belgium" koordiniert. Bisherige Ergebnisse zeigen, dass der Wert um etwa 0,1 % mit dem elfjährigen Sonnenzyklus schwankt.
Aus der Solarkonstanten lässt sich die Strahlungsleistung Φ der Sonne berechnen, indem man sie mit der Oberfläche A der Hüllkugel um die Sonne mit dem Radius des mittleren Erdabstands r = 149,6 · 109 m multipliziert:
Siehe auch: Solarstrahlung, Treibhauseffekt, Milanković-Zyklen
Weblinks
Kategorie:Solarenergie