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太阳常数

太阳常数指在日地平均距离(D=1.496x108km)上,大气顶界垂直于太阳光线的道光精来信单位面积每分钟接受的太阳辐射。

太阳常数要在地球来自大气层之外,垂直于入射光的平面上测量。以人造卫星测得的数值是每平方米业老大约1366瓦特,地球的截面积是127,40360百科0,000 平方公里,因此整个地球接收到的功率是1.740×见帮做站统察冷聚同10^17瓦特。由于太阳表面常有有黑子等太阳活动的缘故,太阳常数并不是固定不变的,一年当中的变化幅度在1%左右。

  • 中文名 太阳常数
  • 功    率 3.826×1026瓦特
  • 类    别 常数
  • 面    积 127,400,000 平方公里

定义

  在日地平均距离条件下,地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受的太阳辐射通量密度,称为太阳常数。以S.表示,单位为W/m2。

太阳常数

  太阳常数是一个相对稳定的常数,依据太阳黑子的活动变化,他所余里吸讲影响到的是气候的长官务期变化,而不是短期的天伯资罗较帝针守重气变化。

  太阳常数包括所有形式的太阳辐射,不是只有可见光的范围(更详细的内容可以参考电磁频谱),它可以联系到太阳的视星等是-26.8等。太阳常数和太阳的视星等是描述太阳亮度的两值形香或父种方法,但是视星等只有测量来自太阳在可见光部分的能量输出

  从太阳看地球的走零量内答景角直径只有1/11,000弧,所以从太阳看地球的立体角只有1/140,000,000球面度。因此,太阳辐射出的能量是地球获得的20亿倍。

原理

  由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行,因此太阳与地球之间的距离不是一个常数,而且一年里每天的日地距离也不一样。众所周知360百科,某一点的辐射强度与距辐射源的距离的平方成反比,这落层千棉而另督溶意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随日地间距离不同而异。然而,由于日地间距离太大(平均距离为1.5 x 108km),所以地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。因此人们就采用所谓 "太阳常数"来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指平均日地距离时,在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能。通过各种先进手段测得的太阳常数的标准值为1353w/m2。一年的时间中由于日地距离的变化所引起太阳辐射强度的变化不超过证敌里互上3.4%。

  昼夜是由于地球自转而产生的,而季节是由于地球的自转轴与地球围绕太阳公转的轨道的转轴呈23°27′的夹角而产生的。地球每天绕着通过它本身南极和北极的"程为留海众地轴" 自西向东自转一周。每转一周为一昼夜,所以地球每小时自转15°。地球除自转外还循偏心率很小的椭圆轨道每年绕太阳运行一周。地球自转轴与公转轨道面的法线成23.5°。地球公转时自放规使转轴的方向不变,总是指向地球的北极。因此地球处于运行轨道的不同位置时,太阳光投射到地球上的方向也就不同,于是形成了地球上的四季变化。每天中午时分试载北星点攻保情损,太阳的高度总是最高。在热带低火兵确纬度地区(即在赤道南北纬度23°27′之间的地区),一年中太阳有两次垂直入射,在较高纬度地区,太阳总是靠近赤道方向。在北极和南极地区(在南北半球大于90°~23°27′),冬季太阳低于地平线的时间长,缺践宣面看供殖值宽而夏季则高于地平线的时间长。

地球公转

测定历史

  1837-1838年,法国物理学家Claud来自e Pouillet(1790-1868)和英国天文学家John Herschel(1792-1871)第一次试图直360百科接测定太阳常数。两人各自独立设计了不同的测定装置,但原理一样。就是利用已知质量的水在太阳光下放置一定时间,用温度计测量升温过程,让往线鲁风压让望船因水的比热已知,则可以计算得出光照强度清材织声下百调道没笑统。由于都没有考虑地球大气对光殖费府室能外团的吸收,他们推定的值是"现在所用值1367(±4) w/m2的一半左右"。

太阳常数

  1875年,法国物理学家Jules Violle(Jules Louis Gabriel Violl握省e)在位于法国和瑞士交界的阿尔卑斯山Mont Blanc第一个开展高海拔区测定太阳常数。

别处妒输击宗包供乎耐  1884年,塞缪尔·彭尔求视顺曾权差庞特·兰利在加利福尼亚州的惠特尼山首度置二地财万尝试测量太阳常数,并经由在不同的日子与时刻进行测量,以试图消除地球大气层吸收武顶行强管轴月胞管的影响。但是他得到的数值并不正确,为2903w/m2,或许是由数学上的错误造成的。

  1902年和1957年,由查理斯·艾博特和其他人测量的数值分别是1322w/m2和146队解干肥5w/m2。

  根据1978-1998年6颗卫星上的观测平台近20年连续不断的观备量办测结果,得出的太阳常数值为1366.1 间含吧费W/m2,标准差为425ppm, 0.37%的波动范围(1363-1368 W/m2)(Lean and Rind,1998)。20年的观测表明太阳常数存在不同时间尺度的波动。

  1957年,国际地球物理年决定采用1380W/m2。

  1976年,美国宇配沿企死春养前及称航局根据高空平台的观测结果,发布的太教没文娘早开引皮绿阳常数值为1353(±21)W/m2(Th洋鲁青主西朝笑知体功若eKaekara,1976)。

  1981年,世界气象组织及祖石试充岁附绍联去(WMO)公布的太阳常数值是1368w/m2。

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