Zonneconstante

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Variatie van de stralingsenergie van de zon op aarde door veranderende activiteit van de zon

De zonneconstante is de hoeveelheid energie in de vorm van elektromagnetische straling van de zon die de aarde (eigenlijk: de aardatmosfeer) bereikt. De zonneconstante is gedefinieerd als de hoeveelheid stralingsenergie afkomstig van de zon die per seconde passeert door een oppervlak loodrecht op de stralingsrichting van 1 m² op aarde, eigenlijk op een afstand van 1 AE van het middelpunt van de zon. De waarde van de zonneconstante wordt geschat op 1360,8 ± 0,5 W/m² tijdens een zonneminimum en 0,1% hoger tijdens een maximum.[1]

Doordat de zonneconstante is gedefinieerd op een bepaalde afstand van de zon, is de waarde niet afhankelijk van de (iets variërende) afstand tussen aarde en zon. De sterkte van de zon ondervindt echter kleine fluctuaties, zodat de zonneconstante toch niet echt een constante is. Door de veranderende afstand tot de zon (excentriciteit van de aardrevolutie van ellipsvormig tot rond; een cyclus van 100.000 jaar), fluctueert de werkelijke hoeveelheid stralingsenergie van de zon ongeveer 6,9% gedurende het jaar, van 1412 W/m² in januari tot 1312 W/m² in juli. Ook per jaar fluctueert het gemiddelde door verandering in de zonne-activiteit zelf. Deze variatie aan de rand van de atmosfeer heeft overigens geen invloed op de temperatuur van het aardoppervlak.

De werkelijke stralingsenergie die de aarde bereikt, is slechts een beperkt deel van de zonneconstante. Doordat de aarde een sfeer is en slechts voor de helft belicht wordt, wordt gemiddeld een kwart van de aarde per tijdseenheid verwarmd. Van de resterende 340 W/m² wordt gemiddeld zo'n 30% gereflecteerd, het planetaire albedo. Dit kan variëren van 80% in het geval van ijs en sneeuw tot 10% bij wateroppervlakten. De resterende 70% wordt geabsorbeerd, waarbij de atmosfeer 74 W/m² opneemt van de resulterende 239 W/m² en het aardoppervlak 165 W/m². Variaties hierin worden veroorzaakt door een wisselend albedo, de wisselende zonneconstante zelf en veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer (broeikasgassen, wolkendek, atmosferische reflectie en absorptie).

Als de temperatuur op aarde constant is, betekent dit dat de stralingsbalans neutraal moet zijn. Dat wil zeggen dat de energie van inkomende kortgolvige zonnestraling de aarde weer verlaat als uitgaande langgolvige aardse straling.

Zonneconstante voor de planeten[bewerken]

Planeet Afstand
in AE
Gemiddelde
Ee in W / m²
Ee in vergelijking
met aarde
Mercurius 0,387 9123 6,673
Venus 0,723 2615 1,913
Aarde 1 1361 1
Mars 1,524 589 0,431
Ceres (dwergplaneet) 2,766 179 0,131
Jupiter 5,204 50 0,037
Saturnus 9,582 15 0,011
Uranus 19,201 3,7 0,0027
Neptunus 30,047 1,5 0,0011
Pluto (dwergplaneet) 39,236 0,9 0,00065
Eris (dwergplaneet) 67,695 0,3 0,00022
Bronnen, noten en/of referenties
  1. G. Kopp, J.L. Lean (2011). A new, lower value of total solar irradiance: Evidence and climate significance. Geophysical Research Letters 38 (1) .