Hvordan jord-sol afstand former den modtagne solenergi

Fotokredit:Comstock/Getty Images.

Mængden af solenergi, der når Jorden, er tæt forbundet med planetens afstand fra Solen. Mens Solens samlede output har svinget i løbet af dens 4,6 milliarder år lange historie, er geometrien af ​​Jordens kredsløb og dens skiftende adskillelse fra Solen de dominerende faktorer, der styrer intensiteten af ​​solstråling på vores overflade. Kun en del af den indkommende energi absorberes; resten reflekteres tilbage i rummet, hvilket påvirker planetens klima.

Omvendt kvadratlov

Den omvendte kvadratiske lov, en hjørnesten i fysikken, siger, at intensiteten af en punktkilde aftager med kvadratet på afstanden fra den kilde. Anvendt på solstråling betyder det, at hvis afstanden til Solen blev halveret, ville den modtagne intensitet firdobles. Merkur, for eksempel, er omtrent tre gange tættere på Solen end Jorden, og følgelig modtager den næsten ni gange den solflux, der når vores planet.

Orbitalvariationer

Keplers første lov beskriver Jordens bane som en ellipse, ikke en perfekt cirkel. Som et resultat svinger jord-sol-adskillelsen mellem et maksimum (aphelium) på omkring 152 millioner kilometer og et minimum (perihelium) på omkring 147 millioner kilometer. Dette 3-procents sving i afstanden udmønter sig i en sammenlignelig variation i solenergien, der ankommer til Jordens overflade i løbet af et år.

Overvågning af solstråling

Siden slutningen af det 20. århundrede har rumbårne instrumenter - især Total Irradiance Monitor ombord på satellitten Solar Radiation and Climate Experiment (SORCE) - sporet Solens totale irradians med hidtil uset præcision. Disse målinger afslører, at solens output svinger på tidsskalaer fra minutter til årtusinder, og at solens magnetiske aktivitet (f.eks. solpletter) er korreleret med beskedne, men målbare ændringer i den samlede irradians.

Planetarisk Albedo

Albedo kvantificerer den del af indkommende sollys, som en overflade reflekterer tilbage i rummet. Det går fra 0 (perfekt absorption) til 1 (perfekt refleksion). Jordens gennemsnitlige albedo er omkring 0,39, hvilket betyder, at omkring 39% af den indfaldende solenergi reflekteres, hovedsageligt af skyer, is og lyse jordoverflader. Variationer i skydække, isudbredelse og jordoverfladeegenskaber kan ændre denne værdi og derved modulere den nettoenergi, der absorberes af planeten.