太阳常数
日地平均距离上大气顶界垂直于太阳光线的单位面积每秒钟接受的太阳辐射
太阳常数，是指在（D=1.496x10^8km）上，大气顶界垂直于太阳光线的单位面积每秒钟接受的太阳辐射。 [1]
太阳常数要在地球之外，垂直于的平面上测量。以人造卫星测得的数值是每平方米大约1367瓦特[1353(±21) W/m2(1976年, NASA)]，地球的是127,400,000 ，因此整个地球接收到的功率是1.740×10^17瓦特。由于太阳表面常有有黑子等的缘故，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。
雨云7号卫星空腔辐射仪观测的结果：
（1）太阳常数是变化的；
（2） 大部分太阳常数逐日变化的谷值与太阳黑子的峰值相对应。
- 中文名
- 太阳常数
- 外文名
- solar constant
- 类 别
- 常数
- 功 率
- 3.826×10^26瓦特
- 面 积
- 127400000 km²
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通量密度，称为太阳常数。以S.表示，单位为W/m2。太阳常数是一个相对稳定的常数，依据的活动变化，他所影响到的是气候的长期变化，而不是短期的天气变化。
太阳常数包括所有形式的，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种方法，但是视星等只有测量太阳在可见光部分的能量输出。
从太阳看地球的角直径只有1/11,000弧，所以从太阳看地球的只有1/140,000,000。因此，太阳辐射出的能量是地球获得的20亿倍。
需要注意的是，所谓的太阳常数并非是一个从理论推导出来的、有严格物理内涵的常数，它本身受太阳自身活动的制约，具有不同时间尺度的变化。这给一些研究者用各自设计的仪器在不同情况下的测定结果进行比较带来困难。
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，而且一年里每天的也不一样。众所周知，某一点的辐射强度与距的距离的平方成反比，这意味着地球大气上方的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1.5×108km），所以地球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，在地球大气层垂直于太阳辐射的单位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1367±7W/m2。一年的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上3.4%。
地球公转
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（黄赤交角）而产生的。地球每天绕着通过它本身的“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每年绕太阳运行一周。轴与公转轨道面的成23．5°。地球公转时自转轴的方向不变，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，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，太阳的高度总是最高。在热带低纬度地区（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（在南北半球大于90°~23°27′），冬季太阳低于地平线的时间长，而夏季则高于地平线的时间长。
太阳发出的辐射对于地球上所有的生命来说都是至关重要的。地球上的天气、气候则完全受其入射量及其与地球大气、海洋和陆地相互作用的制约。地球接受的太阳能哪怕只有千分之一的变化，但只要是持续不断的，就会对天气、气候产生重要的影响、也正因为如此，在气象学中，太阳常数测定工作一直受到普遍的关注。在气象学领域内。
另一方面，从太阳光谱的变化能了解太阳大气中发生的变化，了解太阳常数的短期变化有助于推知太阳本身内部的机制，所以太阳常数的测定也是太阳物理学界极为关心的课题。
太阳常数测定误差
受辐射的制约。比较中几个基本单位的测量误差，时间的测量误差是最小的，已经达到
这样的量级。其次是长度，质量等，而以光谱辐射度的测量误差最大，经过科技工作者多年不懈的努力，世界最高水准也仅为
。而太阳辐射测量由于其辐射度更高，且测量环境更难于控制，其准确度还要低一个量级。
太阳常数测定历史
太阳常数
1837-1838年，法国物理学家Claude Pouillet(1790-1868)和英国天文学家John Herschel(1792-1871)第一次试图直接测定太阳常数。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下放置一定时间，用温度计测量升温过程，因水的比热已知，则可以计算得出光照强度。由于都没有考虑地球大气对光的吸收，他们推定的值是“现在所用值1367(±4) W/m2的一半左右”。
1875年，法国物理学家Jules Violle(Jules Louis Gabriel Violle)以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而闻名.
1884年，塞缪尔·彭尔庞特·兰利在的首度尝试测量太阳常数，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，由和其他人测量的数值分别是1322W/m2和1465W/m2。
根据1978-1998年6颗卫星上的观测平台近20年连续不断的观测结果，得出的太阳常数值为1366.1 W/m2,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的波动。
1902-1957, 斯密森研究所的科学家C.G. Abbot(Charles Greeley Abbot)等人在根据多年高海拔地区观测结果，基于地基法确定的数值为1322-1465W/m2。近年来通过各种先进手段,基于地基法测得的太阳常数的标准值为1353W/m2。
1976年，美国宇航局根据高空平台的观测结果,发布的太阳常数值为1353(±21)W/m2(TheKaekara,1976); 据1978-1998年6颗卫星上的观测平台近20年连续不断的观测结果，得出的太阳常数值为1366.1 W/m2,标准差为425ppm, 0.37%的波动范围(1363-1368 W/m2)(Lean and Rind,1998)。20年卫星数据也揭示了太阳常数也存在不同时间尺度的波动。
1981年，(WMO)公布的太阳常数值是1367±7W/m2。 [2]
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- 参考资料