La densité du flux solaire
Les réactions de fusion au cœur de la puissance du soleil un flux de circulation des énergies incroyables qui aboutissent à l’émission de quantités énormes de rayonnement électromagnétique . Le spectre du soleil suit généralement ce qui est connu comme un spectre de corps noir , qui contient une certaine quantité d’énergie à travers un domaine spectral s’étendant de l’ultraviolet à l’ infrarouge . La forme du rayonnement du corps noir , il est un processus relativement simple de calculer la densité de flux solaire qui frappe la Terre . Corps noir rayonnement
Chaque objet émet un rayonnement d’une structure spectrale qui dépend de sa température et d’autres propriétés . Pour une gamme surprenante d’objets , les «autres biens » ne changent pas leur spectre d’émission beaucoup . Ces objets sont appelés corps noirs , et l’énergie qu’ils mettent dans différentes longueurs d’onde change car ils chauffent . Vous avez vu ce déjà : le brûleur d’une cuisinière électrique est noir quand il fait froid et pas émettre de la lumière visible mesurable. Mais comme le brûleur réchauffe sa couleur change – pas parce que la surface change de couleur ou des changements chimiquement ou quelque chose comme ça , tout simplement parce qu’il est à une température plus élevée . Le soleil est juste ce genre de corps noir , mais – heureusement pour toute la vie sur Terre , il ne change que sa température de manière significative tous les quelques milliards d’années .
Puissance d’un corps noir
Il ya une équation simple qui décrit la puissance totale émise par un corps noir . L’équation est appelée la loi de Stefan -Boltzmann , et il est exprimé mathématiquement comme
Puissance totale = Stefan -Boltzmann x surface x température ^ 4 . La constante de Stefan-Boltzmann est 5.67 x 10-8 W /( m ^ 2 K ^ 4 ) , l’aire se mesure en mètres carrés , et T est mesurée en degrés Kelvin . La surface du soleil est d’environ 5800 K , de sorte que la densité de flux radiant à la surface du soleil (la puissance en watts émis par chaque mètre carré du soleil ) est
5,67 x 10 ^ -8 x 5800 ^ 2 = 64 millions de watts /m ^ 2 , et la puissance totale émise par le soleil est de 3,9 x 10 ^ 26 watts – . environ 400 millions de millions de watts
Ensoleillement Terre
Photos
Encore une fois, heureusement pour la vie sur Terre , la planète n’est pas trop près du soleil. C’est loin d’environ 150 millions de kilomètres. La sortie de l’énergie du soleil se déploie dans une sphère en constante expansion. Lors de l’orbite de la Terre, que l’énergie est répartie sur la surface d’une sphère avec un rayon de 150 millions de kilomètres. L’éclairement énergétique , aussi appelée la densité de flux , au sommet de l’atmosphère terrestre , est égale à la densité de flux
= puissance /surface totale de la sphère contenant l’orbite de la Terre
densité de flux = 3,9 x 10 ^ 26 watts /. 2,8 x 10 ^ 23 m ^ 2 = 1,377 W /m ^ 2
sur la surface de la Terre
une vie de plus de chemin sur Terre eu de la chance : les filtres de l’atmosphère une grande partie du rayonnement solaire qui fait son chemin vers l’orbite terrestre . Il n’ya aucun moyen facile de décrire mathématiquement la façon dont l’ atmosphère absorbe la lumière du soleil . Atomes et des molécules spécifiques absorbent des longueurs d’onde spécifiques , il ya des régions générales d’absorption , il ya certaines longueurs d’onde qui sont à peine atténués à tous . Et tout cela dépend de la façon dont beaucoup d’ambiance le soleil arrive à passer par à un moment donné , qui dépend de l’angle entre le soleil et la surface de la Terre à un moment et un lieu particulier . Une atmosphère » moyenne » est appelé » masse d’air de 1,5 » ou AM1.5 , et il réduit la densité du flux solaire à 1000 watts /m ^ 2 .