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Costante solare

1838
  • Claude Pouillet
  • John Herschel
Laboratorio del XIX secolo con scienziati impegnati nello studio delle misurazioni della radiazione solare.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La costante solare è la radiazione elettromagnetica solare media per unità di superficie misurata nella parte superiore dell'atmosfera terrestre, perpendicolarmente ai raggi. Il suo valore è di circa 1361 watt per metro quadrato ([latex]W/m^2[/latex]). Questo dato varia leggermente a seconda dell'attività solare e della distanza orbitale della Terra, ma costituisce una base fondamentale per la scienza del clima, la progettazione dei satelliti e i calcoli relativi alle energie rinnovabili.

La costante solare rappresenta l'irraggiamento solare totale (TSI) a una distanza di un'unità astronomica (UA) dal Sole. Sebbene sia definita ‘costante’, il suo valore non è perfettamente fisso. Essa oscilla di circa 0,1% durante il ciclo delle macchie solari di 11 anni e presenta variazioni a più lungo termine. Questi piccoli cambiamenti sono significativi per il sistema climatico terrestre. Le prime misurazioni, come quelle effettuate da Claude Pouillet nel 1838 utilizzando il suo pirheliometro, furono un primo passo fondamentale, ma erano imprecise perché non tenevano pienamente conto dell'assorbimento atmosferico. Solo con l'avvento dei radiometri satellitari alla fine del XX secolo è diventato possibile misurare in modo preciso e continuo la costante solare. Il valore accettato di circa 1361 W/m² è fondamentale per calcolare il bilancio energetico della Terra, determinare la temperatura di equilibrio del pianeta e progettare sistemi che operano nello spazio. Ad esempio, gli ingegneri devono conoscere con precisione questo valore per progettare sistemi di controllo termico per i satelliti al fine di prevenire il surriscaldamento o il congelamento e per calcolare la potenza erogata dai loro pannelli solari. Si tratta di un dato fondamentale per i modelli climatici globali che simulano il clima passato e futuro della Terra.

Nota: sebbene rappresenti l'energia totale ricevuta dalla Terra dal Sole nel suo complesso, in tutti i modi elettromagnetici, non è direttamente il valore che può essere utilizzato per i pannelli solari posizionati a terra.

UNESCO Nomenclature: 2506
– Geofisica

Tipo

Proprietà fisica

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Il lavoro di Isaac Newton sull'ottica e lo spettro della luce
  • sviluppo della termodinamica e del concetto di trasferimento di energia
  • invenzione del termometro per misurare le variazioni di temperatura
  • prime osservazioni astronomiche del sole
  • La scoperta delle radiazioni infrarosse da parte di William Herschel

Applicazioni

  • modellazione climatica
  • progettazione termica satellitare
  • previsione della produzione di energia solare
  • ingegneria dei sistemi di alimentazione dei veicoli spaziali
  • calcoli del bilancio energetico terrestre
  • ricerca scientifica atmosferica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Contesto storico

Costante solare

1800
1838
1872
1910
1940
1940
1946
1650
1800
1852
1900
1912
1940
1940
1950

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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