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太阳常数

1838
  • Claude Pouillet
  • John Herschel
19 世纪的实验室,科学家们正在研究太阳辐射测量方法。.

(图片仅供参考)

太阳常数是指在地球大气层顶部垂直于太阳光线方向测量的单位面积平均太阳电磁辐射量。其值约为1361瓦/平方米(W/m²)。该数值会随太阳活动和地球轨道距离略有变化,但它是气候科学、卫星设计和可再生能源计算的基本基准。

太阳常数代表距离太阳一个天文单位(AU)处的总太阳辐照度(TSI)。虽然被称为“常数”,但它的值并非完全固定。在11年的太阳黑子周期内,它会波动约0.1%,并且存在更长期的变化。这些微小的变化对地球气候系统至关重要。早期的测量,例如克劳德·普耶(Claude Pouillet)于1838年使用日射强度计进行的测量,是至关重要的第一步,但由于未能充分考虑大气吸收,因此并不精确。直到20世纪后期卫星辐射计的出现,才使得对太阳常数进行精确且连续的测量成为可能。目前公认的太阳常数值约为1361 W/m²,它是计算地球能量平衡、确定地球平衡温度以及设计太空系统的基础。例如,工程师必须精确掌握这个数值,才能设计卫星的热控系统,防止过热或冻结,并计算其太阳能电池阵列的功率输出。它也是模拟地球过去和未来气候的全球气候模型的基本输入参数。

笔记: 虽然它代表了地球从太阳整体上接收到的所有电磁能量,但它并不是可以直接用于地面太阳能电池板的值。

UNESCO Nomenclature: 2506
- 地球物理学

类型

物理特性

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 艾萨克·牛顿关于光学和光谱的研究
  • 热力学的发展和能量传递的概念
  • 发明了用于测量温度变化的温度计
  • 早期对太阳的天文观测
  • 威廉·赫歇尔发现红外辐射

应用程序

  • 气候模型
  • 卫星热设计
  • 太阳能 发电量预测
  • 航天器动力系统工程
  • 地球能量收支计算
  • 大气科学研究

专利:

NA

潜在创新理念

  • 用于建筑物的动态太阳能遮蔽系统,可根据实时太阳常数数据调节不透明度。
  • global atmospheric energy-balance monitoring network using swarms of nanosatellites
  • 基于长期太阳常数变化预测作物产量的AI驱动农业模型
  • 个人紫外线照射追踪器根据当地太阳辐照​​度测量值进行校准
  • 由光伏电池驱动的平流层飞艇,其设计旨在以太阳常数值实现最佳效率。
  • 具有更高保真度太阳输入参数的先进气候模型
  • 配备自校准太阳能发电系统的深空探测器
  • 利用藻类的生物反应器,这些藻类会根据预测的阳光强度调节其新陈代谢。
  • 可穿戴 technology that harvests solar energy with micro-pv cells
  • 基于不同太阳常数模拟行星气候的教育工具
相关术语:太阳常数、太阳辐照度、地球大气层、瓦特每平方米、气候科学、太阳活动、卫星设计、能量收支、日射强度计、克劳德·普耶。

历史背景

太阳常数

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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