Densidade Solar Flux

As reações de fusão no núcleo do poder do sol um fluxo de circulação de energias incríveis que culminam na emissão de enormes quantidades de radiação eletromagnética. O espectro do sol geralmente segue o que é conhecido como um espectro de corpo negro , que contém uma certa quantidade de energia através de uma região do espectro que se estende desde ultravioleta ao infravermelho . A forma da radiação de corpo negro torna -se um processo relativamente simples para calcular a densidade de fluxo solar, que atinge a terra . Radiação de corpo negro

Cada objeto emite radiação com uma estrutura espectral que depende da sua temperatura e outras propriedades. Para uma gama surpreendente de objetos , as " outras propriedades " não mudar seu espectro de emissão muito. Esses objetos são chamados de corpos negros , ea energia que eles colocam em diferentes comprimentos de onda muda pois aquece . Você já viu isso já : o queimador em um fogão elétrico é preto quando está frio e não emitem qualquer luz visível mensurável. Mas, como o queimador aquece suas alterações de cor , não porque a superfície muda de cor ou mudanças quimicamente ou qualquer coisa assim , simplesmente porque ele está a uma temperatura mais elevada. O sol é apenas esse tipo de corpo negro , mas , felizmente para toda a vida na Terra, ela só muda sua temperatura significativamente a cada poucos bilhões de anos.
Poder de um corpo negro

Há uma equação simples que descreve a potência total emitida por um corpo negro . A equação é a chamada lei de Stefan- Boltzmann , e que se expressa matematicamente como
Potência Total = Stefan - Boltzmann constante x área x temperatura ^ 4 . A constante Stefan - Boltzmann é 5,67 x 10-8 W /( m ^ 2 K ^ 4 ) , a área é medida em metros quadrados , e T é medido em graus Kelvin . A superfície do Sol é de cerca de 5800 K , de modo que a densidade de fluxo radiante na superfície do sol ( a potência em watts emitidos por cada metro quadrado do sol) é
5,67 x 10 ^ -8 x 5800 ^ 2 = 64 milhões de watts /m ^ 2 , eo total de energia emitida pelo sol é de 3,9 x 10 ^ 26 watts - . cerca de 400 milhões milhões de milhões de milhões de watts
Irradiação de
Terra

Mais uma vez, felizmente para toda a vida na Terra, o planeta não é muito perto do sol. É cerca de 150 milhões de quilómetros . A produção de energia a partir do sol se espalha em uma esfera em constante expansão. Na órbita da Terra , que a energia é espalhada sobre a superfície de uma esfera com um raio de 150 milhões de quilômetros. A irradiância , também chamada de densidade de fluxo , na parte superior da atmosfera da Terra, é igual a
densidade de fluxo = potência /área total de esfera contendo a órbita da Terra
densidade de fluxo = 3,9 x 10 ^ 26 watts /. 2.8 x 10 ^ 23 m ^ 2 = 1,377 W /m ^ 2
na superfície da Terra

mais uma vida maneira na Terra teve sorte : os filtros atmosfera um monte de a radiação solar que faz o seu caminho para fora da órbita da Terra . Não há nenhuma maneira fácil de descrever matematicamente a forma como a atmosfera absorve a luz solar . Átomos e moléculas específicas absorver comprimentos de onda específicos , existem regiões de absorção geral , existem certos comprimentos de onda que são pouco atenuadas em tudo . E tudo o que depende de quanto atmosfera a luz do sol passa a estar passando em um determinado momento , o que depende do ângulo entre o Sol ea superfície da Terra em um tempo e lugar particular. Uma atmosfera "médio" é chamado de " massa de ar de 1,5 ", ou AM1.5 e reduz a densidade do fluxo solar para 1000 watts /m ^ 2 .