Co sekundę do naszej planety wpływa ciągły strumień energii. Naukowcy nazywają to stałą słoneczną i jest to wartość reprezentująca całkowitą energię promieniowania dostarczoną przez Słońce na Ziemię. Brzmi jak stała liczba, sztywna kotwica na chaotycznym niebie, ale rzeczywistość jest nieco bardziej dynamiczna, niż sugeruje nazwa.
Aby zrozumieć, ile energii faktycznie otrzymujemy, musimy wyobrazić sobie teoretyczną powierzchnię. Powierzchnia ta znajduje się w średniej odległości Ziemi od Słońca. Znajduje się ściśle prostopadle do promieni słonecznych. Ta konfiguracja usuwa kąt padania z równania, zapewniając czysty pomiar. Nie da się tego dokładnie zmierzyć z powierzchni ziemi. Atmosfera pochłania i rozprasza promieniowanie, zniekształcając dane. Potrzebujemy satelitów. Prawdziwe znaczenie można uzyskać tylko z kosmosu, gdzie powietrze jest rozrzedzone, a niebo czyste.
Liczba ta wynosi około 1,366 kilowata na metr kwadratowy.
Odpowiada to w przybliżeniu wydajności 13 lub 14 standardowych żarówek umieszczonych na jednym metrze kwadratowym powierzchni. Jest jasno. To intensywne.
Ale czy jest to trwałe?
W skali globalnej – tak. W ciągu życia człowieka wahania są znikome. Jeśli jednak spojrzymy na 11-letni cykl słoneczny, obraz się zmienia. W szczycie tego cyklu wartość wzrasta o około 0,2%. Może się to wydawać niewielką ilością, ale pod względem energii jest mierzalna.
Dlaczego rośnie? Można by się spodziewać, że więcej plam słonecznych będzie oznaczało mniej światła. Plamy słoneczne to chłodniejsze i ciemniejsze obszary na powierzchni Słońca. Blokują światło. Kiedy aktywność plam słonecznych jest wysoka, promieniowanie spada o kilka dziesiątych procenta. Ale Słońce ma przeciwwagę. Z tymi aktywnymi obszarami powiązane są jasne plamy zwane plages. Formacje te są bardziej rozległe niż plamy słoneczne. Wytrzymują dłużej. Ich zwiększona jasność z nawiązką kompensuje ciemność poniżej. Ostatecznym rezultatem jest niewielki wzrost całkowitego promieniowania.
Stałość załamuje się w zupełnie innej skali czasu. Często myślimy o Słońcu jako o stabilnym piecu, który pali się w ten sam sposób przez miliardy lat. Ale to nieprawda. Gdy Słońce przekształca w swoim jądrze wodór w hel, zmienia się jego struktura. Robi się coraz cieplej. Robi się jaśniej.
Stała słoneczna wzrasta o około 10 procent co miliard lat.
To ma znaczenie. Jest to ważne w przypadku modeli klimatycznych. Jest to ważne dla zrozumienia, dlaczego Ziemia była pokryta lodem podczas eonu Hadeanu, pomimo słabszego młodszego Słońca. Jest to ważne na przyszłość, kiedy ten 10-procentowy wzrost doprowadzi do znaczących zmian klimatycznych. Żyjemy w wąskim oknie gwiezdnej stabilności i otrzymujemy energię wystarczającą do utrzymania cieczy w oceanach i złożonej atmosfery.
Przydatna jest liczba 1,366 kW/m². To jest poziom podstawowy. Punkt odniesienia. Ale to nie jest prawo fizyki. To migawka gwiazdy, która powoli i stale się budzi.
