Каждую секунду на нашу планету поступает непрерывный поток энергии. Ученые называют это солнечной постоянной — величиной, которая представляет собой полную энергию излучения, доставляемую Солнцем Земле. Звучит как фиксированное число, жесткий якорь в хаотичном небе, но реальность немного динамичнее, чем предполагает само название.
Чтобы понять, сколько энергии мы на самом деле получаем, нужно представить себе теоретическую поверхность. Эта поверхность находится на среднем расстоянии Земли от Солнца. Она расположена строго перпендикулярно солнечным лучам. Такая конфигурация исключает из уравнения угол падения, обеспечивая чистое измерение. Измерить это точно с поверхности земли невозможно. Атмосфера поглощает и рассеивает излучение, искажая данные. Нам нужны спутники. Только из космоса, где воздух разрежен, а небо ясно, можно получить истинное значение.
Это число составляет примерно 1,366 киловатта на квадратный метр.
Это примерно мощность выхода 13 или 14 стандартных лампочек, упакованных в один квадратный метр пространства. Это ярко. Это интенсивно.
Но она постоянна?
В глобальном масштабе — да. В течение человеческой жизни колебания пренебрежимо малы. Однако, если посмотреть на 11-летний солнечный цикл, картина меняется. Значение увеличивается примерно на 0,2 процента в пик этого цикла. Это может показаться крошечной величиной, но с точки зрения энергии это измеримо.
Почему оно растет? Можно было бы ожидать, что больше солнечных пятен означает меньше света. Солнечные пятна — это более холодные, темные области на поверхности Солнца. Они блокируют свет. Когда активность солнечных пятен высока, излучение падает на несколько десятых процента. Но у Солнца есть противовес. Связанные с этими активными областями яркие пятна, называемые плагe (plages). Эти образования более обширны, чем солнечные пятна. Они существуют дольше. Их повышенная яркость с лихвой компенсирует темноту снизу. Итоговый результат — небольшое увеличение общего излучения.
Постоянство нарушается на совершенно другом временном масштабе. Мы часто думаем о Солнце как о стабильной печи, которая горела одинаково на протяжении миллиардов лет. Но это не так. По мере того как Солнце превращает водород в гелий в своем ядре, его структура меняется. Оно становится горячее. Оно становится ярче.
Солнечная постоянная увеличивается примерно на 10 процентов каждые миллиард лет.
Это имеет значение. Это важно для климатических моделей. Это важно для понимания того, почему Земля была покрыта льдом во время эона Гадей, несмотря на более тусклое молодое Солнце. Это важно для будущего, когда это увеличение на 10 процентов приведет к значительным климатическим сдвигам. Мы живем в узком окне звездной стабильности, получая ровно столько энергии, чтобы поддерживать океаны в жидком состоянии, а атмосферу — сложной.
Число 1,366 кВт/м² полезно. Это базовый уровень. Точка отсчета. Но это не закон физики. Это снимок звезды, которая медленно и неуклонно пробуждается.
