Щосекунди на нашу планету надходить безперервний потік енергії. Вчені називають це сонячною постійною — величиною, яка є повною енергією випромінювання, що доставляється Сонцем Землі. Звучить як фіксоване число, жорсткий якір у хаотичному небі, але реальність трохи динамічніша, ніж передбачає сама назва.
Щоб зрозуміти, скільки енергії ми насправді отримуємо, потрібно уявити теоретичну поверхню. Ця поверхня знаходиться на середній відстані Землі від Сонця. Вона розташована строго перпендикулярно до сонячних променів. Така конфігурація виключає з рівняння кут падіння, забезпечуючи чистий вимір. Виміряти це точно із поверхні землі неможливо. Атмосфера поглинає та розсіює випромінювання, спотворюючи дані. Нам потрібні супутники. Тільки з космосу, де повітря розріджене, а небо ясно, можна отримати справжнє значення.
Це число становить приблизно 1,366 кіловат на квадратний метр.
Це приблизно потужність виходу 13 або 14 стандартних лампочок, які упаковані в один квадратний метр простору. Це яскраво. Це інтенсивно.
Але ж вона постійна?
У глобальному масштабі – так. Протягом людського життя коливання зневажливо малі. Однак якщо подивитися на 11-річний сонячний цикл, картина змінюється. Значення збільшується приблизно на 0,2 відсотка у пік цього циклу. Це може здатися крихітною величиною, але з точки зору енергії це можна виміряти.
Чому воно зростає? Можна було б очікувати, що більше сонячних плям означає менше світла. Сонячні плями – це холодніші, темні області на поверхні Сонця. Вони блокують світло. Коли активність сонячних плям висока, випромінювання падає на кілька десятих відсотка. Але Сонце має противагу. Пов’язані з цими активними областями яскраві плями, звані “плагe” (plages). Ці освіти ширші, ніж сонячні плями. Вони існують довше. Їхня підвищена яскравість з лишком компенсує темряву знизу. Підсумковий результат – невелике збільшення загального випромінювання.
Постійність порушується на зовсім іншому часовому масштабі. Ми часто думаємо про Сонце як про стабільну печі, що горіла однаково протягом мільярдів років. Але це негаразд. У міру того як Сонце перетворює водень на гелій у своєму ядрі, його структура змінюється. Воно стає гарячим. Воно стає яскравішим.
Сонячна постійна збільшується приблизно на 10 відсотків кожні мільярд років.
Це має значення. Це важливе для кліматичних моделей. Це важливо для розуміння того, чому Земля була вкрита льодом під час еона Гадей, незважаючи на тьмяніше молоде Сонце. Це важливо для майбутнього, коли збільшення на 10 відсотків призведе до значних кліматичних зрушень. Ми живемо у вузькому вікні зоряної стабільності, отримуючи рівно стільки енергії, щоб підтримувати океани в рідкому стані, а атмосферу складної.
Число 1,366 кВт/м² корисне. Це базовий рівень. Точка відліку. Але це закон фізики. Це знімок зірки, яка повільно та неухильно прокидається.
