Solar Flux Density

Fusion reacties op de kern van de zon macht circulerend ongelooflijke energieën die uitmonden in de uitstoot van enorme hoeveelheden van elektromagnetische straling . Het spectrum van de zon volgt algemeen wat bekend staat als een zwart lichaam spectrum, dat een bepaald vermogen in een spectraal gebied dat zich uitstrekt van ultraviolet tot infrarood bevat . De vorm van de black- straling maakt het een relatief eenvoudig proces om de zonne flux dichtheid die de aarde treft berekenen. Zwartelichaamsstraling

Elk object zendt straling met een spectrale structuur die afhangt van de temperatuur en andere eigenschappen . Voor een verrassend scala aan voorwerpen , niet de " andere eigenschappen " niet veranderen hun emissiespectrum veel . Die objecten zijn zwarte lichamen genoemd , en de energie die ze in verschillende golflengtes zetten verandert als ze opwarmen . Je hebt dit al gezien : de brander op een elektrisch fornuis is zwart als het koud is en niet uitzenden meetbare zichtbaar licht . Maar als de brander warmt de kleur verandert niet omdat het oppervlak van kleur verandert of veranderingen chemisch of iets dergelijks - gewoon omdat het bij een hogere temperatuur . De zon is net dat soort zwart lichaam , maar - gelukkig voor al het leven op aarde het verandert alleen de temperatuur sterk om de paar miljard jaar .
Macht van een Zwartelichaamsstraling

Er is een eenvoudige vergelijking die het totale vermogen wordt uitgestraald door een zwart lichaam beschrijft . De vergelijking is de Stefan - Boltzmann wet genoemd , en het is mathematisch kan worden uitgedrukt als
Total Power = Stefan - Boltzmann constante x oppervlakte x temperatuur ^ 4 . De constante van Stefan - Boltzmann is 5,67 x 10-8 W /( m 2 K ^ ^ 4 ) , regio wordt gemeten in vierkante meters , en T wordt uitgedrukt in Kelvin . Oppervlak van de zon is ongeveer 5800 K , zodat de stralende fluxdichtheid aan het oppervlak van de zon (het vermogen in Watt uitgezonden van elke vierkante meter van de zon) is
5,67 x 10 ^ -8 x 5800 ^ 2 = 64 miljoen watt /m ^ 2 , en het totale vermogen uitgezonden door de zon is 3,9 x 10 ^ 26 watt - . ongeveer 400 miljoen miljoen miljoen miljoen watt
Bestralingssterkte bij Aarde

Nogmaals, gelukkig voor al het leven op aarde , de planeet niet te dicht bij de zon. Het is op ongeveer 150 miljoen kilometer . De energie-output van de zon strekt zich uit in een steeds groter gebied . Op baan van de aarde , wordt die energie verspreid over het oppervlak van een bol met een straal van 150 miljoen kilometer . De bestraling , ook wel de fluxdichtheid , op de top van de atmosfeer van de Aarde, is gelijk aan fluxdichtheid
= totaal vermogen /oppervlakte van bol met de aardbaan
fluxdichtheid = 3,9 x 10 ^ 26 watt /. 2.8 x 10 ^ 23 m ^ 2 = 1.377 W /m ^ 2
op het aardoppervlak

nog een manier leven op aarde had geluk : de sfeer filters een groot deel van de zonnestraling die zijn weg maakt naar de aardbaan . Er is geen gemakkelijke manier om wiskundig te beschrijven op welke wijze de atmosfeer absorbeert zonlicht . Specifieke atomen en moleculen absorberen bepaalde golflengten , er algemene absorptie gebieden , zijn er bepaalde golflengtes die nauwelijks verzwakt helemaal . En dat alles hangt af van hoeveel de atmosfeer van de zon gebeurt te gaan door op een gegeven moment , die afhankelijk is van de hoek tussen de zon en de oppervlakte van de aarde op een bepaalde tijd en plaats. Een "gemiddelde" sfeer is een " luchtmassa 1.5 , " of AM1.5 genoemd , en het vermindert de zonne flux tot 1000 Watt /m ^ 2 .