hvorfor vil strålingsintensiteten altid være mindre end solarkonstanten ved jordens overflade?

Strålingsintensiteten ved jordens overflade er altid mindre end solarkonstanten, fordi atmosfæren og jordens geometri “svækker” og fordeler sollyset, før det når ned til os. Kort sagt: noget af strålingen går tabt (absorberes/spredes), og resten fordeles over et større areal på grund af vinkler og refleksioner.

Hvad er solarkonstanten?

• Solarkonstanten er den gennemsnitlige effekt pr. kvadratmeter, som Solen leverer ved toppen af atmosfæren, vinkelret på solstrålerne, i jordens middelafstand fra Solen (ca. 1360–1370 W/m²).

• Den gælder altså “udenfor” atmosfæren og for en flade, der står helt vinkelret på sollyset.

Atmosfærens rolle

• På vej gennem atmosfæren bliver solstrålingen absorberet af bl.a. vanddamp, ozon og CO₂, så en del af energien omdannes til varme i luftlagene i stedet for at nå jordoverfladen.

• Der sker også spredning på luftmolekyler, aerosoler og skyer, hvilket sender noget af lyset i andre retninger eller tilbage mod rummet.

Refleksion og albedo

• En del af den stråling, der faktisk når ned til jorden, bliver reflekteret igen fra overflader som skyer, sne, is og lyse landskaber (jordens albedo), så netto indstråling ved overfladen bliver mindre.

• Skyer kan både slippe noget lys igennem og samtidig reflektere en stor del tilbage, hvilket yderligere sænker den effektive strålingsintensitet ved jordens overflade i forhold til toppen af atmosfæren.

Vinkel og fordeling af strålingen

• Solarkonstanten er defineret for en flade vinkelret på solstrålerne, men de fleste steder på Jorden står Solen skråt på himlen, så samme mængde energi fordeles over et større areal, hvilket sænker intensiteten per m².

• På en kugleformet planet fordeles energien, der falder på en cirkelskive (projiceret areal), ud over hele klodens overflade, hvilket sænker gennemsnittet markant i forhold til solarkonstanten.

Samlet forklaring

• Kombinationen af absorption, spredning og refleksion i atmosfæren plus den geometriske fordeling af sollyset (vinkel på strålerne og klodens kugleform) gør, at strålingsintensiteten ved jordens overflade altid er mindre end solarkonstanten.

• Selv på en helt klar dag omkring middag i troperne vil den målte intensitet ved overfladen typisk ligge under solarkonstanten, netop på grund af disse tab og fordelinger.

Information gathered from public forums or data available on the internet and portrayed here.