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Die Menge der Sonnenstrahlung, die die Erde empfängt, hängt sehr stark von ihrer Entfernung zur Sonne ab. Und obwohl sich die Sonnenleistung über die lange Lebensdauer verändert hat, haben die Entfernung der Erde von der Sonne und die Umlaufbahnmerkmale den größten Einfluss auf die Strahlungsmenge, die unser Planet empfängt. Aber nicht alles Sonnenlicht wird von der Erde absorbiert. Einige werden zurück in den Weltraum reflektiert, anstatt in Wärme umgewandelt zu werden.
Inverse Square Law
Das inverse Quadratgesetz ist ein grundlegendes Konzept in der Physik, das für viele Phänomene gilt, einschließlich der Schwerkraft, der Elektrostatik und der Ausbreitung von Licht. Das Gesetz besagt, dass eine gegebene Menge oder Intensität umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung von der Quelle ist. Zum Beispiel ist die Intensität der Sonnenstrahlung auf der Oberfläche des Merkurs fast neunmal so hoch wie auf der Erde, aber Merkur ist nur etwa dreimal näher an der Sonne.Wenn Sie den Abstand zur Sonne verdreifachen, verringert sich die Menge der Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, auf ein Neuntel des Lichtniveaus auf Quecksilber.
Orbitalvariationen
Nach Keplers erstem Gesetz der Planetenbewegung, dem Gesetz der Umlaufbahnen, bewegt sich die Erde auf einem elliptischen Pfad um die Sonne. Der Abstand zwischen Erde und Sonne variiert leicht im Laufe des Jahres. Beim Aphel, der am weitesten von der Sonne entfernt ist, ist die Erde 152 Millionen km entfernt. Aber im Perihel, dem nächsten Abstand zur Sonne, ist die Erde 147 Millionen km entfernt. Infolgedessen ändert sich die Lichtmenge, die die Erdoberfläche erreicht, im Laufe des Jahres um einige Prozent.
Sonnenstrahlung
Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler die Sonnenstrahlung mit Instrumenten und Satelliten wie dem Total Irradiance Monitor, der Teil der SORCE-Satellitenmission ist, direkt überwacht. Studien zeigen, dass die Sonnenleistung von Minute zu Minute variiert und sich im Laufe von Tausenden von Jahren drastisch ändert. Diese Schwankungen können Veränderungen des Erdklimas beeinflussen. Sonnenflecken hängen auch mit der Sonnenleistung zusammen, obwohl nicht verstanden wurde, wie. Historische Aufzeichnungen der Sonnenfleckenaktivität zeigen, dass die Sonnenleistung höher ist, wenn mehr Sonnenflecken vorhanden sind.
Planetarische Albedo
Wissenschaftler können die Menge der Sonnenleistung berechnen, die die Erde in einem bestimmten Abstand von der Sonne erhält. Die Erde reflektiert einen Teil dieses Lichts in den Weltraum und reduziert so die gesamte absorbierte Strahlung. Dieser Effekt wird durch den Begriff Albedo beschrieben, der ein Maß für die durchschnittliche Lichtmenge ist, die von einem Objekt reflektiert wird.
Albedo wird auf einer Skala von Null bis Eins gemessen. Ein Objekt mit einer Albedo von eins würde alles Licht reflektieren, das es erreicht, während bei null Albedo alles Licht absorbiert würde. Die Erdalbedo beträgt ungefähr 0,39, aber Änderungen im Laufe der Zeit wie Wolkendecke, Eiskappen oder andere Oberflächenmerkmale ändern diesen Wert.