태양 상수

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태양 상수(太陽常數)는 지구 대기의 바깥 표면에서 평면에 대해 수직으로 들어오는 광선을 측정한 단위 면적 당 태양 전자기복사의 양이다.

태양 상수는 가시광선뿐만 아니라 태양복사의 모든 종류를 포함한다. 지구가 타원궤도로 태양 주위를 공전하므로 태양과 지구의 거리가 변하기 때문에 1년 동안 6.9%정도의 오차가 있기는 하지만 인공위성에서 단위면적 당 대략 1,366W로 측정된다. 따라서, 지구 전체에 대해서는 1.740×1017W(3.5%의 오차) 정도 된다. 근사평균값 1,366W/m2는 분 당, 제곱 센티미터 당 1.96cal 또는 분 당 1.96LY(langley)와 같은 값이다.태양 상수는 장기적으로 보면 상수가 아니다.

지구가 받는 총 복사량은 지구의 단면적(π·RE²)에 의해 결정된다. 하지만 지구가 자전함에 따라 태양복사에너지는 전체 표면적(4·π·RE²)에 걸쳐 분배된다. 광선이 들어오는 각도에 대해 측정되고 어떤 순간에 행성의 반은 태양복사를 전혀 받지 않기 때문에 평균적으로 받아들여지는 태양복사(때로 태양조사라고 불리기도 한다.)는 태양 상수의 1/4(대략 342W/m2)밖에 되지 않는다. 어떤 순간의 태양 복사량은 대기와 그 지역이 위치한 위도에 의해 결정된다.

태양 상수는 가시광선뿐만이 아니라 태양 전자기복사의 모든 파장을 포함한다. 태양의 겉보기 등급인 -26.8도 관련되어 있다. 겉보기 등급이 태양에서 나오는 가시광선 영역의 빛만을 가지고 측정되는 것이기는 하지만, 태양 상수와 태양 등급은 태양의 겉보기 밝기를 기술하는데 쓰이는 방법이기 때문이다.

1884년에 Samuel Pierpont Langley는 캘리포니아에 있는 Whitney산에서 태양 상수를 측정하려고 하면서 낮의 다른 시간들에 대해 대기에 의해 흡수되는 효과를 제거하려고 노력했다. 그러나 그가 얻어낸 2,903W/m2라는 값은 너무 컸다. 1902년과 1957년 사이에 높은 고지대 여러 군데에서 Charles Greeley Abbot과 그 외 다른 사람들에 의해 측정된 값은 1,322W/m2와 1,465W/m2사이의 값으로 나왔다. Abbot는 Langley의 오류 중 하나가 잘못된 적용 때문이라는 것을 증명해냈다. 그가 얻은 결과가 1.89cal와 2.22cal(1,318W/m2~1,548W/m2)사이로 다양하게 나온 것은 지구 대기 때문이 아니라 태양 때문에 생긴 것이었다.

태양에서 바라본 지구의 각지름은 약 1/11,000라디안 이다. 그러므로 태양에서 바라본 지구의 입체각이 약 1/140,000,000스테라디안이다. 따라서 태양이 방출하는 복사량은 지구에서 측정하는 것의 20억 배 정도 된다. 즉, 3.86×1026정도다. 공부하고싶은 1인 (토론) 2016년 8월 3일 (수) 13:29 (KST) 공부하고 싶은 1인