Solkonstanten

Solkonstanten bezeichnet die mittlere Leistungsdichte der Sonnenstrahlung, die senkrecht zur Strahlrichtung am oberen Rand der Erdatmosphäre empfangen wird, wenn der Abstand Erde–Sonne 1 Astronomische Einheit beträgt. Die Größe wird auch Total Solar Irradiance (TSI) genannt und dient als grundlegender Eingangsparameter in Klimamodellen und Energiebilanzen.

Der Standardwert beträgt etwa 1361 W/m^2 (ungefähr 1,36 kW/m^2). Dieser Wert ergibt sich aus der Sonnenleistung L_Sun geteilt durch die Fläche einer Kugel mit Radius 1 AU: S0 = L_Sun / (4π(1 AU)^2). Damit entspricht die Solkonstante dem mittleren Energiefluss, der pro Quadratmeter senkrecht zur Strahlrichtung am Abstand 1 AU auf die Erde treffen würde.

Die Solkonstanten ist jedoch nicht konstant. Die Entfernung Erde–Sonne variiert im Jahreslauf durch die elliptische Umlaufbahn, was zu einer jährlichen Schwankung von etwa 3 bis 4 Prozent führt. Zusätzlich schwankt die Strahlung durch den Solarzyklus, wobei der TSI über einen Aktivitätszyklus nur etwa 0,1 bis 0,2 Prozent variiert. Die spektrale Irradianz der Sonne (SSI) zeigt wellenlängenabhängige Veränderungen, die je nach Spektrum unterschiedliche Auswirkungen haben.

Messungen und Anwendungen: Seit den 1970er Jahren liefern Satellitenmessungen präzise Werte der TSI. Die Solkonstanten ist ein zentraler Eingangsparameter in Modellen des globalen Energiehaushalts, in Klima‑ und Wetterforschung sowie in technischen Anwendungen, die Insolation berücksichtigen.