太阳常数是什么？

【专家解说】：太阳常数(solar constant)，表征的是到达大气顶(大气层上界)的总太阳能量(即包含整个太阳光谱)值。 定义： 第１种：在日地平均距离(一天文单位）处，与太阳光束方向垂直的单位面积上，单位时间内所接受到的太阳总辐射能。所使用的单位为W/m2，或卡/平方厘米/分钟（cal/cm2/min)。 第２种：在日地平均距离处，地球大气外界垂直于太阳光束方向上接收到的太阳辐照度（在单位时间内，投射到单位面积上的辐射能，即观到的瞬时值．），称为太阳常数，用Ｓ0表示． 解释： 太阳辐射通过星际空间到达地球，但由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行，因此太阳与地球之间的距离不是一个常数，而且一年里每天的日地距离也不一样。众所周知，某一点的辐射强度与距辐射源的距离的平方成反比，这意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随日地间距离不同而异。然而，由于日地间距离太大（平均距离为1.5 x 108km），所以地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。因此人们就采用“太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。 测定： 1881年，第一次试图直接测定太阳常数的是法国物理学家Claude Pouillet(1790-1868)和英国天文学家John Herschel(1792-1871)。两人分别独立地设计了不同的测定装置。但原理都一样：利用已知质量的水在太阳光下放置一定时间，用温度计测量升温过程，水的比热已知，则可以计算得出光照强度。(附图为Pouillet日温计)。他们推定的值是现在所用值1367(±4) w/m2的一半左右，这是因为他们都没有考虑地球大气对光的吸收。 1875年，法国物理学家Jules Violle(Jules Louis Gabriel Violle)以在位于法国和瑞士交界的阿尔卑斯山Mont Blanc第一个开展高海拔区测定太阳常数而闻名. 1902-1957, 斯密森研究所的科学家C.G. Abbot(Charles Greeley Abbot)等人在根据多年高海拔地区观测结果，基于地基法确定的数值为1322-1465W/m2。近年来通过各种先进手段,基于地基法测得的太阳常数的标准值为1353w／m2。 1976年，美国宇航局根据高空平台的观测结果,发布的太阳常数值为1353(±21)W/m2(TheKaekara,1976); 根据1978-1998年6颗卫星上的观测平台近20年连续不断的观测结果，得出的太阳常数值为1366.1 W/m2,标准差为425ppm, 0.37%的波动范围(1363-1368 W/m2)(Lean and Rind,1998)。20年卫星数据也揭示了太阳常数也存在不同时间尺度的波动。 1957年国际地球物理年决定采用1380W/m2。 世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368w/m2。 多数文献上采用1367W/m2。 太阳常数也有周期性的变化，变化范围在1％—2％，这可能与太阳黑子的活动周期有关。