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Variation des Strahlungsenergie der Sonne auf der Erde aufgrund der wechselnden Aktivität der Sonne

Das Solarkonstante ist der Durchschnitt der Menge über einen langen Zeitraum Energie in Form von elektromagnetische Strahlung des Sonne die pro Zeit- und Flächeneinheit eine Oberfläche außerhalb der Atmosphäre passiert aufrecht in Abstrahlrichtung im Abstand von 1 AE von dem Center von der Sonne, ungefähr der Abstand zwischen der Sonne und dem Atmosphäre der Erde. Der Wert der Solarkonstante beträgt ca. 1360,8 ± 0,5 W/m² während a solares Minimum und 0,1% höher während eines Maximums.^[1]

Da die Sonnenkonstante in einem bestimmten Abstand von der Sonne definiert ist, hängt ihr Wert nicht vom leicht variierenden Abstand zwischen Erde und Sonne ab. Die Stärke der Sonne unterliegt jedoch kleinen Schwankungen. Aufgrund des sich ändernden Sonnenabstandes (Exzentrizität der Erdumdrehung von elliptisch zu rund; ein Zyklus von 100.000 Jahren) schwankt die tatsächliche Strahlungsenergie der Sonne im Jahresverlauf um ca. 6,9 %, von 1412 W/m² im Januar auf 1312 W/m² im Juli, denn im Januar ist die Erde näher an der Sonne. Außerdem schwankt der Wert aufgrund von Änderungen der Sonnenaktivität selbst. Diese Variation am Rand der Atmosphäre hat keinen Einfluss auf die Temperatur der Erdoberfläche.

Die tatsächliche Strahlungsenergie, die die Erde erreicht, ist nur ein begrenzter Teil der Sonnenkonstante. Denn die Erde ist ein Ambiente und nur die Hälfte beleuchtet ist, wird im Durchschnitt ein Viertel der Erde pro Zeiteinheit erwärmt. Von diesem Viertel, das 340 W/m² beträgt, werden im Durchschnitt etwa 30% reflektiert, die planetarische albedo. Diese kann von 80 % bei Eis und Schnee bis zu 10 % bei Wasseroberflächen variieren. Die restlichen 70 % werden absorbiert, wobei die Atmosphäre 74 W/m² der resultierenden 239 W/m² und die Erdoberfläche 165 W/m² absorbiert. Abweichungen hiervon werden durch eine variierende Albedo, die variierende Sonnenkonstante selbst und Änderungen der Zusammensetzung der Atmosphäre (Treibhausgase, Wolkenbedeckung, atmosphärische Reflexion und Absorption) verursacht.

Wenn die Temperatur auf der Erde konstant ist, bedeutet dies, dass die Strahlungsbilanz sollte neutral sein. Das heißt, die Energie der einfallenden kurzwelligen Sonnenstrahlung verlässt die Erde als ausgehende langwellige Strahlung terrestrische Strahlung.

Sonnenkonstante für die Planeten

Planet	Entfernung in AE	Durchschnittlich Ee in W/m²	Ee im Vergleich mit Erde
Merkur	0,387	9123	6,673
Venus	0,723	2615	1,913
Boden	1	1361	1
Mars	1,524	589	0,431
Ceres (Zwergplanet)	2,766	179	0,131
Jupiter	5,204	50	0,037
Saturn	9,582	15	0,011
Uranus	19,201	3,7	0,0027
Neptun	30,047	1,5	0,0011
Pluto (Zwergplanet)	39,236	0,9	0,00065
Eris (Zwergplanet)	67,695	0,3	0,00022