[記事公開日]2015/12/22
[最終更新日]2016/04/09

太陽放射から地球全体が受け取るエネルギー量は「太陽定数」で表わされる

「太陽定数」とは

太陽が出しているエネルギーは、可視光線だけではなく、赤外線など目に見えない電磁波もあります。

これら全てのエネルギーを太陽放射といいますが、太陽放射は、地球上のほとんど全てのエネルギーの源になっているといいます。

地球全体が太陽放射からもらっているエネルギーの量は、「太陽定数」で求めることが出来るようで、エネルギーでは、太陽光利用の観点から、「太陽定数」が用いられています。

「太陽定数」とは、大気表面の単位面積に垂直に入射する太陽の単位時間あたりのエネルギー量で表されます。

具体的には、1m2の紙を地球の大気の外に持っていって、太陽光に垂直に当てたときの、1秒間に受ける太陽のエネルギー量のことになりますが、人工衛星で測定したところ、「太陽定数」は約1.37kW/m2ということが分かったようです。

この「太陽定数」に地球の断面積を掛けたものが、地球が受け取っている太陽放射の総エネルギー量になります。
太陽放射の総エネルギー量は、1.75×1014kWと計算されます。

太陽放射の全てが地表まで届くという訳ではないようです。

太陽放射を100とすると、そのうちの20は、大気や雲に吸収され、さらに、大気や雲、地表面で反射して、31は宇宙に戻っていきます。

その結果、地表に届くのは49くらいであり、太陽放射のおよそ半分だといいます。

 

「太陽定数」は0.1%の幅で変動している

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「太陽定数」は、定数として扱われていますが、実は定数ではなく、ほぼ0.1%の幅で変動しているようです。

「太陽定数」は、太陽黒点の活動の変化などでも変化し、ほぼ0.1%の幅で変動していますが、特に太陽フレア発生時には、その数倍の変動があるそうです。

太陽の活動期には太陽黒点が増えます。

普通で考えると周囲よりも温度の低い太陽黒点が多くなれば太陽の輝度が低下して、地球への日射量が減るように思えますが、実際に、太陽黒点の生成により0.05%の光度の減少が見られるようです。

その一方、黒点生成に伴って作られる白斑が光度を0.15%ほど増加させますので、合計すると、太陽活動の極大期に0.1%の光度の上昇が観測されることになります。

この「太陽定数」を用いて、太陽内部のエネルギー量を推定すると、途方もなく莫大なエネルギー量になるようです。

 

太陽の1秒間のエネルギー発生量は、人類がこれまで消費したエネルギー量の1万倍

この「太陽定数」を用いて、半径1天文単位(1.5×1011メートル)の球の表面積を掛けて太陽内部のエネルギーを推定すると、3.9×1026ワットになるといいます。

そして、太陽でのたった1秒間のエネルギー発生が、これまでの人類が消費してきた全エネルギーよりも1万倍も大きい途方もない莫大なエネルギーだといいますから、太陽のエネルギーが、いかに大きいかが推し量られます。

また、太陽エネルギーを、他のクリーンエネルギーと比較しても、太陽エネルギーの巨大さがよく分かるようです。

太陽エネルギーのおよそ22億分の1の2×1017ワットが地球に届くといいます。

これに対して、潮汐エネルギーとしては3×1012ワット,地熱エネルギーは3×1013ワットであり、これらのエネルギーに比べて太陽エネルギーの量は、ほぼ1万倍のパワーがあるといいますから、いかに太陽エネルギーの量が膨大であるかがよく分かります。

 

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