Materiale didattico per la lezione

La magnetosfera della Terra
La costante solare
La costante solare, C, è definita come:
l'energia che incide nell'unità di tempo su un metro quadrato
di superficie esposto perpendicolarmente alla linea di vista,
fuori dall'atmosfera terrestre, posto alla distanza media della
Terra dal Sole.
Le misure danno per la costante solare un valore pari a
C = (1366 3) W/m2.
Sebbene il Sole sia stato per circa 5 miliardi di anni una sorgente di energia costante
quanto basta alla vita, la costante solare, nel corso del tempo, ha subito piccole modifiche
(di circa 1,5 per mille in più o in meno) come si può vedere nel grafico successivo
Dal valore della costante solare si ricava quello della luminosità. Questa è semplicemente
data dalla costante solare moltiplicata per la superficie di una sfera di raggio d, uguale
all'Unità Astronomica:
L = C · 4 d2
La costante solare è la quantità di radiazione che arriva sulla Terra dal Sole per unità di
superficie, misurata sulla superficie superiore dell'atmosfera terrestre, su di un piano
perpendicolare ai raggi. Di conseguenza, tenuto conto della superficie sferica del nostro
pianeta, la potenza solare che viene indirizzata sulla Terra ha un valore di circa 174×10 15
W, ossia di 174 PW. In altri termini, l'energia luminosa arriva sulla Terra al ritmo di 174 PJ
al secondo.
Questa enorme quantità di energia non arriva tutta sulla superficie terrestre. Infatti circa il
40% della radiazione viene assorbita o riflessa dalle nubi ed il 15% viene assorbita
dall'aria; arriva al suolo, quindi, circa il 45% della radiazione (78 PW).
La costante solare tuttavia non è affatto costante, ma varia a seconda dell'attività delle
macchie solari. Essa è una delle cause principali di effetti climatici a lungo termine, mentre
influisce in maniera relativamente piccola sui cambiamenti climatici a breve termine.
La costante solare include tutti i tipi di radiazione solare, non soltanto quella nella banda
visibile. Essa, assieme alla magnitudine apparente del Sole, pari a -26,8, è uno dei valori
indicativi dello splendore apparente del Sole. Tuttavia la costante è un valore più corretto,
perché la magnitudine apparente misura la luminosità della nostra stella solo nello spettro
visibile.
Il diametro angolare della Terra vista dal Sole è circa 1/11000 rad, e l'angolo solido
corrispondente a questo valore è di circa 1/140000000 sr. Se ne deduce che il Sole
emette più o meno 2 miliardi di volte la quantità di radiazione che riceve la Terra, cioè
circa 3,86×1026W.
Storia
Nel 1884 Samuel Pierpont Langley cercò di stimare il valore della costante da Monte
Whitney in California, cercando di rimuovere gli effetti dell'assorbimento atmosferico
effettuando misurazioni in diversi momenti del giorno. Ottenne il valore decisamente errato
di 2903 W/m², probabilmente a causa di qualche errore matematico. Tra il 1902 e il 1957,
le misure effettuate da Charles Greeley Abbot e da altri a diverse altitudini ottennero un
valore compreso fra 1322 e 1465 W/m².
(Da Wikipedia, l'enciclopedia libera).
Spettro dell’energia in entrata ed in uscita per la Terra
Diversificazione dell’ energia nell’interazione con il sistema Terra