Inhoud
De hoeveelheid zonnestraling die de aarde ontvangt, hangt nauw samen met de afstand tot de zon. En hoewel de output van de zon gedurende zijn lange levensduur is gevarieerd, hebben de afstand van de aarde tot de zon en baankenmerken het grootste effect op de hoeveelheid straling die onze planeet ontvangt. Maar niet alle zonlicht wordt geabsorbeerd door de aarde. Sommige worden teruggekaatst in de ruimte in plaats van te worden omgezet in warmte.
Omgekeerde vierkante wet
De omgekeerde kwadratische wet is een fundamenteel concept in de fysica dat van toepassing is op vele fenomenen, waaronder zwaartekracht, elektrostatica en de verspreiding van licht. De wet stelt dat een gegeven hoeveelheid of intensiteit omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand tot de bron. De intensiteit van zonnestraling op het oppervlak van Mercurius is bijvoorbeeld bijna negen keer die van de aarde, maar Mercurius is slechts ongeveer drie keer dichter bij de zon.Verdrievoudiging van de afstand tot de zon vermindert de hoeveelheid straling die het aardoppervlak bereikt tot een negende van het lichtniveau op Mercurius.
Orbitale variaties
Volgens Keplers eerste wet van planetaire beweging, de wet van banen, beweegt de aarde in een elliptisch pad rond de zon. De afstand tussen aarde en zon varieert het hele jaar door enigszins. Bij aphelion, de verste afstand van de zon, bevindt de aarde zich op 152 miljoen km afstand. Maar bij perihelion, de dichtstbijzijnde afstand tot de zon, bevindt de aarde zich op 147 miljoen km afstand. Als gevolg hiervan verandert het hele jaar door de hoeveelheid licht die het aardoppervlak bereikt met een paar procent.
Zonnestraling
Door de jaren heen hebben wetenschappers zonnestraling rechtstreeks gevolgd met behulp van instrumenten en satellieten zoals de Total Irradiance Monitor, onderdeel van de satellietmissie van SORCE. Studies tonen aan dat de zonne-energie van minuut tot minuut varieert en drastisch verandert gedurende duizenden jaren. Deze variaties kunnen veranderingen in het aardklimaat beïnvloeden. Zonnevlekken zijn ook gerelateerd aan zonne-energie, hoewel het niet wordt begrepen hoe. Historische gegevens over zonnevlekkenactiviteit geven aan dat de zonne-energie hoger is wanneer er meer zonnevlekken zijn.
Planetaire Albedo
Wetenschappers kunnen de hoeveelheid zonne-energie berekenen die de aarde op een bepaalde afstand van de zon ontvangt. De aarde reflecteert een deel van dit licht in de ruimte, waardoor de totale geabsorbeerde straling wordt verminderd. Dit effect wordt beschreven door de term albedo, die een maat is voor de gemiddelde hoeveelheid licht die wordt gereflecteerd door een object.
Albedo wordt gemeten op een schaal van nul tot één. Een object met een albedo van één zou al het licht reflecteren dat het bereikt, terwijl bij nul albedo al het licht zou worden geabsorbeerd. Het aardbed van de aarde is ongeveer 0,39, maar veranderingen in de tijd zoals bewolking, ijskappen of andere oppervlaktefuncties veranderen deze waarde.