太阳常数是一个非常重要的常数,一切有关研究太阳辐射的问题,都要以它为参数。
太阳和地球的几何关系如照片所示,地球轨道的偏心,引起太阳到地球距离在1.7%范围内变化,太阳辐射通过星际空间到达地球。若把地日的平均距离(1.495X1011m)定义为天文单位(AU),当距离 为1AU时,太阳所对的张角为32′。由于日地距离变化不大以及太阳发射辐射能的特点,使得地球大气层外的辐照度(单位面积上单位时间的辐射能量)基本保持不变。
当地日距离为平均值时,在被照亮的半个地球的太气上界,垂直于太阳光线的每平方米面积上,每秒获得的太阳辐射能量称为太阳常数,用GSC表示,单位为(W/m2)。
据研究,太阳常数的变化具有周期性,这可能与太阳黑子的活动周期有关。在太阳黑子最多的年份,紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份发的20倍。近年来,气候学家指出,只要地球的长期气候发生1%的变化,就会引起太阳常数的变化。
1981年,世界气象组织推荐太阳常数值GSC=(1367±7)W/㎡,通常采用1367W/㎡。
实际上,大气层外的太阳辐照度随着日地距离的改变 ,在±3%范围内变化。它可由公式确定:
Go,n=GSC{1+0.033cos(360°n/365)}
式中,Go,n为一年中第n天在法向平面上测得的大气层外的辐照度。
另外,大气层外太阳辐照度随月份变化而变化。