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La quantité de rayonnement solaire que la Terre reçoit est très étroitement liée à sa distance au soleil. Et bien que la production solaire ait varié au cours de sa longue durée de vie, la distance de la Terre par rapport au soleil et les caractéristiques orbitales ont le plus grand effet sur la quantité de rayonnement que notre planète reçoit. Mais tout le soleil n'est pas absorbé par la Terre. Certains sont réfléchis dans l'espace au lieu d'être convertis en chaleur.
Loi du carré inverse
La loi des carrés inversés est un concept fondamental en physique qui s'applique à de nombreux phénomènes, notamment la gravité, l'électrostatique et la propagation de la lumière. La loi stipule qu'une quantité ou une intensité donnée est inversement proportionnelle au carré de la distance à la source. Par exemple, l'intensité du rayonnement solaire à la surface de Mercure est près de neuf fois supérieure à celle de la Terre, mais Mercure n'est que trois fois plus proche du Soleil.Tripler la distance au soleil diminue la quantité de rayonnement atteignant la surface de la Terre jusqu'à un neuvième du niveau de lumière sur Mercure.
Variations orbitales
Selon la première loi de Keplers sur le mouvement des planètes, la loi des orbites, la Terre se déplace de manière elliptique autour du soleil. La distance entre la Terre et le soleil varie légèrement au cours de l'année. Aphelion, la distance la plus éloignée du soleil, la Terre se trouve à 152 millions de km. Mais au périhélie, la distance la plus proche du soleil, la Terre est à 147 millions de km. En conséquence, tout au long de l’année, la quantité de lumière atteignant la surface de la Terre change de quelques pour cent.
Radiation solaire
Au fil des ans, les scientifiques ont surveillé directement le rayonnement solaire en utilisant des instruments et des satellites tels que Total Irradiance Monitor, qui fait partie de la mission satellite SORCE. Des études montrent que la production solaire varie de minute en minute et qu’elle change radicalement au cours de milliers d’années. Ces variations peuvent influencer les changements du climat de la Terre. Les taches solaires sont également liées à la production solaire, bien que nous ne sachions pas comment. Les archives historiques de l'activité des taches solaires indiquent que le rendement solaire est plus élevé lorsqu'il y a plus de taches solaires.
Albedo Planétaire
Les scientifiques peuvent calculer la quantité de production solaire que la Terre reçoit à une distance donnée du soleil. La Terre réfléchit une partie de cette lumière dans l'espace, réduisant ainsi le rayonnement total absorbé. Cet effet est décrit par le terme albédo, qui est une mesure de la quantité moyenne de lumière réfléchie par un objet.
L'albédo est mesuré sur une échelle de zéro à un. Un objet avec un albédo égal à un refléterait toute la lumière qui l'atteindrait, tandis qu'à zéro albédo, toute la lumière serait absorbée. L’albédo terrestre est d’environ 0,39, mais cette valeur varie avec le temps, comme la couverture nuageuse, les calottes glaciaires ou d’autres caractéristiques de la surface.