Constante solaire

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La constante solaire, aussi appelée irradiance solaire totale, exprime la quantité d’énergie solaire que recevrait pendant une seconde (soit la puissance) une surface de 1 m² située à une distance d'une unité astronomique (distance moyenne Terre-Soleil), exposée perpendiculairement aux rayons du Soleil, en l'absence d’atmosphère. Pour la Terre, c'est donc la densité de flux énergétique au sommet de l'atmosphère.

Elle s’exprime en watts par mètre carré (W/m² ou W m⁻²).

Pour la Terre^[1] (hors atmosphère), elle vaut : $F=(1~360,8\pm 0,5)\;{\textrm {W}}\cdot {\textrm {m}}^{-2}$ .

Cette énergie est dissipée sur l'ensemble de la surface terrestre, qui, si elle est modélisée par une sphère, a une aire qui vaut quatre fois l'aire de la surface d'incidence, laquelle est un disque de même rayon^[2].

Le rayonnement solaire incident moyen sur la surface totale est donc^[3] :

{\bar {F}}={\frac {F}{4}}\simeq 340\;{\textrm {W}}\cdot {\textrm {m}}^{-2}

.

Cette valeur moyenne est prise en compte dans le bilan radiatif terrestre.

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↑ Un calcul plus précis, en prenant comme modèle un ellipsoïde aplati, donne une correction de l'ordre de un millième à ce rapport. À titre d'exemple, lors des équinoxes, la surface d'incidence est une ellipse d'excentricité 0,081 819 avec une surface de 127,373 millions de kilomètres carrés, alors que la surface terrestre est de 510,065 millions de kilomètres carrés. Le rapport est alors de 4,0045. Il est un peu plus faible aux solstices.
↑ (en) « Climate and Earth’s Energy Budget », sur earthobservatory.nasa.gov, NASA, 14 janvier 2009 (consulté le 28 mars 2021).

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[2] Un calcul plus précis, en prenant comme modèle un ellipsoïde aplati, donne une correction de l'ordre de un millième à ce rapport. À titre d'exemple, lors des équinoxes, la surface d'incidence est une ellipse d'excentricité 0,081 819 avec une surface de 127,373 millions de kilomètres carrés, alors que la surface terrestre est de 510,065 millions de kilomètres carrés. Le rapport est alors de 4,0045. Il est un peu plus faible aux solstices.

[3] (en) « Climate and Earth’s Energy Budget », sur earthobservatory.nasa.gov, NASA, 14 janvier 2009 (consulté le 28 mars 2021).

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Constante solaire

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