太陽常數(shù)
定義
【太陽常數(shù)】（solar constant）在日地平均距離處，地球大氣外界垂直于太陽光束方向的單位面積上單位時間內(nèi)接收到的所有波長的太陽總輻射能量值。通常用符號S表示，其單位為Wm-2，但習(xí)慣有的仍用應(yīng)廢除的單位cal.cm-2?min-1，其換算關(guān)系為 led?cm-2?min-1=697.8W?m-2。因為在0．2—10．0μm的波段內(nèi)集中了太陽輻射總能量的99．9％，所以測量太陽常數(shù)涉及的波段并不太寬。
太陽常數(shù)的測量
精確測定大陽常數(shù)和太陽光譜不僅對大氣科學(xué)的研究，而且對于天文、航天、太陽能利用和環(huán)境科學(xué)等都具有重要意義。太陽常數(shù)的測量，過去多用地面測量方法（見長法和短法），60年代以后，則更多地采用飛機、氣球、高空火箭甚至軌道衛(wèi)星等高空測量手段。在太陽常數(shù)的測量和推算中，由于所用的儀器設(shè)備、觀測步驟、觀測點的大氣條件以及大氣消光訂正等方法不盡相同，同時在絕對標(biāo)度標(biāo)準(zhǔn)和不同標(biāo)度系統(tǒng)換算上也往往存在誤差，因此得到的最終結(jié)果也不一致。以往采用過1．94－2．00cal／（cm2min），即相當(dāng)于1395—1353W／m2之間的一些數(shù)值作為太陽常數(shù)。近年來，則傾向于取1．96cal/(cm2 min），1981年的墨西哥會議上，世界氣象組織的儀器和觀測方法委員會則建議采用1367±7W／m2為太陽常數(shù)值。太陽常數(shù)本身的變化問題至今仍未研究清楚。目前只能認(rèn)為太陽常數(shù)有小于1％的變化。
太陽常數(shù)測定歷史
1881年，第一次試圖直接測定太陽常數(shù)的是法國物理學(xué)家Claude Pouillet(1790-1868)和英國天文學(xué)家John Herschel(1792-1871)。兩人分別獨立地設(shè)計了不同的測定裝置。但原理都一樣：利用已知質(zhì)量的水在太陽光下放置一定時間，用溫度計測量升溫過程，水的比熱已知，則可以計算得出光照強度。(附圖為Pouillet日溫計)。他們推定的值是現(xiàn)在所用值1367(±4) w/m2的一半左右，這是因為他們都沒有考慮地球大氣對光的吸收。
1875年，法國物理學(xué)家Jules Violle(Jules Louis Gabriel Violle)以在位于法國和瑞士交界的阿爾卑斯山Mont Blanc第一個開展高海拔區(qū)測定太陽常數(shù)而聞名.
1902-1957, 斯密森研究所的科學(xué)家C.G. Abbot(Charles Greeley Abbot)等人在根據(jù)多年高海拔地區(qū)觀測結(jié)果，基于地基法確定的數(shù)值為1322-1465W/m2。近年來通過各種先進手段,基于地基法測得的太陽常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為1353w／m2。
1976年，美國宇航局根據(jù)高空平臺的觀測結(jié)果,發(fā)布的太陽常數(shù)值為1353(±21)W/m2(TheKaekara,1976); 據(jù)1978-1998年6顆衛(wèi)星上的觀測平臺近20年連續(xù)不斷的觀測結(jié)果，得出的太陽常數(shù)值為1366.1 W/m2,標(biāo)準(zhǔn)差為425ppm, 0.37%的波動范圍(1363-1368 W/m2)(Lean and Rind,1998)。20年衛(wèi)星數(shù)據(jù)也揭示了太陽常數(shù)也存在不同時間尺度的波動。
1957年國際地球物理年決定采用1380W/m2。世界氣象組織 (WMO)1981年公布的太陽常數(shù)值是1368w/m2。多數(shù)文獻上采用1367W/m2。太陽常數(shù)也有周期性的變化，變化范圍在1％—2％，這可能與太陽黑子的活動周期有關(guān)。
