Constante solar para niños

La constante solar es la cantidad de energía que recibimos del Sol en forma de radiación solar. Se mide en la parte exterior de la atmósfera terrestre, como si fuera una pantalla que mira directamente al Sol. El valor actual, medido por satélites, es de 1361 vatios por metro cuadrado (W/m²). Esto significa que cada metro cuadrado de esa "pantalla" recibe 1361 vatios de energía solar.

Aunque se le llama "constante", este valor puede cambiar un poco a corto y medio plazo.

Espectro de la radiación recibida del Sol en la atmósfera exterior. La constante solar está representada por el área debajo de la curva.

¿Cómo se calcula la constante solar?

Para calcular la constante solar, los científicos usan la energía que el Sol emite y la comparan con el tamaño de una esfera imaginaria que tiene el mismo radio que la distancia entre el Sol y la Tierra. En la práctica, los satélites son los que miden este valor con mucha precisión.

Otras formas de medir la energía solar

La energía solar se puede expresar de diferentes maneras. Por ejemplo, se puede medir en calorías por centímetro cuadrado y por minuto.

Una unidad muy usada para saber cuánta energía llega a la atmósfera en un día es el Langley. Un langley es una caloría por centímetro cuadrado. Por ejemplo, un lugar a 30 grados de latitud norte recibe mucha más energía solar en verano que en invierno. Esto nos ayuda a entender cómo la energía del Sol se distribuye en la Tierra.

Historia de las mediciones de la constante solar

A lo largo de la historia, muchos científicos han intentado medir la constante solar.

Primeras estimaciones

Entre 1837 y 1838, un científico llamado Claude Pouillet hizo la primera estimación de la constante solar. Usó un aparato que él mismo inventó, llamado pirheliómetro, y su valor fue bastante cercano al que conocemos hoy.

En 1875, Jules Violle llevó un aparato llamado actinómetro a la cima del Mont Blanc para hacer mediciones. Quería ver cómo la atmósfera afectaba las lecturas, así que un colega medía al mismo tiempo en la base de la montaña.

Mejorando las mediciones

En 1884, Samuel Langley intentó calcular la constante solar desde el Monte Whitney en California. Usó varios instrumentos, como el pirheliómetro y el bolómetro. Tomó medidas a diferentes horas del día para intentar corregir cómo la atmósfera absorbía la luz del Sol.

En 1905, Charles Greeley Abbot repitió las mediciones de Langley desde el Observatorio del Monte Wilson. Abbot y su equipo del Instituto Smithsoniano continuaron midiendo la constante solar durante muchos años. Gracias a sus esfuerzos y a las nuevas mediciones hechas desde fuera de la atmósfera terrestre, en 1954 se obtuvo un valor muy preciso, muy parecido al que usamos hoy.

Luminosidad solar

La luminosidad solar es la energía total que el Sol emite en un determinado tiempo. El Sol emite una cantidad enorme de energía. A medida que esta energía viaja por el espacio, se extiende y se reparte por una superficie cada vez mayor.

La Tierra intercepta solo una parte muy pequeña de toda la energía que el Sol emite. Es como si de toda la energía que el Sol produce, la Tierra solo recibiera una parte entre 2 mil millones.

La constante solar incluye todos los tipos de radiación, no solo la luz visible.

¿La constante solar es realmente constante?

La radiación que emite el Sol no es exactamente constante. Tiene pequeñas fluctuaciones y también ciclos de actividad.

Ciclos solares

La variación más conocida es un ciclo de 11 años, que se ve en la cantidad de manchas solares que aparecen en la superficie del Sol. Durante estos ciclos, el brillo del Sol puede variar hasta un 0,1%.

También hay cambios a largo plazo. Por ejemplo, hace unos 3 mil millones de años, el Sol emitía solo el 75% de la energía que emite ahora. El clima de la Tierra era diferente en ese entonces, con más gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Variaciones por la órbita de la Tierra

La órbita de la Tierra alrededor del Sol no es un círculo perfecto, sino una elipse. Esto significa que la distancia entre la Tierra y el Sol varía a lo largo del año. Actualmente, la Tierra está más cerca del Sol a principios de enero (en su perihelio), lo que hace que el hemisferio norte reciba un poco más de energía solar que el sur en esa época.

Aunque la órbita de la Tierra es casi circular, la de otros planetas, como Marte o Plutón, es mucho más elíptica. Esto hace que la cantidad de energía solar que reciben varíe mucho más a lo largo de su año.

Importancia de la constante solar

El valor de la constante solar y su estabilidad son muy importantes para muchos procesos en la Tierra. Es fundamental para determinar el clima, para los procesos geológicos que ocurren en la superficie y, por supuesto, para la vida. También es clave para el futuro de la humanidad, especialmente en el desarrollo de las energías renovables.

Considerando que la Tierra es un objeto esférico y que solo una de sus caras está iluminada por el Sol en un momento dado, la energía efectiva que llega a la superficie de la atmósfera es, en promedio, de unos 348,7 W/m².

Constante solar en otros planetas

La energía que emite el Sol disminuye a medida que nos alejamos de él, porque se reparte por una superficie más grande. Por eso, los planetas más lejanos reciben menos energía solar.

Por ejemplo, si la constante solar en la Tierra es 1361 W/m², en Marte, que está más lejos, la constante solar es de aproximadamente 586,3 W/m².

Temperatura de los planetas

Podemos calcular una "temperatura efectiva" para cada planeta. Esta temperatura se basa en la idea de que cada planeta absorbe energía del Sol y luego irradia esa misma cantidad de energía al espacio.

Es importante saber que estas temperaturas efectivas no son las mismas que las temperaturas de la superficie de los planetas. La atmósfera de un planeta, con sus nubes y gases de efecto invernadero, puede reflejar parte de la energía solar o atrapar el calor, haciendo que la temperatura de la superficie sea muy diferente. Por ejemplo, en Venus, la atmósfera es muy densa y hace que la temperatura superficial sea mucho más alta que su temperatura efectiva. En cambio, en Marte, que tiene una atmósfera muy delgada, la diferencia no es tan grande.

Galería de imágenes

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  Espectro de la radiación recibida del Sol en la atmósfera exterior. La constante solar está representada por el área debajo de la curva.

Véase también

En inglés: Sunlight Facts for Kids