Sunce je glavni i praktično jedini izvor topline na Zemlji te je kao takvo odgovorno za golemu većinu meteoroloških i klimatskih događanja na planeti. Bez Sunčeve energije na Zemlji ne bi bilo života, a također ni vode, atmosfere, pa tako niti vremena i klime. Sunce zrači energiju u prostor na širokom spektru valnih duljina i dio izračene energije dospijeva do Zemlje. Prosječna količina energije koja pristiže sa Sunca do gornje granice Zemljine atmosfere naziva se solarna konstanta. Riječ “konstanta” je pomalo nespretna, budući da ta energija nije konstanta te se kvaziperiodički mijenja, generalno uslijed dva bitna čimbenika:

  1. Periodične promjene u aktivnosti Sunca, tzv. Sunčevi ciklusi perioda od cca 11 godina
  2. Udaljenost Zemlje i Sunca, perioda 1 godine

Sunce prolazi kroz cikluse aktivnosti s periodom od otprilike 11 godina, o kojima smo pisali primjerice ovdje. Tijekom svakog ciklusa Sunce prođe stadij niske aktivnosti kad se zamjećuje manji broj pjega na njegovoj površini i kad dozračuje nešto manje ukupne energije, te visoke aktivnosti kad su ti pokazatelji povišeni. Relativna razlika između najveće i najmanje količine energije koja dolazi do Zemlje uslijed tih promjena je mala i iznosi nešto više od 0,1 %. Periodične razlike u dozračenoj energiji zbog orbitiranja Zemlje oko Sunca po elipsi su dosta veće (skoro 7%). Primljena energija je najveća kad je Zemlja najbliže Suncu (tzv. položaj perihela – siječanj) a najmanja kad je najdalje (tzv. položaj afela – srpanj).

Srednja vrijednost dozračene energije tokom godine iznosi oko 1365 W po kvadratnom metru okomitom na Sunčevo zračenje, na srednjoj udaljenosti Zemlje i Sunca. Zavisno o izvoru podatka, ova vrijednost se može ponešto razlikovati, ali generalno upravo taj podatak se u literaturi naziva solarnom konstantom.

Količina dozračene energije danas se mjeri satelitima koji se nalaze izvan Zemljine atmosfere što mjerenja čini vrlo preciznima i pouzdanima. Vrijednosti prije početka satelitskih mjerenja se mogu rekonstruirati s dovoljnom točnošću, prilagodbom podataka mjerenja s tla satelitskim podacima. Time se dolazi do niza instrumentalnog praćenja količne dozračene energije sa Sunca koji datira od 1940-tih godina nadalje, od kad imamo pouzdana mjerenja energije na valnoj duljini 10,7 cm. Rekonstrukcija zračenja još dalje u prošlost, ali s mnogo manjom pouzdanošću, moguća je temeljem astronomskih opažanja broja Sunčevih pjega koja sežu okvirno do početka 18. stoljeća.

Na slici je prikazana mjesečna srednja vrijednost Sunčevog zračenja (engl. total solar irradiance), izvan Zemljine atmosfere, na srednjoj udaljenosti Zemlje od Sunca (1 astronomska jedinica), na površinu 1 m2 okomitu na smjer dolaska zračenja, od 1947. godine do današnjih dana.

Sa slike je vidljivo kako količina primljenog zračenja varira sa Sunčevim 11-godišnjim ciklusima za vrlo mali iznos, ali generalno dugoročni trend promjene količine dozračene energije nije vidljiv. Stoga se sa sigurnošću može reći da dugoročni trend promjene temperature na Zemlji ne dolazi od promjene količine dolazne energije sa Sunca. 11-godišnje varijacije u primljenoj energiji mogu imati za posljedicu promjenu temperature na Zemlji ali se smatra da je taj učinak vrlo malen i maskiran u promjenama veće amplitude, drugih uzroka.

Podaci sa slike preuzeti su iz podataka s poveznice https://www.sidc.be/users/stevend/ROB_TSI_composite_latest.txt a dio su istraživanja autora Dewitte i sur. (2022).

Reference
S. Dewitte, J. Cornelis and M. Meftah. Centennial Total Solar Irradiance Variation. Remote Sens. 2022, 14, 1072. https://doi.org/10.3390/rs14051072
Dewitte and S. Nevens. The Total Solar Irradiance Climate Data Record. 2016 ApJ 830 25, http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-637X/830/1/25