Che cos’è la radiazione solare?

La radiazione solare è l’intero spettro della luce emessa dal sole. Include la luce visibile e tutte le altre frequenze di radiazione nello spettro elettromagnetico. Rispetto alle fonti energetiche familiari sulla Terra, il sole emette un’enorme quantità di energia nello spazio. Il tipo di radiazione emessa dal sole è un prodotto della sua alta temperatura, che è causata dalla fusione nucleare all’interno del nucleo del sole. La radiazione solare è studiata dagli scienziati per i suoi effetti sui fenomeni sulla Terra, come il tempo, e per la scienza dell’astronomia.

Il sole si è formato circa 4.5 miliardi di anni fa quando una nube di gas è collassata su se stessa. La gravità ha fatto sì che la grande quantità di materia, che era principalmente idrogeno, si ricomponesse strettamente; una pressione molto alta ha provocato il nucleo del sole. Questa pressione divenne così grande che gli atomi di idrogeno iniziarono a fondersi insieme, un processo che rilascia molta energia termica. La temperatura di qualsiasi raccolta di materia, compreso il sole, è ciò che dà origine alla radiazione emessa.

Solo una piccola frazione della radiazione solare raggiunge la Terra; la maggioranza è irradiata nello spazio vuoto. Anche la frazione che raggiunge la Terra, tuttavia, è molto maggiore della quantità di energia consumata sulla Terra da fonti come i combustibili fossili. La potenza media consumata dagli esseri umani durante il 2008 è stata di circa 1.5 x 1013 watt. In confronto, la potenza media che raggiunge la Terra attraverso la luce solare è più di 10,000 volte maggiore. L’enorme quantità di energia irradiata dal sole può essere attribuita alla sua grande massa e all’elevata temperatura.

La luce solare viene misurata in modi diversi. Uno strumento che misura la luce solare da un campo visivo completo di 180 gradi è chiamato piranometro. Un pireliometro è un dispositivo puntato direttamente verso il sole per la misurazione della radiazione. La radiazione solare viene misurata in una quantità chiamata irraggiamento, che ha unità standard di watt per metro quadrato. L’irraggiamento solare medio alla distanza della Terra dal sole è di circa 1,366 watt per metro quadrato.

Le misurazioni della radiazione solare tendono a variare leggermente nel tempo. Parte della ragione di questa fluttuazione è che l’orbita terrestre non è perfettamente circolare e gli osservatori terrestri cambiano costantemente la loro distanza dal sole. Anche le variazioni effettive della radiazione solare danno luogo a fluttuazioni nelle misurazioni, ma queste quantità sono generalmente piccole. È stato osservato che alcune di queste variazioni seguono un ciclo di 11 anni. Fluttuazioni periodiche come queste sono state misurate per influenzare i livelli di irraggiamento solare dello 0.1%