Irradiation solaire

L’irradiation solaire est la puissance par unité de surface reçue du soleil sous la forme d’un rayonnement électromagnétique dans la plage de longueur d’onde de l’instrument de mesure.L’irradiance solaire intégrée dans le temps est appelée irradiation solaire, insolation ou exposition solaire. Cependant, l’insolation est souvent utilisée de manière interchangeable avec l’éclairement énergétique dans la pratique.

L’irradiance peut être mesurée dans l’espace ou à la surface de la Terre après absorption et diffusion atmosphérique. L’éclairement dans l’espace est fonction de la distance du Soleil, du cycle solaire et des changements de cycle. L’éclairement énergétique à la surface de la Terre dépend en outre de l’inclinaison de la surface de mesure, de la hauteur du soleil au-dessus de l’horizon et des conditions atmosphériques. L’irradiation solaire affecte le métabolisme et le comportement des animaux.

Les types
Il existe plusieurs types mesurés de rayonnement solaire.

L’irradiation solaire totale (TSI) est une mesure de l’énergie solaire sur toutes les longueurs d’onde par unité de surface incidentes dans la haute atmosphère terrestre. Il est mesuré perpendiculairement à la lumière solaire entrante. La constante solaire est une mesure conventionnelle de TSI moyenne à une distance d’une unité astronomique (UA).

L’irradiance normale directe (DNI), ou rayonnement, est mesurée à la surface de la Terre à un endroit donné, avec un élément de surface perpendiculaire au Soleil. Il exclut le rayonnement solaire diffus (rayonnement diffusé ou réfléchi par les composants atmosphériques). L’éclairement direct est égal à l’irradiance extraterrestre au-dessus de l’atmosphère moins les pertes atmosphériques dues à l’absorption et à la diffusion. Les pertes dépendent du moment de la journée (longueur du trajet de la lumière dans l’atmosphère en fonction de l’angle d’élévation du soleil), de la couverture nuageuse, de la teneur en humidité et d’autres contenus. L’éclairement énergétique au-dessus de l’atmosphère varie également avec le temps de l’année (car la distance au soleil varie), bien que cet effet soit généralement moins important que l’effet des pertes sur DNI.

Irradiance horizontale diffuse (DHI) ou rayonnement diffus diffus est la radiation à la surface de la Terre de la lumière diffusée par l’atmosphère. Il est mesuré sur une surface horizontale avec un rayonnement provenant de tous les points du ciel, à l’exception du rayonnement circumsolaire (rayonnement provenant du disque solaire). Il n’y aurait presque pas de DHI en l’absence d’atmosphère.

L’irradiance horizontale globale (GHI) est l’irradiance totale du soleil sur une surface horizontale sur Terre. C’est la somme de l’irradiance directe (après prise en compte de l’angle zénithal solaire du soleil z) et de l’irradiance horizontale diffuse:

Unités
L’unité SI d’éclairement énergétique est le watt par mètre carré (W / m2).

Une autre unité de mesure est la Langley (1 calorie thermochimique par centimètre carré ou 41 840 J / m2) par unité de temps.

L’industrie de l’énergie solaire utilise le watt-heure par mètre carré (Wh / m2) par unité de temps. La relation avec l’unité SI est donc la suivante: 1 kW / m2 = (24 h / jour) × (1 kW / m2) = (24 kWh / m2) / jour = (365 jour / an) × (24 kWh / m2) / jour = (8760 kWh / m2) / an.

Irradiation au sommet de l’atmosphère
La distribution du rayonnement solaire au sommet de l’atmosphère est déterminée par la sphéricité et les paramètres orbitaux de la Terre. Cela s’applique à tout faisceau unidirectionnel incident sur une sphère en rotation. L’insolation est essentielle pour la prévision numérique du temps et la compréhension des saisons et des changements climatiques. L’application aux glaciations s’appelle les cycles de Milankovitch.

La distribution est basée sur une identité fondamentale de la trigonométrie sphérique, la loi sphérique des cosinus:

où a, b et c sont des longueurs d’arc, en radians, des côtés d’un triangle sphérique. C est l’angle au sommet opposé au côté qui a la longueur de l’arc c. Appliqué au calcul de l’angle zénithal solaire the, ce qui suit s’applique à la loi sphérique des cosinus:

L’équation ci-dessus peut également provenir d’une formule plus générale:

où β est un angle par rapport à l’horizontale et γ est un angle d’azimut.

La séparation de la Terre et du Soleil peut être notée RE et la distance moyenne R0, environ 1 unité astronomique (AU). La constante solaire est notée S0. La densité du flux solaire (insolation) sur un plan tangent à la sphère de la Terre, mais au-dessus de la majeure partie de l’atmosphère (altitude de 100 km ou plus) est:

La moyenne de Q sur une journée est la moyenne de Q sur une rotation, ou l’angle des heures progressant de h = π à h = −π:

Soit h0 l’angle des heures lorsque Q devient positif. Cela pourrait se produire au lever du soleil quand  , ou pour h0 comme solution de

ou

Si tan (φ) tan (δ) & gt; 1, alors le soleil ne se couche pas et le soleil est déjà levé à h = π, donc ho = π. Si tan (φ) tan (δ) & lt; −1, le soleil ne se lève pas et  .

 est presque constante au cours d’une journée et peut être prise en dehors de l’intégrale


Donc:


Soit θ l’angle polaire conventionnel décrivant une orbite planétaire. Soit θ = 0 à l’équinoxe vernal. La déclinaison δ en fonction de la position orbitale est


où ε est l’obliquité. La longitude conventionnelle du périhélie ϖ est définie par rapport à l’équinoxe vernal, donc pour l’orbite elliptique:


ou


Avec la connaissance de ϖ, ε et e des calculs astrodynamiques et donc d’un consensus d’observations ou de théorie,  peut être calculé pour toute latitude φ et θ. En raison de l’orbite elliptique et de la seconde loi de Kepler, θ ne progresse pas uniformément avec le temps.Néanmoins, θ = 0 ° est exactement l’heure de l’équinoxe vernal, θ = 90 ° est exactement l’heure du solstice d’été, θ = 180 ° est exactement l’heure de l’équinoxe automnal et θ = 270 ° est exactement le temps de le solstice d’hiver.

Une équation simplifiée pour l’éclairement énergétique à un jour donné est la suivante:


où n est un nombre d’un jour de l’année.

Variation
Irradiance totale
L’éclairement solaire total (TSI) change lentement sur des échelles de temps décadaires et plus longues. La variation au cours du cycle solaire 21 était d’environ 0,1% (pic à pic). Contrairement aux reconstructions plus anciennes, la plupart des reconstructions TSI récentes indiquent une augmentation d’environ 0,05% à 0,1% seulement entre le minimum de Maunder et le présent.

Rayonnement ultraviolet
L’irradiation ultraviolette (EUV) varie d’environ 1,5% entre les maxima solaires et les minima, pour des longueurs d’onde de 200 à 300 nm. Cependant, une étude par procuration a estimé que les UV ont augmenté de 3,0% depuis le minimum de Maunder.

Cycles de milankovitch

Certaines variations de l’ensoleillement ne sont pas dues à des changements solaires, mais plutôt à un déplacement de la Terre entre son périgée et son apogée ou à des modifications de la distribution latitudinale du rayonnement. Ces changements orbitaux ou cycles de Milankovitch ont provoqué des variations de luminance allant jusqu’à 25% (localement; les variations moyennes globales sont beaucoup plus faibles) sur de longues périodes. L’événement significatif le plus récent était une inclinaison axiale de 24 ° durant l’été boréal près de l’optimum climatique holocène.

Obtenir une série chronologique pour un  pour une période particulière de l’année, et une latitude particulière, est une application utile dans la théorie des cycles de Milankovitch. Par exemple, au solstice d’été, la déclinaison δ est égale à l’obliquité ε. La distance du soleil est


Pour ce calcul du solstice d’été, le rôle de l’orbite elliptique est entièrement contenu dans le produit important  , l’indice de précession, dont la variation domine les variations d’insolation à 65 ° N lorsque l’excentricité est grande. Pendant les 100 000 années suivantes, les variations de l’excentricité étant relativement faibles, les variations de l’obliquité dominent.

La mesure
L’enregistrement TSI basé sur l’espace comprend des mesures de plus de dix radiomètres couvrant trois cycles solaires.

Technique
Tous les instruments modernes TSI utilisent la radiométrie par substitution électrique à cavité active.Cette technique applique un chauffage électrique mesuré pour maintenir une cavité noircie absorbante en équilibre thermique alors que la lumière solaire incidente traverse une ouverture de précision de la zone calibrée. L’ouverture est modulée via un obturateur. Des incertitudes de précision inférieures à 0,01% sont nécessaires pour détecter les variations à long terme de l’irradiation solaire, car les changements attendus sont compris entre 0,05 et 0,15 W / m2 par siècle.

Calibration intertemporelle
En orbite, les étalonnages radiométriques dérivent pour des raisons telles que la dégradation solaire de la cavité, la dégradation électronique du réchauffeur, la dégradation de la surface de l’ouverture de précision et les émissions de surface variables et les températures modifiant les arrière-plans thermiques. Ces étalonnages nécessitent une compensation pour conserver des mesures cohérentes.

Pour diverses raisons, les sources ne sont pas toujours d’accord. Les valeurs de la STI Radiation solaire et Expérience climatique / Mesure de l’irradiation totale (SORCE / TIM) sont inférieures aux mesures précédentes de l’Expérience budgétaire du radiomètre terrestre (ERBE) sur le satellite de prévision des radiations de la Terre, VIRGO de l’Observatoire héliosphérique solaire et les instruments ACRIM sur la mission solaire maximale (SMM), le satellite de recherche sur la haute atmosphère (UARS) et ACRIMSat. Les étalonnages au sol préalables au lancement reposaient sur des mesures plutôt que sur des mesures au niveau du système, car les normes d’éclairement énergétique manquaient de précision absolue.

La stabilité de la mesure implique l’exposition de différentes cavités de radiomètre à différentes accumulations de rayonnement solaire afin de quantifier les effets de dégradation dépendants de l’exposition. Ces effets sont alors compensés dans les données finales. Les chevauchements d’observation permettent des corrections à la fois pour les décalages absolus et pour la validation des dérives instrumentales.

Les incertitudes des observations individuelles dépassent la variabilité de l’irradiance (.10,1%). Ainsi, la stabilité de l’instrument et la continuité des mesures sont utilisées pour calculer les variations réelles.

Les dérives à long terme du radiomètre peuvent être confondues avec les variations d’irradiance qui peuvent être mal interprétées comme affectant le climat. Les exemples incluent la question de l’augmentation de l’irradiance entre les minimums de cycle en 1986 et 1996, évidente uniquement dans le composite ACRIM (et non le modèle) et les faibles niveaux d’irradiance dans le composite PMOD au minimum de 2008.

Malgré le fait qu’ACRIM I, ACRIM II, ACRIM III, VIRGO et TIM suivent tous la dégradation avec des cavités redondantes, des différences notables et inexpliquées demeurent dans l’éclairement et les influences modélisées des taches solaires et des facules.

Incohérences persistantes
Le désaccord entre les observations qui se chevauchent indique que les dérives non résolues suggèrent que l’enregistrement TSI n’est pas suffisamment stable pour discerner les changements solaires à des échelles temporelles décennales. Seul le composite ACRIM montre une augmentation de l’irradiance de W1 W / m2 entre 1986 et 1996; ce changement est également absent dans le modèle.

Les recommandations visant à résoudre les écarts d’instrument incluent la validation de la précision des mesures optiques en comparant les instruments basés au sol aux références de laboratoire, telles que celles de l’Institut national des sciences et de la technologie (NIST); La validation NIST des étalonnages de la zone d’ouverture utilise des pièces de rechange provenant de chaque instrument; et appliquer des corrections de diffraction à partir de l’ouverture limitant la vue.

Pour ACRIM, le NIST a déterminé que la diffraction à partir de l’ouverture limitant la vue contribue à un signal de 0,13% non pris en compte dans les trois instruments ACRIM. Cette correction abaisse les valeurs ACRIM rapportées, rapprochant ACRIM de TIM. Dans ACRIM et tous les autres instruments, à l’exception du TIM, l’ouverture est profondément à l’intérieur de l’instrument, avec une plus grande ouverture limitant la vue à l’avant. Selon les imperfections des bords, cela peut diffuser directement la lumière dans la cavité. Cette conception admet dans la partie avant de l’instrument deux à trois fois la quantité de lumière à mesurer; Si elle n’est pas complètement absorbée ou diffusée, cette lumière supplémentaire produit des signaux élevés erronés. En revanche, la conception de TIM place l’ouverture de précision à l’avant de sorte que seule la lumière souhaitée pénètre.

Les variations par rapport aux autres sources comprennent probablement un cycle annuel qui est presque en phase avec la distance Soleil-Terre dans les données ACRIM III et des pics de 90 jours dans les données VIRGO coïncidant avec les manœuvres spatiales SoHO les plus

TSI Radiometer Facility
La haute précision absolue de TIM crée de nouvelles opportunités pour mesurer les variables climatiques. TSI Radiometer Facility (TRF) est un radiomètre cryogénique qui fonctionne sous vide avec des sources lumineuses contrôlées. Le L-1 Standards and Technology (LASP) a conçu et construit le système, achevé en 2008. Il a été calibré pour la puissance optique par rapport au radiomètre Watt à optique primaire, un radiomètre cryogénique qui maintient l’échelle de puissance radiante du NIST à une incertitude de 0,02% ( 1σ). À partir de 2011, TRF était la seule installation à atteindre l’incertitude de moins de 0,01% requise pour la validation avant lancement des radiomètres solaires mesurant l’irradiance (plutôt que la simple puissance optique) aux niveaux d’énergie solaire et sous vide.

Le TRF renferme à la fois le radiomètre de référence et l’instrument à tester dans un système de vide commun qui contient un faisceau d’éclairage stationnaire, spatialement uniforme. Une ouverture de précision avec une surface calibrée à 0,0031% (1σ) détermine la partie mesurée du faisceau.L’ouverture de précision de l’instrument de test est positionnée au même endroit, sans modification optique du faisceau, pour une comparaison directe avec la référence. La puissance du faisceau variable fournit des diagnostics de linéarité et des diagnostics de diamètre de faisceau variable diffusant à partir de différents composants de l’instrument.

Les échelles absolues des instruments de vol Glory / TIM et PICARD / PREMOS sont désormais attribuables à la TRF, tant en termes de puissance optique que d’éclairement. La grande précision qui en résulte réduit les conséquences de tout écart futur dans l’enregistrement de l’éclairement solaire.

Différence par rapport à TRF

Instrument Irradiance: l’ouverture de limitation de la vue est dépassée Irradiance: ouverture de précision trop remplie Différence attribuable à une erreur de dispersion Erreur de puissance optique mesurée Accord d’irradiance résiduelle Incertitude
SORCE / TIM au sol N / A −0,037% N / A −0,037% 0,000% 0,032%
Vol Glory / TIM N / A -0,012% N / A −0.029% 0,017% 0,020%
PREMOS-1 sol −0.005% −0.104% 0,098% −0,049% −0.104% .00,038%
Vol PREMOS-3 0,642% 0,605% 0,037% 0.631% −0,026% .00,027%
VIRGO-2 sol 0,897% 0.743% 0,154% 0,730% 0,013% .00,025%

Réévaluation 2011
La valeur la plus probable de la STI représentative du minimum solaire est de 1360,8 ± 0,5 W / m2, inférieure à la valeur acceptée précédemment de 1365,4 ± 1,3 W / m2, établie dans les années 90.La nouvelle valeur provient des tests SORCE / TIM et radiométriques en laboratoire. La lumière diffusée est la principale cause des valeurs d’éclairement énergétique plus élevées mesurées par les satellites antérieurs dans lesquels l’ouverture de précision est située derrière une plus grande ouverture limitant la vue. Le TIM utilise une ouverture limitant la vue plus petite que l’ouverture de précision qui exclut ce signal parasite. La nouvelle estimation provient d’une meilleure mesure plutôt que d’un changement de la production solaire.

Une répartition basée sur un modèle de régression de la proportion relative d’influences solaires et faciales des données SORCE / TIM explique 92% de la variance observée et suit les tendances observées dans la bande de stabilité de TIM. Cet accord fournit une preuve supplémentaire que les variations de la STI sont principalement dues à l’activité magnétique de la surface solaire.

Réévaluation 2014
En 2014, un nouveau composite ACRIM a été développé à l’aide de l’enregistrement ACRIM3 mis à jour. Il a ajouté des corrections pour la diffusion et la diffraction révélées lors de tests récents sur TRF et deux mises à jour d’algorithme. L’algorithme met à jour plus précisément le comportement thermique de l’instrument et l’analyse des données du cycle d’obturation. Celles-ci corrigeaient une composante du signal quasi-annuel et augmentaient respectivement le rapport signal sur bruit.L’effet net de ces corrections a diminué la valeur moyenne de la STI ACRIM3 sans affecter les tendances de la STI composite ACRIM.

Les différences entre les composites ACRIM et PMOD TSI sont évidentes, mais les plus importantes sont les tendances du minimum solaire au minimum pendant les cycles solaires 21-23. L’ACRIM a constaté une augmentation de +0,037% / décennie de 1980 à 2000 et une diminution par la suite. Le PMOD présente une diminution constante depuis 1978. Des différences significatives peuvent également être observées au plus fort des cycles solaires 21 et 22. Celles-ci résultent du fait que l’ACRIM utilise les résultats TSI originaux publiés par les les conformer à des modèles de proxy TSI spécifiques. L’augmentation de la STI pendant le réchauffement planétaire des vingt dernières années du XXe siècle a pour conséquence que le forçage solaire peut être un facteur marginalement plus important du changement climatique que celui représenté par les modèles climatiques à circulation générale CMIP5.

Irradiance sur la surface de la Terre
Le rayonnement solaire annuel moyen arrivant au sommet de l’atmosphère terrestre est d’environ 1361 W / m2. Les rayons du soleil sont atténués lorsqu’ils traversent l’atmosphère, laissant une irradiance de surface maximale normale à environ 1 000 W / m2 au niveau de la mer par temps clair.Lorsque 1361 W / m2 arrivent au-dessus de l’atmosphère (lorsque le soleil est au zénith dans un ciel sans nuage), le soleil direct est d’environ 1050 W / m2 et le rayonnement global sur une surface horizontale au sol est d’environ 1120 W / m2. Ce dernier chiffre comprend le rayonnement diffusé ou réémis par l’atmosphère et les environs. Le chiffre réel varie en fonction de l’angle du soleil et des conditions atmosphériques. Ignorant les nuages, l’insolation moyenne quotidienne pour la Terre est d’environ 6 kWh / m2 = 21,6 MJ / m2.

La sortie d’un panneau photovoltaïque, par exemple, dépend en partie de l’angle du soleil par rapport au panneau. Un Soleil est une unité de flux de puissance, pas une valeur standard pour l’insolation réelle. Parfois, cette unité est appelée un sol, à ne pas confondre avec un sol, ce qui signifie un jour solaire.

Absorption et réflexion
Une partie du rayonnement atteignant un objet est absorbée et le reste réfléchi. Habituellement, le rayonnement absorbé est converti en énergie thermique, ce qui augmente la température de l’objet.Les systèmes artificiels ou naturels, cependant, peuvent convertir une partie du rayonnement absorbé sous une autre forme, par exemple en électricité ou en liaisons chimiques, comme dans le cas des cellules ou des installations photovoltaïques. La proportion de rayonnement réfléchi est la réflectivité ou l’albédo de l’objet.

Effet de projection
L’insolation sur une surface est la plus grande lorsque la surface fait directement face au soleil (c’est normal). À mesure que l’angle entre la surface et le soleil se déplace de la normale, l’insolation est réduite proportionnellement à l’angle du cosinus; voir l’effet de l’angle du soleil sur le climat.

Dans la figure, l’angle indiqué est entre le sol et le rayon de soleil plutôt qu’entre la direction verticale et le rayon de soleil; par conséquent, le sinus plutôt que le cosinus est approprié. Un rayon de soleil d’un mille (1,6 km) de large arrive directement au-dessus de la tête et un autre à un angle de 30 ° par rapport à l’horizontale. Le sinus d’un angle de 30 ° est 1/2, tandis que le sinus d’un angle de 90 ° est 1. Par conséquent, le rayon de soleil incliné diffuse la lumière sur deux fois la zone. Par conséquent, la moitié de la lumière tombe sur chaque kilomètre carré.

Cet «effet de projection» est la principale raison pour laquelle les régions polaires de la Terre sont beaucoup plus froides que les régions équatoriales. En moyenne annuelle, les perches reçoivent moins d’insolation que l’équateur, car les pôles sont toujours plus éloignés du soleil que les tropiques et ne reçoivent d’ailleurs aucune insolation pendant les six mois de leurs hivers respectifs.

Effet d’absorption
À un angle inférieur, la lumière doit également traverser plus d’atmosphère. Cela l’atténue (par absorption et diffusion), réduisant encore l’insolation à la surface.

L’atténuation est régie par la loi de Beer-Lambert, à savoir que la transmittance ou fraction d’insolation atteignant la surface diminue de façon exponentielle dans la profondeur ou l’absorbance optique (les deux notions ne différant que par un facteur constant de ln (10) = 2.303) d’insolation à travers l’atmosphère. Pour une courte longueur de trajet, la profondeur optique est proportionnelle à la quantité d’absorbeurs et de diffuseurs sur cette longueur, augmentant généralement avec la diminution de l’altitude. La profondeur optique de l’ensemble du trajet est alors l’intégrale (somme) de ces profondeurs optiques le long du trajet.

Lorsque la densité des absorbeurs est en couches, c’est-à-dire qu’elle dépend beaucoup plus de la position verticale que horizontale de l’atmosphère, la profondeur optique est inversement proportionnelle à l’effet de projection, c’est-à-dire au cosinus de l’angle zénithal. Étant donné que la transmittance diminue exponentiellement avec l’augmentation de la profondeur optique, à mesure que le soleil approche de l’horizon, il arrive un moment où l’absorption domine la projection pour le reste de la journée. Avec un niveau d’absorption relativement élevé, cela peut représenter une partie considérable de la fin de l’après-midi et du matin. Inversement, en l’absence totale (hypothétique) d’absorption, la profondeur optique reste nulle à toutes les altitudes du soleil, c’est-à-dire que la transmittance reste égale à 1 et que seul l’effet de projection s’applique.

Applications

Énergie solaire
Les chiffres d’irradiation solaire sont utilisés pour planifier le déploiement de systèmes d’énergie solaire. Dans de nombreux pays, les chiffres peuvent être obtenus à partir d’une carte d’insolation ou de tableaux d’insolation qui reflètent les données des 30 à 50 dernières années. Différentes technologies d’énergie solaire peuvent utiliser différentes composantes de l’irradiation totale. Alors que les panneaux photovoltaïques solaires peuvent être convertis en électricité à la fois par irradiation directe et par irradiation diffuse, l’énergie solaire concentrée ne peut fonctionner efficacement que par irradiation directe, ce qui rend ces systèmes appropriés uniquement dans des zones peu couvertes de nuages.

Étant donné que les panneaux de capteurs solaires sont presque toujours montés en biais par rapport au soleil, l’insolation doit être ajustée pour éviter des estimations inexactement basses en hiver et imprécises en été. Cela signifie également que la quantité de soleil tombant sur un panneau solaire à haute latitude n’est pas aussi faible que celle de l’équateur, car il semblerait qu’il ne soit question que de l’insolation sur une surface horizontale.

Les panneaux photovoltaïques sont évalués dans des conditions standard afin de déterminer la valeur Wp (watts peak), qui peut ensuite être utilisée avec insolation pour déterminer le rendement attendu, ajusté par des facteurs tels que l’inclinaison, le suivi et l’ombrage évaluation). Les valeurs d’ensoleillement vont de 800 à 950 kWh / (kWp • y) en Norvège à 2 900 kWh / (kWp • y) en Australie.

Bâtiments
Dans la construction, l’insolation est une considération importante lors de la conception d’un bâtiment pour un site particulier.
L’effet de projection peut être utilisé pour concevoir des bâtiments frais en été et chauds en hiver, en fournissant des fenêtres verticales du côté faisant face à l’équateur (la face sud de l’hémisphère nord ou la face nord de l’hémisphère sud). : cela maximise l’ensoleillement en hiver lorsque le soleil est bas dans le ciel et le minimise en été lorsque le soleil est haut. (Le trajet nord / sud du soleil à travers le ciel s’étend sur 47 degrés tout au long de l’année).

Génie civil
En génie civil et en hydrologie, des modèles numériques de ruissellement de la fonte des neiges utilisent des observations d’insolation. Cela permet d’estimer la vitesse à laquelle l’eau est libérée par la fonte des neiges. La mesure sur le terrain est effectuée à l’aide d’un pyranomètre.

Recherche climatique
Irradiance joue un rôle dans la modélisation du climat et les prévisions météorologiques. Un rayonnement net global moyen non nul au sommet de l’atmosphère indique le déséquilibre thermique de la Terre imposé par le forçage climatique.

L’impact de la valeur inférieure de la STI de 2014 sur les modèles climatiques est inconnu. Quelques dixièmes de pourcentage de variation du niveau de TSI absolu sont généralement considérés comme des conséquences minimes pour les simulations climatiques. Les nouvelles mesures nécessitent des ajustements des paramètres du modèle climatique.

Des expériences avec le modèle GISS 3 ont étudié la sensibilité des performances du modèle à la valeur absolue de la STI pendant les époques présentes et préindustrielles, et décrivent, par exemple, comment la réduction de l’irradiance est répartie entre l’atmosphère et la surface et les effets sur le rayonnement sortant.

L’évaluation de l’impact des changements à long terme sur l’irradiance sur le climat nécessite une plus grande stabilité de l’instrument combinée à des observations fiables de la température de surface mondiale pour quantifier les processus de réponse climatique au forçage radiatif à des échelles temporelles décennales. L’augmentation de l’irradiance observée de 0,1% donne un forçage climatique de 0,22 W / m2, ce qui suggère une réponse climatique transitoire de 0,6 ° C par W / m2. Cette réponse est plus grande d’un facteur 2 ou plus que dans les modèles 2008 évalués par le GIEC, pouvant apparaître dans l’absorption de chaleur des océans par les modèles.

Voyage dans l’espace
L’insolation est la principale variable affectant la température d’équilibre dans la conception et la planétologie des engins spatiaux.

La mesure de l’activité solaire et de l’éclairement énergétique est un sujet de préoccupation pour les voyages dans l’espace. Par exemple, l’agence spatiale américaine, la NASA, a lancé son satellite d’expérience sur le rayonnement solaire et le climat (SORCE) avec des moniteurs de rayonnement solaire.