태양 조사도란 태양 복사가 대기권의 흡수, 산란, 반사 등의 작용을 거쳐 고체 지구 표면상의 단위 면적 단위 시간 내에 도달하는 복사 에너지를 말합니다. 그 단위는 와트/제곱미터(W/제곱미터)입니다.
태양 조사도는 태양광 복사를 정량적으로 기술하고 연구하는 중요한 참량입니다.
태양 총조사도(Total Solar Irradiance, TSI)란 태양으로부터 천문단위 떨어져 태양의 중심을 구심으로 하는 구면에서 단위시간 단위로 통과하는 것을 말합니다. 축적된 전 주파수 대역의 전자기 복사 에너지의 합입니다. TSI는 여러 파장 범위에 있습니다. 둘레 내 분포는 바로 태양 분광 조사(Spectral Solar Irradiance, SSI)입니다.
태양의 조사도를 측정하면 지구 복사수지의 지구 복사에 입력되는 의미는 물론 태양상수까지 환산할 수 있습니다. 지구상의 에너지는 원자력 에너지, 지열, 화산 폭발 등을 제외하고는 모두 직간접적으로입니다. 태양복사로부터의 복사는 육지, 해양, 대기로 이루어진 지구입니다. 여러 가지 체계에 따르면, 그 내부에 어떤 대기권의 화학, 해양, 대기의 대순환과 생물 과정과 그 상호작용이 존재하더라도 태양 복사는 가장 중요한 외부 에너지입니다. 그 미세한 변화도 전 지구 범위의 에너지 순환, 물, 탄소와 질소의 순환 과정의 변동을 초래하고 지구 환경과 기후, 기상의 큰 변화를 일으킬 것입니다. 태양 복사는 지구의 일기 과정과 기후 변천의 주요한 구동력입니다. 기후 변화와 중장기 일기 예보 등이 모두 필요한 곳입니다.
태양 활동이 빈번한 시기에는 태양 조사도의 정점이 대략 ±0.2%이지만, 지구 기후에 미치는 영향은 매우 크며, 기후 이상이 자주 발생하여 각종 자연 재해를 일으킵니다. 인류는 전 지구적 규모의 환경 변화에 직면해 있습니다. 인류의 생존 기초와 관계된 일련의 중대한 문제는, 전 세계를 야기시켰습니다. 세계의 환경문제는 이미 한 국가의 국내외 정책수립의 중대한 의제와 국제간의 정치문제가 되었다. 지구와 태양에 대한 관측을 통해 지구환경의 현황을 파악하고, 지구환경과 기후의 변화와 태양조사도 사이의 관계과정을 이해하며, 그들 사이의 관계기전을 규명하고, 인류에 대해 전세계 환경의 가능한 미래의 변화를 예측하고, 대책을 강구하는 것이 중요합니다.
측량 이력
60년대에 미국 제트 추진 연구소에서 능동강형 복사계 ACR(원동강형 복사계) 시리즈를 개발했습니다. 또 스위스 PMOD의 PMO 계열의 절대 복사계, 벨기에 RMIB의 RIARAD계열 태양조사 절대방사계 등입니다.
1978년 Nimbus-7-/ERB(비구름 7호/지구방사수지)는 1978년 바깥공간에서 태양 조사도를 측정하기 시작했습니다.
1980년 2월-1989년 7월 SMM/ACRIMI(태양활동년 임무위성/능동강형방사선계조사도측정기)는 대기권 밖에서 연속적으로 태양조사도를 측정합니다.
1984년, ERBS/ERBE(지구방사수지 위성/지구방사수지 실험)가 발사되어 태양 조사도를 측정합니다.
1985년에는 NOAA-9(국가해양대기청-9), 1986년에는 NOAA-10(국가해양대기청-10)이 태양 조사도를 측정했습니다.
1991년 10월-1996년 12월 사이에 UARS/ACRIMⅡ(상층대기연구위성/능원강하형방사선조사도측정기Ⅱ)가 태양조사도를 측정하였습니다.
1996년 1월 18일, 소호/VIRGO(태양광층관측기/태양조사도변화 및 중력진동)가 발사되었습니다.
1999년 12월, 미국은 EOS/ACRIMSAT(지구관측시스템/능동강형방사선조사기위성)을 발사했습니다.
2002년 7월, SORCE/TIM(태양방사 및 기후측정기/태양조사도측정기)에서 발사되어 EOS/ACRIMSAT과 겹쳐 태양조사도를 측정합니다.
세계 방사선 표준
1956년 국제일사계표준(International Pyrhelimetric Scale 1956-IPS56)을 수립했습니다.
1974년-1975년, 스위스 Davos의 세계방사선센터 WRC(World Radiation Centre)에서 새로운 방사선 표준인 세계방사선참고 WR을 확정했습니다. R（World Radiometric Reference)은 IPS56 기준보다 2.2%포인트 높은 불확실도로 ±0.3%포인트를 기록, 1980년 본격 시행됐습니다.
1994년 영국의 국립물리실험실(NPL)의 저온방사선계(PSR)는 SI 표준을, PMO6-11 절대방사선계는 세계방사선 참조 WRR을 나타냅니다.
2000년 9월 25일부터 2000년 10월 13일까지 스위스 Davos의 세계방사선센터에서 제9회 국제일사강도계 대 IPC-IX를 실시하였습니다.
영향을 미치는 요소
대기가 존재하기 때문에, 실제로 지구 표면에 도달하는 태양 복사 에너지의 크기는 태양 고도, 대기 질량, 대기 투명도, 지리 위도, 일조 시간 및 해발 고도 등 많은 요인의 영향을 받아야 합니다.
태양 고도
태양이 지평면 이상에 있는 고도각을 태양고도라고 합니다. 태양의 고도는 하루 동안 끊임없이 변합니다. 아침 일출시 최저(0°)에서 점차 증가하여 정오시 90°로 가장 높습니다. 오후에는 다시 점차 감소합니다. 해가 지면 0°까지 떨어집니다. 태양의 높이는 1년 동안도 아닙니다. 이것은 지구가 자전하고 있을 뿐만 아니라 태양 주위를 공전하고 있기 때문입니다. 어느 평면에 대해 말하자면, 태양의 고도가 낮을 때, 빛이 대기를 통과하는 거리가 비교적 길며, 그 에너지의 감쇠가 많습니다. 게다가 광선이 작은 각도로 이 평면에 투사되기 때문에, 실제로 이곳에 도달하는 태양 에너지는 비교적 적습니다. 반대로 해도 그렇습니다.
대기질
대기의 흡수와 산란작용은 지상에 도달한 태양열을 감쇠시킬 수 있습니다. 그 감쇠작용의 크기는 태양 복사가 대기로를 통과하는 길이와 관련이 있습니다. 태양 복사는 대기를 통과하는 노정이 길수록 에너지 감쇠가 커집니다. 짧을수록 에너지 손실이 적습니다.
대기 투명도
지구 표면에서,대기의 투명도가 다르기 때문에 태양 조사도는 항상 변합니다. 맑고 구름이 없는 날에는 대기의 투명도가 높아 지상에 도달하는 태양의 복사가 많아집니다. 하늘에 구름이 많거나 황사가 많으면 대기가 투명합니다. 도수가 낮으면 지상에 도달하는 태양의 복사가 적습니다.
지리 위도
태양 복사 에너지는 저위도에서 고위도로 갈수록 약해지는데, 이는 태양이 지나가는 대기권의 노정이 다르기 때문입니다.
일조 시간
일조시간도 태양의 조사도에 영향을 주는 중요한 요소입니다. 일조시간이 길어질수록 지면에서 얻는 태양의 총 복사 에너지도 많습니다.
해발고도
해발고도는 태양 조사도에도 영향을 미칩니다. 해발이 높을수록 대기의 투명성도 높아지고, 지면에서 얻는 태양의 총 복사 에너지도 많아집니다.
