Die Solarkonstante ist eine fundamentale physikalische Größe, die die durchschnittliche Bestrahlungsstärke der Sonne außerhalb der Erdatmosphäre beschreibt. Sie gibt an, wie viel Energie pro Flächeneinheit und Zeiteinheit senkrecht auf eine Fläche trifft, die sich in einem mittleren Abstand der Erde von der Sonne befindet. Ihr aktuell anerkannter Wert liegt bei etwa 1361 Watt pro Quadratmeter (W/m²), obwohl dieser Wert geringfügigen Schwankungen unterliegt. Der Begriff "Konstante" ist hier im Sinne eines Durchschnittswertes zu verstehen, da die tatsächliche Einstrahlung aufgrund verschiedener Faktoren nicht absolut statisch ist. Diese Größe ist entscheidend für das Verständnis des Energiehaushalts der Erde und der Klimasysteme.

Die Messung der Solarkonstante erfolgt primär durch Satelliten außerhalb der störenden Einflüsse der Erdatmosphäre, um die tatsächliche solare Einstrahlung zu erfassen, bevor sie durch Absorption, Streuung und Reflexion in der Atmosphäre verändert wird. Historisch wurden auch bodengestützte Messungen mit Pyrheliometern durchgeführt, die jedoch aufwendige Korrekturen für atmosphärische Effekte erforderten. Moderne Satelliteninstrumente wie das Total Irradiance Monitor (TIM) auf dem Solar Radiation and Climate Experiment (SORCE) Satelliten liefern hochpräzise Daten über die über Jahre gemittelte solare Gesamtbestrahlungsstärke (Total Solar Irradiance, TSI), die der Solarkonstante entspricht. Diese Messungen zeigen, dass die TSI zwar im Mittel konstant ist, aber geringfügige Variationen aufweist.

Diese geringfügigen Variationen der Solarkonstante sind auf zwei Hauptfaktoren zurückzuführen. Erstens variiert der Abstand der Erde zur Sonne im Laufe eines Jahres aufgrund der elliptischen Umlaufbahn der Erde. Wenn die Erde der Sonne am nächsten ist (Perihel im Januar), ist die Bestrahlungsstärke höher als im sonnenfernsten Punkt (Aphel im Juli). Diese jährliche Schwankung beträgt etwa ±3,4 %. Zweitens gibt es Schwankungen, die direkt von der Sonnenaktivität abhängen, wie zum Beispiel die Anzahl und Größe von Sonnenflecken oder die Häufigkeit von Sonneneruptionen. Während Sonnenflecken dunkler erscheinen und die lokale Strahlung reduzieren, werden sie oft von helleren Regionen (Fackeln) begleitet, die die Strahlung erhöhen. Im Durchschnitt führen diese solaren Aktivitätszyklen, insbesondere der etwa elfjährige Sonnenzyklus, zu Schwankungen der Solarkonstante von etwa 0,1 %.

Die Solarkonstante spielt eine zentrale Rolle in der Klimaforschung und der Modellierung des Erdsystems. Sie ist der primäre Energieeintrag für das Klima der Erde und beeinflusst direkt die globale Temperatur, die atmosphärische Zirkulation und den Wasserkreislauf. Jede noch so kleine Veränderung dieses Energieeintrags kann langfristige Auswirkungen auf das Klima haben. Wissenschaftler nutzen den Wert der Solarkonstante, um die Strahlungsbilanz der Erde zu berechnen und die Auswirkungen von Treibhausgasen und anderen Klimafaktoren zu quantifizieren. Ohne ein präzises Verständnis dieser Größe wäre eine genaue Klimaprognose unmöglich.

Darüber hinaus ist die Solarkonstante von großer Bedeutung für die Entwicklung und Optimierung von Solarenergiesystemen. Obwohl Solarmodule auf der Erdoberfläche nur einen Bruchteil der Solarkonstante nutzen können (aufgrund der atmosphärischen Absorption und des Einfallswinkels), dient der Wert als obere Grenze und Referenzpunkt für die Effizienzberechnung. Für Raumfahrtmissionen ist die Solarkonstante direkt relevant, da Satelliten und Raumsonden außerhalb der Erdatmosphäre operieren und ihre Energieversorgung oft direkt von der Sonneneinstrahlung abhängt. Auch für das Verständnis der Energiehaushalte anderer Planeten ist die Kenntnis der jeweiligen Solarkonstante (angepasst an deren Sonnenabstand) unerlässlich, um deren klimatische Bedingungen und potenzielle Lebensfreundlichkeit zu beurteilen.