كثافة الشمس مقابل. زاوية

تشير شدة الشمس إلى كمية الطاقة الشمسية الواردة ، أو الإشعاع ، الذي يصل إلى سطح الأرض. تحدد الزاوية التي تضرب بها أشعة الشمس الأرض هذه الشدة. تختلف زاوية الشمس - وبالتالي شدتها - بشكل كبير اعتمادًا على الموقع الجغرافي لمنطقة معينة ، والوقت من السنة ، والوقت من اليوم.

تُعرف الزاوية المتكونة من أشعة الشمس التي تضرب الأرض تقنيًا بزاوية السقوط. تكون الأشعة التي تضرب سطح الكوكب من أعلى مباشرة - بزاوية 90 درجة تقاس من الأفق - هي الأشد. في معظم الأوقات والمواقع ، تشكل الشمس زاوية يكون الأفق فيها أقل من 90 درجة - أي عادة ما تكون الشمس منخفضة في السماء.

كلما كانت الزاوية أصغر ، زادت مساحة السطح التي تنتشر فوقها أشعة الشمس. يقلل هذا التأثير من شدة الشمس في أي مكان. على سبيل المثال ، عند زاوية وقوع 45 درجة ، يغطي الإشعاع الشمسي مساحة أكبر بنسبة 40 في المائة وهو أقل شدة بنسبة 30 في المائة من الحد الأقصى لزاوية الحدوث البالغة 90 درجة.

يمكن فقط للمواقع الواقعة على طول خط عرض واحد على سطح الأرض تلقي ضوء الشمس بزاوية 90 درجة في يوم معين. تتلقى جميع الأماكن الأخرى ضوء الشمس بكثافة أقل. بشكل عام ، تكون أشعة الشمس هي الأشد عند خط الاستواء والأقل شدة عند القطبين. على أساس متوسط ​​سنوي ، تتلقى المناطق الواقعة شمال الدائرة القطبية الشمالية حوالي 40 في المائة فقط من الإشعاع الشمسي مثل المناطق الاستوائية.

تحدد التقلبات في كثافة ومدة الطاقة الشمسية في منطقة معينة مواسم تلك المنطقة. هذه التقلبات تمليها الطريقة التي تميل بها الأرض على محورها. فيما يتعلق بمستوى الدوران حول الشمس ، تميل الأرض بزاوية 23.5 درجة ، مما يعني ذلك عند في نقاط معينة خلال مداره ، يواجه نصف الكرة الشمالي الشمس أكثر من نصف الكرة الجنوبي ، والعكس صحيح بالعكس. على سبيل المثال ، في الانقلاب الصيفي ، يواجه نصف الكرة الشمالي الشمس بأقصى ميل ، لذلك تضرب أشعة الشمس خط عرض 23.5 درجة شمالًا - مدار السرطان - بزاوية 90 درجة.

أيهما يميل أكثر نحو الشمس يتلقى نسبة إشعاع شمسي أكبر من نصف الكرة المعاكس. يمر نصف الكرة الأول بفصل الصيف في هذا الوقت ، بينما يشهد النصف الثاني الشتاء. في نصف الكرة الأرضية الذي يمر بالصيف ، تشرق الشمس أعلى في السماء وتكون أكثر كثافة ؛ تضرب أشعتها الأرض بزاوية أعلى مما هي عليه في نصف الكرة الأرضية الذي يمر بفصل الشتاء. وهذا يفسر سبب ارتفاع خطر الإصابة بحروق الشمس في فصل الصيف. كما يفسر سبب ارتفاع درجات الحرارة إلى أقصى درجات الحرارة في فصل الصيف ، حيث توفر الشمس طاقة حرارية.

بغض النظر عن خط العرض أو الوقت من العام ، تصل زاوية الشمس إلى أقرب 90 درجة - وبالتالي تكون في أقصى حد لها - في منتصف النهار: الظهيرة. في هذا الوقت ، يقال أن الشمس قد بلغت ذروتها ، أو أعلى نقطة. خلال التوقيت الصيفي ، تكون الشمس في أعلى زاوية لها وأكثر كثافة في الساعة الواحدة بعد الظهر ، وذلك بسبب إزاحة ساعة واحدة عن التوقيت الشمسي الحقيقي.