Intenzita slunce vs. Úhel

Intenzita slunce označuje množství přicházející sluneční energie nebo záření, které dosáhne povrchu Země. Úhel, pod kterým paprsky slunce dopadají na Zemi, určuje tuto intenzitu. Úhel slunce - a tedy i intenzita - se významně liší v závislosti na zeměpisné poloze konkrétního místa, ročním období a denní době.

Úhel tvořený slunečními paprsky dopadajícími na Zemi je technicky známý jako úhel dopadu. Paprsky dopadající na povrch planety přímo nad hlavou - tj. Pod úhlem 90 stupňů měřeným od obzoru - jsou nejintenzivnější. Ve většině případů a na různých místech slunce formuje úhel s horizontem menším než 90 stupňů - to znamená, že slunce obvykle sedí níže na obloze.

Čím menší je úhel, tím větší je povrch, po kterém se sluneční paprsky šíří. Tento efekt snižuje intenzitu slunce na jednom místě. Například při 45 stupňovém úhlu dopadu sluneční záření pokrývá o 40 procent větší plochu a je o 30 procent méně intenzivní než při maximálním úhlu dopadu 90 stupňů.

Pouze místa ležící podél jedné linie zeměpisné šířky na povrchu Země mohou v daný den přijímat sluneční světlo v úhlu 90 stupňů. Všechna ostatní místa přijímají sluneční světlo s menší intenzitou. Sluneční paprsky jsou obecně nejintenzivnější na rovníku a nejméně intenzivní na pólech. V průměru ročně oblasti severně od polárního kruhu přijímají jen asi o 40 procent více slunečního záření než rovníkové oblasti.

Výkyvy v intenzitě a době trvání sluneční energie v konkrétní oblasti určují roční období této oblasti. Tyto výkyvy jsou diktovány způsobem naklonění Země na svou osu. Pokud jde o rovinu otáčení kolem Slunce, Země se svažuje v úhlu 23,5 stupně, což znamená, že v v určitých bodech na své oběžné dráze čelí severní polokoule slunečnímu slunci než jižní polokouli a vice naopak. Například za letního slunovratu směřuje severní polokoule ke slunci při maximálním náklonu, takže sluneční paprsky dopadají na 23,5 stupně severní šířky - obratník Raka - v úhlu 90 stupňů.

Kterákoli hemisféra se naklání dále směrem ke slunci, přijímá větší procento slunečního záření než opačná hemisféra. Bývalá hemisféra zažívá v této době léto, zatímco druhá zažívá zimu. Na polokouli zažívající léto vychází slunce na obloze výše a je intenzivnější; jeho paprsky dopadají na zem pod větším úhlem než na polokouli zažívající zimu. To vysvětluje, proč je riziko spálení sluncem největší v létě. Vysvětluje také, proč jsou teploty v létě nejteplejší, protože slunce dodává tepelnou energii.

Bez ohledu na zeměpisnou šířku nebo roční dobu dosahuje sluneční úhel nejblíže 90 stupňů - a je tedy nejintenzivnější - ve středu dne: v poledne. V této době se říká, že slunce dosáhlo svého zenitu neboli nejvyššího bodu. Během letního času je slunce ve svém největším úhlu a nejintenzivnější ve 13:00, kvůli člověku vytvořenému hodinovému posunu od skutečného slunečního času.