Solintensitet vs. Vinkel

Solintensitet henviser til den mængde indkommende solenergi eller stråling, der når jordens overflade. Den vinkel, hvormed strålerne fra solen rammer Jorden, bestemmer denne intensitet. Solens vinkel - og dermed intensitet - varierer betydeligt afhængigt af et bestemt steds geografiske placering, årstid og tidspunkt på dagen.

Vinklen dannet af solstråler, der rammer Jorden, er teknisk kendt som indfaldsvinklen. Stråler, der rammer planetens overflade direkte over hovedet - det vil sige i en 90 graders vinkel målt fra horisonten - er de mest intense. På de fleste tidspunkter og steder danner solen en vinkel med horisonten mindre end 90 grader - det vil sige normalt at solen sidder lavere på himlen.

Jo mindre vinklen er, jo større er overfladearealet, hvor solens stråler spredes. Denne effekt reducerer solens intensitet et sted. For eksempel dækker solstråling ved en indfaldsvinkel på 45 grader et 40 procent større areal og er 30 procent mindre intens end ved den maksimale indfaldsvinkel på 90 grader.

Kun placeringer, der ligger langs en breddegrad på jordens overflade, kan modtage sollys i en 90 graders vinkel på en given dag. Alle andre steder modtager sollys med mindre intensitet. Generelt er solens stråler de mest intense ved ækvator og de mindst intense ved polerne. På en gennemsnitlig årlig basis modtager områder nord for polarcirklen kun ca. 40 procent så meget solstråling som ækvatoriale regioner.

Svingninger i intensiteten og varigheden af ​​solenergi i et bestemt område bestemmer områdets årstider. Disse udsving dikteres af den måde, hvorpå Jorden vippes på sin akse. Med hensyn til rotationsplanet omkring solen skråner jorden i en 23,5 graders vinkel, hvilket betyder at ved visse punkter i løbet af sin bane vender den nordlige halvkugle mod solen mere end den sydlige halvkugle og vice omvendt. For eksempel ved sommersolhverv vender den nordlige halvkugle mod solen ved maksimal hældning, så solens stråler rammer 23,5 grader nordlig breddegrad - Kræftens trope - i en 90 graders vinkel.

Uanset hvilken halvkugle der vipper længere mod solen, modtager den en større procentdel af solstråling end den modsatte halvkugle. Den tidligere halvkugle oplever sommer på dette tidspunkt, mens sidstnævnte oplever vinter. På halvkuglen, der oplever sommer, stiger solen højere op på himlen og er mere intens; dens stråler rammer jorden i en højere vinkel end på halvkuglen, der oplever vinter. Dette forklarer, hvorfor risikoen for solskoldning er størst om sommeren. Det forklarer også, hvorfor temperaturen er varmest om sommeren, da solen leverer varmeenergi.

Uanset breddegrad eller tid på året når solens vinkel nærmest 90 grader - og er derfor på sit mest intense - midt på dagen: middag. På dette tidspunkt siges det, at solen har nået sit højdepunkt. I sommertid er solen i sin største vinkel og mest intens kl. 13 på grund af den menneskeskabte en times forskydning fra ægte soltid.