Ένταση ήλιου εναντίον Γωνία

Η ένταση του ήλιου αναφέρεται στην ποσότητα εισερχόμενης ηλιακής ενέργειας ή ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της Γης. Η γωνία με την οποία οι ακτίνες από τον ήλιο χτυπούν τη Γη καθορίζει αυτήν την ένταση. Η γωνία του ήλιου - και επομένως η ένταση - ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη γεωγραφική θέση ενός συγκεκριμένου σημείου, την ώρα του έτους και την ώρα της ημέρας.

Η γωνία που σχηματίζεται από τις ακτίνες του ήλιου που χτυπούν τη Γη είναι τεχνικά γνωστή ως η γωνία πρόσπτωσης. Οι ακτίνες που χτυπούν την επιφάνεια του πλανήτη από άμεσα πάνω - δηλαδή, σε γωνία 90 μοιρών που μετριέται από τον ορίζοντα - είναι οι πιο έντονες. Στις περισσότερες φορές και τοποθεσίες, ο ήλιος σχηματίζει μια γωνία με τον ορίζοντα μικρότερο από 90 μοίρες - δηλαδή, συνήθως ο ήλιος κάθεται χαμηλότερα στον ουρανό.

Όσο μικρότερη είναι η γωνία, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια στην οποία απλώνονται οι ακτίνες του ήλιου. Αυτό το αποτέλεσμα μειώνει την ένταση του ήλιου σε οποιοδήποτε σημείο. Για παράδειγμα, σε γωνία πρόσπτωσης 45 μοιρών, η ηλιακή ακτινοβολία καλύπτει 40% μεγαλύτερη περιοχή και είναι 30% λιγότερο έντονη από τη μέγιστη γωνία πρόσπτωσης 90 μοιρών.

Μόνο τοποθεσίες που βρίσκονται κατά μήκος μιας γραμμής γεωγραφικού πλάτους στην επιφάνεια της Γης μπορούν να δέχονται ηλιακό φως υπό γωνία 90 μοιρών σε μια δεδομένη ημέρα. Όλα τα άλλα μέρη δέχονται ηλιακό φως σε μικρότερες εντάσεις. Γενικά, οι ακτίνες του ήλιου είναι οι πιο έντονες στον ισημερινό και οι λιγότερο έντονες στους πόλους. Σε μέση ετήσια βάση, οι περιοχές βόρεια του Αρκτικού Κύκλου δέχονται μόνο περίπου 40 τοις εκατό περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία από τις ισημερινές περιοχές.

Οι διακυμάνσεις στην ένταση και τη διάρκεια της ηλιακής ενέργειας σε μια συγκεκριμένη περιοχή καθορίζουν τις εποχές της περιοχής. Αυτές οι διακυμάνσεις υπαγορεύονται από τον τρόπο που η Γη κλίνει στον άξονα της. Όσον αφορά το επίπεδο περιστροφής γύρω από τον ήλιο, η Γη κλίνει σε γωνία 23,5 μοιρών, που σημαίνει ότι στο ορισμένα σημεία κατά την τροχιά του, το Βόρειο Ημισφαίριο αντιμετωπίζει τον ήλιο περισσότερο από το Νότιο Ημισφαίριο και αντίστροφα. Για παράδειγμα, στο θερινό ηλιοστάσιο, το Βόρειο Ημισφαίριο βλέπει στον ήλιο με τη μέγιστη κλίση, οπότε οι ακτίνες του ήλιου χτυπούν 23,5 μοίρες βόρειο γεωγραφικό πλάτος - το Τροπικό του Καρκίνου - σε γωνία 90 μοιρών.

Όποιο ημισφαίριο κλίνει περισσότερο προς τον ήλιο, λαμβάνει μεγαλύτερο ποσοστό ηλιακής ακτινοβολίας από το αντίπαλο ημισφαίριο. Το πρώην ημισφαίριο βιώνει το καλοκαίρι αυτή τη στιγμή, ενώ το δεύτερο βιώνει το χειμώνα. Στο ημισφαίριο που βιώνει το καλοκαίρι, ο ήλιος ανατέλλει ψηλότερα στον ουρανό και είναι πιο έντονος. Οι ακτίνες του χτυπούν το έδαφος σε μεγαλύτερη γωνία από ότι στο ημισφαίριο που βιώνει το χειμώνα. Αυτό εξηγεί γιατί ο κίνδυνος ηλιακού εγκαύματος είναι μεγαλύτερος το καλοκαίρι. Εξηγεί επίσης γιατί οι θερμοκρασίες είναι οι θερμότερες το καλοκαίρι, καθώς ο ήλιος παρέχει θερμική ενέργεια.

Ανεξάρτητα από το γεωγραφικό πλάτος ή την ώρα του έτους, η γωνία του ήλιου φτάνει πλησιέστερα στις 90 μοίρες - και ως εκ τούτου είναι στην πιο έντονη - στο μεσαίο σημείο της ημέρας: μεσημέρι Αυτή τη στιγμή, ο ήλιος λέγεται ότι έχει φτάσει στο αποκορύφωμά του ή στο υψηλότερο σημείο του. Κατά τη διάρκεια της θερινής ώρας, ο ήλιος βρίσκεται στη μεγαλύτερη γωνία του και ο πιο έντονος στις 1 μ.μ., λόγω της ανθρωπογενούς αντιστάθμισης μίας ώρας από τον πραγματικό ηλιακό χρόνο.