Intensité solaire vs. Angle

L'intensité du soleil fait référence à la quantité d'énergie solaire entrante, ou rayonnement, qui atteint la surface de la Terre. L'angle auquel les rayons du soleil frappent la Terre détermine cette intensité. L'angle du soleil - et donc l'intensité - varie considérablement en fonction de l'emplacement géographique d'un endroit particulier, de la période de l'année et de l'heure de la journée.

L'angle formé par les rayons du soleil frappant la Terre est techniquement connu sous le nom d'angle d'incidence. Les rayons frappant la surface de la planète directement au-dessus de la tête, c'est-à-dire à un angle de 90 degrés mesuré à partir de l'horizon, sont les plus intenses. À la plupart des moments et des endroits, le soleil forme un angle avec l'horizon inférieur à 90 degrés, c'est-à-dire que le soleil se trouve généralement plus bas dans le ciel.

Plus l'angle est petit, plus la surface sur laquelle les rayons du soleil se propagent est grande. Cet effet réduit l'intensité du soleil à n'importe quel endroit. Par exemple, à un angle d'incidence de 45 degrés, le rayonnement solaire couvre une zone 40 % plus grande et est 30 % moins intense qu'à l'angle d'incidence maximum de 90 degrés.

Seuls les emplacements situés le long d'une ligne de latitude à la surface de la Terre peuvent recevoir la lumière du soleil à un angle de 90 degrés un jour donné. Tous les autres endroits reçoivent la lumière du soleil à des intensités moindres. En général, les rayons du soleil sont les plus intenses à l'équateur et les moins intenses aux pôles. Sur une base annuelle moyenne, les régions situées au nord du cercle polaire arctique ne reçoivent qu'environ 40 % de rayonnement solaire en plus que les régions équatoriales.

Les fluctuations de l'intensité et de la durée de l'énergie solaire dans une zone particulière déterminent les saisons de cette zone. Ces fluctuations sont dictées par la façon dont la Terre est inclinée sur son axe. Par rapport au plan de rotation autour du soleil, la Terre s'incline à un angle de 23,5 degrés, ce qui signifie qu'à certains points de son orbite, l'hémisphère nord fait face au soleil plus que l'hémisphère sud, et vice versa. Par exemple, au solstice d'été, l'hémisphère nord fait face au soleil à une inclinaison maximale, de sorte que les rayons du soleil frappent 23,5 degrés de latitude nord - le tropique du Cancer - à un angle de 90 degrés.

L'hémisphère qui s'incline le plus vers le soleil reçoit un plus grand pourcentage de rayonnement solaire que l'hémisphère opposé. Le premier hémisphère connaît l'été à cette époque, tandis que le second connaît l'hiver. Dans l'hémisphère qui connaît l'été, le soleil monte plus haut dans le ciel et est plus intense; ses rayons frappent le sol à un angle plus élevé que dans l'hémisphère en hiver. Cela explique pourquoi le risque de coup de soleil est plus grand en été. Cela explique aussi pourquoi les températures sont les plus chaudes en été, puisque le soleil fournit de l'énergie thermique.

Quelle que soit la latitude ou la période de l'année, l'angle du soleil atteint le plus près de 90 degrés - et est donc le plus intense - au milieu de la journée: midi. A cette époque, on dit que le soleil a atteint son zénith, ou point culminant. Pendant l'heure d'été, le soleil est à son plus grand angle et plus intense à 13 heures, en raison du décalage d'une heure par l'homme par rapport à l'heure solaire réelle.