L'intensità del sole si riferisce alla quantità di energia solare in entrata, o radiazione, che raggiunge la superficie terrestre. L'angolo con cui i raggi del sole colpiscono la Terra determina questa intensità. L'angolo del sole, e quindi l'intensità, varia in modo significativo a seconda della posizione geografica di un particolare punto, del periodo dell'anno e dell'ora del giorno.
Angolo di incidenza
L'angolo formato dai raggi di luce solare che colpiscono la Terra è tecnicamente noto come angolo di incidenza. I raggi che colpiscono la superficie del pianeta direttamente dall'alto, cioè con un angolo di 90 gradi misurato dall'orizzonte, sono i più intensi. Nella maggior parte dei momenti e dei luoghi, il sole forma un angolo con l'orizzonte inferiore a 90 gradi, cioè di solito il sole si trova più in basso nel cielo.
Più piccolo è l'angolo, maggiore è la superficie su cui si diffondono i raggi del sole. Questo effetto riduce l'intensità del sole in qualsiasi luogo. Ad esempio, con un angolo di incidenza di 45 gradi, la radiazione solare copre un'area del 40 percento più grande ed è del 30 percento meno intensa rispetto all'angolo di incidenza massimo di 90 gradi.
Variazione latitudinale
Solo i luoghi che si trovano lungo una linea di latitudine sulla superficie della Terra possono ricevere la luce solare con un angolo di 90 gradi in un dato giorno. Tutti gli altri luoghi ricevono la luce solare a intensità minore. In generale, i raggi del sole sono i più intensi all'equatore e i meno intensi ai poli. In media all'anno, le aree a nord del Circolo Polare Artico ricevono solo il 40% in più di radiazione solare rispetto alle regioni equatoriali.
Relazione con le stagioni
Le fluttuazioni dell'intensità e della durata dell'energia solare in una particolare area determinano le stagioni di quell'area. Queste fluttuazioni sono dettate dal modo in cui la Terra è inclinata sul proprio asse. Rispetto al piano di rotazione attorno al sole, la Terra è inclinata di 23,5 gradi, il che significa che a in alcuni punti durante la sua orbita, l'emisfero settentrionale è rivolto al sole più dell'emisfero meridionale, e viceversa versa. Ad esempio, al solstizio d'estate, l'emisfero settentrionale è rivolto verso il sole alla massima inclinazione, quindi i raggi del sole colpiscono 23,5 gradi di latitudine nord - il Tropico del Cancro - con un angolo di 90 gradi.
Qualunque emisfero si inclini ulteriormente verso il sole riceve una percentuale maggiore di radiazione solare rispetto all'emisfero opposto. Il primo emisfero vive l'estate in questo periodo, mentre il secondo vive l'inverno. Nell'emisfero che vive l'estate, il sole sorge più alto nel cielo ed è più intenso; i suoi raggi colpiscono il suolo con un angolo maggiore rispetto all'emisfero che sta vivendo l'inverno. Questo spiega perché il rischio di scottature è maggiore in estate. Spiega anche perché le temperature sono più calde in estate, poiché il sole fornisce energia termica.
Ora del giorno
Indipendentemente dalla latitudine o dal periodo dell'anno, l'angolo del sole raggiunge più vicino a 90 gradi - ed è quindi al suo più intenso - a metà giornata: mezzogiorno. In questo momento, si dice che il sole abbia raggiunto il suo zenit, o punto più alto. Durante l'ora legale, il sole è al suo angolo più grande e più intenso alle 13:00, a causa dello scostamento di un'ora artificiale dall'ora solare reale.
