עוצמת השמש לעומת זָוִית

עוצמת השמש מתייחסת לכמות אנרגיית השמש הנכנסת, או הקרינה, המגיעה לפני כדור הארץ. הזווית בה קרני השמש פוגעות בכדור הארץ קובעות עוצמה זו. זווית השמש - ומכאן עוצמתה - משתנה באופן משמעותי בהתאם למיקום הגיאוגרפי של נקודה מסוימת, זמן השנה וזמן היום.

הזווית שנוצרת על ידי קרני אור הפוגעות בכדור הארץ מכונה מבחינה טכנית זווית ההתרחשות. קרניים הפוגעות בשטח הפלנטה ממעל ישירות - כלומר בזווית של 90 מעלות הנמדדת מהאופק - הן האינטנסיביות ביותר. ברוב הזמנים והמיקומים, השמש יוצרת זווית עם האופק פחות מ -90 מעלות - כלומר, בדרך כלל השמש יושבת נמוכה יותר בשמיים.

ככל שהזווית קטנה יותר כך שטח הפנים שעליו מתפשטות קרני השמש גדול יותר. השפעה זו מפחיתה את עוצמת השמש בכל מקום אחד. לדוגמא, בזווית של 45 מעלות, קרינת השמש מכסה שטח גדול ב 40 אחוז והיא פחות אינטנסיבית ב 30 אחוז מאשר בזווית ההיארעות המקסימלית של 90 מעלות.

רק מיקומים השוכנים לאורך קו רוחב אחד על פני כדור הארץ יכולים לקבל אור שמש בזווית של 90 מעלות ביום נתון. כל המקומות האחרים זוכים לאור שמש בעוצמות נמוכות יותר. באופן כללי, קרני השמש הן האינטנסיביות ביותר בקו המשווה והפחות עזות בקטבים. על בסיס שנתי ממוצע, אזורים מצפון לחוג הארקטי מקבלים רק כ- 40 אחוז קרינת שמש כמו אזורי קו המשווה.

תנודות בעוצמת ומשך האנרגיה הסולארית באזור מסוים קובעות את עונות השנה. תנודות אלו מוכתבות על ידי הדרך בה כדור הארץ מוטה על צירו. ביחס למישור הסיבוב סביב השמש, כדור הארץ נוטה בזווית של 23.5 מעלות, כלומר ב בנקודות מסוימות במהלך מסלולו, חצי הכדור הצפוני פונה אל השמש יותר מאשר חצי הכדור הדרומי, וסגן להיפך. לדוגמא, בימי הקיץ, חצי הכדור הצפוני פונה לשמש בהטיה מקסימאלית, כך שקרני השמש פוגעות בקו רוחב 23.5 מעלות צפונה - טרופי הסרטן - בזווית של 90 מעלות.

חצי הכדור הנוטה יותר לעבר השמש מקבל אחוז גדול יותר של קרינת השמש מאשר חצי הכדור הנגדי. חצי הכדור לשעבר חווה את הקיץ בזמן הזה, ואילו האחרון חווה את החורף. בחצי הכדור שחווה את הקיץ, השמש זורחת גבוה יותר בשמיים ועזה יותר; קרניו פוגעות בקרקע בזווית גבוהה יותר מאשר בחצי הכדור שחווה חורף. זה מסביר מדוע הסיכון לכוויות שמש הוא הגדול ביותר בקיץ. זה גם מסביר מדוע הטמפרטורות החמות ביותר בקיץ, מכיוון שהשמש מספקת אנרגיית חום.

ללא קשר לקווי הרוחב או הזמן בשנה, זווית השמש מגיעה הכי קרוב ל -90 מעלות - ולכן היא הכי אינטנסיבית - בנקודת האמצע של היום: הצהריים. בשלב זה נאמר כי השמש הגיעה לשיא, או לנקודה הגבוהה ביותר שלה. בשעון קיץ, השמש נמצאת בזווית הגדולה ביותר והאינטנסיבית ביותר בשעה 13:00, בגלל הקיזוז של שעה מעשה ידי האדם מזמן השמש האמיתי.