Solintensitet vs. Vinkel

Solintensitet refererer til mengden innkommende solenergi, eller stråling, som når jordoverflaten. Vinkelen hvor strålene fra solen treffer jorden bestemmer denne intensiteten. Solens vinkel - og dermed intensiteten - varierer betydelig avhengig av et bestemt steds geografiske beliggenhet, årstid og tid på dagen.

Vinkelen som dannes av solstråler som treffer jorden er teknisk kjent som innfallsvinkelen. Stråler som treffer planetens overflate fra direkte overhead - det vil si 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 enn 90 grader - det vil si at solen vanligvis sitter lavere på himmelen.

Jo mindre vinkelen er, desto større er overflatearealet som solstrålene spres over. Denne effekten reduserer solens intensitet et sted. For eksempel, i en 45 graders innfallsvinkel, dekker solstråling et 40 prosent større område og er 30 prosent mindre intens enn ved den maksimale innfallsvinkelen på 90 grader.

Bare steder som ligger langs en breddelinje på jordens overflate kan motta sollys i en 90 graders vinkel på en gitt dag. Alle andre steder får sollys i mindre intensitet. Generelt er solstrålene de mest intense ved ekvator og de minst intense ved polene. På en gjennomsnittlig årlig basis mottar områder nord for polarsirkelen bare omtrent 40 prosent så mye solstråling som ekvatoriale regioner.

Svingninger i intensiteten og varigheten av solenergi i et bestemt område bestemmer områdets årstider. Disse svingningene er diktert av måten Jorden er vippet på sin akse. Med hensyn til rotasjonsplanet rundt solen, skråner jorden i en 23,5 graders vinkel, noe som betyr at ved visse punkter i løpet av sin bane, vender den nordlige halvkule mot solen mer enn den sørlige halvkulen, og vice omvendt. For eksempel, på sommersolverv, vender den nordlige halvkule mot solen med maksimal tilting, så solstrålene slår 23,5 grader nordlig breddegrad - kreftens tropic - i en 90 graders vinkel.

Uansett hvilken halvkule som vipper lenger mot solen, mottar en større prosentandel av solstråling enn den motsatte halvkule. Den tidligere halvkulen opplever sommer på denne tiden, mens den sistnevnte opplever vinter. På halvkulen som opplever sommer, stiger solen høyere på himmelen og er mer intens; dens stråler slår bakken i høyere vinkel enn på halvkulen som opplever vinter. Dette forklarer hvorfor risikoen for solbrenthet er størst om sommeren. Det forklarer også hvorfor temperaturene er varmest om sommeren, siden solen leverer varmeenergi.

Uansett breddegrad eller årstid, når solens vinkel nærmest 90 grader - og er derfor på sitt mest intense - midt på dagen: middag. På dette tidspunktet sies det at solen har nådd sitt høyeste punkt. I løpet av sommertid er solen i sin største vinkel og mest intenst klokken 13 på grunn av den menneskeskapte en times forskyvning fra sann soltid.