Intensidade do Sol vs. Ângulo

A intensidade do sol se refere à quantidade de energia solar que chega, ou radiação, que atinge a superfície da Terra. O ângulo em que os raios do sol atingem a Terra determina essa intensidade. O ângulo do sol - e, portanto, a intensidade - varia significativamente dependendo da localização geográfica de um determinado local, a época do ano e a hora do dia.

O ângulo formado pelos raios de sol que atingem a Terra é tecnicamente conhecido como ângulo de incidência. Os raios que atingem a superfície do planeta diretamente de cima - ou seja, em um ângulo de 90 graus medido a partir do horizonte - são os mais intensos. Na maioria das vezes e locais, o sol forma um ângulo com o horizonte inferior a 90 graus - ou seja, geralmente o sol fica mais baixo no céu.

Quanto menor o ângulo, maior a área de superfície sobre a qual os raios do sol se espalham. Este efeito reduz a intensidade do sol em qualquer lugar. Por exemplo, em um ângulo de incidência de 45 graus, a radiação solar cobre uma área 40% maior e é 30% menos intensa do que no ângulo máximo de incidência de 90 graus.

Apenas locais situados ao longo de uma linha de latitude na superfície da Terra podem receber a luz do sol em um ângulo de 90 graus em um determinado dia. Todos os outros lugares recebem luz solar em intensidades menores. Em geral, os raios solares são os mais intensos no equador e os menos intensos nos pólos. Em uma base anual média, as áreas ao norte do Círculo Polar Ártico recebem apenas cerca de 40% da radiação solar que as regiões equatoriais.

Flutuações na intensidade e duração da energia solar em uma determinada área determinam as estações do ano daquela área. Essas flutuações são ditadas pela forma como a Terra é inclinada em seu eixo. Com relação ao plano de rotação em torno do Sol, a Terra se inclina em um ângulo de 23,5 graus, o que significa que em certos pontos durante sua órbita, o hemisfério norte enfrenta o sol mais do que o hemisfério sul, e vice-versa versa. Por exemplo, no solstício de verão, o hemisfério norte enfrenta o sol em inclinação máxima, então os raios do sol atingem 23,5 graus de latitude norte - o trópico de Câncer - em um ângulo de 90 graus.

Qualquer hemisfério mais inclinado em direção ao sol recebe uma porcentagem maior de radiação solar do que o hemisfério oposto. O primeiro hemisfério experimenta o verão nesta época, enquanto o último experimenta o inverno. No hemisfério que experimenta o verão, o sol nasce mais alto no céu e é mais intenso; seus raios atingem o solo em um ângulo mais alto do que no hemisfério que vive o inverno. Isso explica por que o risco de queimaduras solares é maior no verão. Também explica por que as temperaturas são mais altas no verão, uma vez que o sol fornece energia térmica.

Independentemente da latitude ou época do ano, o ângulo do sol chega mais perto de 90 graus - e, portanto, é mais intenso - no ponto médio do dia: meio-dia. Nesse momento, diz-se que o sol atingiu seu zênite, ou ponto mais alto. Durante o horário de verão, o sol está em seu maior ângulo e mais intenso às 13h, devido ao deslocamento de uma hora feito pelo homem em relação ao horário solar verdadeiro.