ความเข้มของดวงอาทิตย์เทียบกับ มุม

ความเข้มของดวงอาทิตย์หมายถึงปริมาณของพลังงานแสงอาทิตย์หรือรังสีที่เข้ามาที่พื้นผิวโลก มุมที่รังสีจากดวงอาทิตย์กระทบพื้นโลกเป็นตัวกำหนดความเข้มนี้ มุมของดวงอาทิตย์ - และด้วยเหตุนี้ความเข้ม - จะแปรผันอย่างมากขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของจุดใดจุดหนึ่ง ช่วงเวลาของปี และช่วงเวลาของวัน

มุมที่เกิดจากแสงอาทิตย์ที่กระทบพื้นโลก เรียกว่ามุมตกกระทบ รังสีที่กระทบพื้นผิวของดาวเคราะห์จากเหนือศีรษะโดยตรง นั่นคือที่มุม 90 องศาที่วัดจากขอบฟ้า เป็นรังสีที่รุนแรงที่สุด ในช่วงเวลาและสถานที่ส่วนใหญ่ ดวงอาทิตย์สร้างมุมโดยมีขอบฟ้าน้อยกว่า 90 องศา นั่นคือ โดยปกติแล้วดวงอาทิตย์จะอยู่บนท้องฟ้า

ยิ่งมุมมีขนาดเล็กเท่าใด พื้นที่ผิวที่รังสีของดวงอาทิตย์จะแผ่ออกไปก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เอฟเฟกต์นี้ช่วยลดความเข้มของดวงอาทิตย์ในที่เดียว ตัวอย่างเช่น ที่มุมอุบัติการณ์ 45 องศา รังสีดวงอาทิตย์ครอบคลุมพื้นที่มากขึ้น 40 เปอร์เซ็นต์และมีความเข้มน้อยกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ที่มุมสูงสุด 90 องศา

เฉพาะสถานที่ที่วางตามแนวละติจูดหนึ่งเส้นบนพื้นผิวโลกเท่านั้นที่สามารถรับแสงแดดที่มุม 90 องศาในวันที่กำหนด สถานที่อื่นๆ ทั้งหมดได้รับแสงแดดในระดับความเข้มที่น้อยกว่า โดยทั่วไป รังสีของดวงอาทิตย์จะรุนแรงที่สุดที่เส้นศูนย์สูตรและรุนแรงน้อยที่สุดที่ขั้วโลก ในแต่ละปีโดยเฉลี่ย พื้นที่ทางเหนือของอาร์กติกเซอร์เคิลได้รับรังสีดวงอาทิตย์เพียง 40 เปอร์เซ็นต์ของบริเวณเส้นศูนย์สูตรเท่านั้น

ความผันผวนของความเข้มและระยะเวลาของพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่เฉพาะจะกำหนดฤดูกาลของพื้นที่นั้น ความผันผวนเหล่านี้ถูกกำหนดโดยวิธีที่โลกเอียงบนแกนของมัน ส่วนระนาบการหมุนรอบดวงอาทิตย์ โลกเอียงทำมุม 23.5 องศา หมายความว่า ที่ บางจุดในวงโคจรของซีกโลกเหนือหันไปทางดวงอาทิตย์มากกว่าซีกโลกใต้และรอง ในทางกลับกัน ตัวอย่างเช่น ในครีษมายัน ซีกโลกเหนือหันไปทางดวงอาทิตย์ที่มุมเอียงสูงสุด ดังนั้นรังสีของดวงอาทิตย์จึงกระทบละติจูด 23.5 องศาเหนือ ซึ่งเป็นเขตร้อนของมะเร็งที่มุม 90 องศา

ไม่ว่าซีกโลกใดก็ตามที่เอียงไปทางดวงอาทิตย์จะได้รับเปอร์เซ็นต์การแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่มากกว่าซีกโลกตรงข้าม อดีตซีกโลกประสบฤดูร้อนในเวลานี้ ในขณะที่ซีกโลกหลังประสบกับฤดูหนาว ในซีกโลกที่ประสบกับฤดูร้อน ดวงอาทิตย์จะขึ้นสูงขึ้นไปบนท้องฟ้าและรุนแรงขึ้น รังสีของมันกระทบพื้นในมุมที่สูงกว่าในซีกโลกที่ประสบกับฤดูหนาว สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมความเสี่ยงของการถูกแดดเผาจึงสูงที่สุดในฤดูร้อน นอกจากนี้ยังอธิบายว่าทำไมอุณหภูมิจึงอบอุ่นที่สุดในฤดูร้อน เนื่องจากดวงอาทิตย์ส่งพลังงานความร้อน

โดยไม่คำนึงถึงละติจูดหรือช่วงเวลาของปี มุมของดวงอาทิตย์จะเข้าใกล้ 90 องศามากที่สุด และดังนั้นจึงรุนแรงที่สุด ณ จุดกึ่งกลางของวัน นั่นคือ เที่ยงวัน ในเวลานี้ กล่าวกันว่าดวงอาทิตย์ถึงจุดสุดยอดหรือจุดสูงสุดแล้ว ในช่วงเวลาออมแสง ดวงอาทิตย์อยู่ในมุมที่ใหญ่ที่สุดและรุนแรงที่สุดในเวลา 13.00 น. เนื่องจากการชดเชยเวลาสุริยะที่มนุษย์สร้างขึ้นเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง