Влияние угла Солнца на климат
Количество тепловой энергии, получаемой в любой точке земного шара, является прямым влиянием угла Солнца на климат , поскольку угол, под которым солнечный свет падает на Землю, варьируется в зависимости от местоположения, времени суток и сезона из-за орбиты Земли вокруг Солнца и вращения Земли. вокруг своей наклонной оси . Сезонное изменение угла солнечного света, вызванное наклоном земной оси , является основным механизмом, приводящим к более теплой летней погоде, чем зимой. [1] [2] [3] Изменение продолжительности дня является еще одним фактором. [2] [3]
Геометрия угла Солнца
[ редактировать ]
Эта диаграмма иллюстрирует, как солнечный свет распространяется на большую территорию в полярных регионах . Помимо плотности падающего света, рассеяние света в атмосфере больше, когда он падает под малым углом.
Один солнечный луч шириной в милю светит на землю под углом 90°, а другой — под углом 30°. Тот, что под меньшим углом, покрывает вдвое большую площадь с тем же количеством световой энергии.
На рисунке 1 представлен случай, когда солнечный свет светит на Землю под меньшим углом (Солнце ближе к горизонту), энергия солнечного света распространяется по большей площади и, следовательно, слабее, чем если бы Солнце было выше над головой и энергия концентрировалась. на меньшей площади.
На рисунке 2 изображен солнечный луч шириной в одну милю (1,6 км), падающий на землю прямо над головой, а другой падающий на землю под углом 30°. Тригонометрия говорит нам, что синус угла 30° равен 1/2, тогда как синус угла 90° равен 1. Следовательно, солнечный луч, падающий на землю под углом 30°, распространяет такое же количество света на вдвое большую площадь. (если мы представим, что Солнце светит с юга в полдень , ширина с севера на юг увеличивается вдвое, а ширина с востока на запад — нет). Следовательно, количество света, падающего на каждую квадратную милю, вдвое меньше.
Это схема времен года. Независимо от времени суток (т.е. вращения Земли вокруг своей оси) Северный полюс будет темным, а Южный полюс будет освещен; см. также арктическую зиму .
На рисунке 3 показан угол падения солнечного света на Землю в северном и южном полушариях, когда северная ось Земли наклонена от Солнца, когда на севере зима, а на юге лето.
Техническое примечание
[ редактировать ]Тепловая энергия не получена от Солнца. Скорее, лучистая энергия принимается , и это приводит к изменению уровня энергии принимающих тел в сфере Земли. Разные материалы обладают разными свойствами передачи обратно полученной энергии в виде тепловой энергии с разной скоростью.
См. также
[ редактировать ]- Осевой наклон
- Склонение
- Солнечное излучение (инсоляция)
- Солнечная дорожка
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Окна во Вселенную. Наклон Земли – причина смены времен года! Архивировано 8 августа 2007 г. на Wayback Machine . Проверено 28 июня 2008 г.
- ^ Jump up to: а б Хаврус, В.; Шелевицкий, И. (2010). «Введение в геометрию движения Солнца на основе простой модели» . Физическое образование . 45 (6): 641. Бибкод : 2010PhyEd..45..641K . дои : 10.1088/0031-9120/45/6/010 . S2CID 120966256 . Архивировано из оригинала 16 сентября 2016 г. Проверено 13 мая 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Хаврус, В.; Шелевицкий, И. (2012). «Геометрия и физика времен года» . Физическое образование . 47 (6): 680. дои : 10.1088/0031-9120/47/6/680 . S2CID 121230141 .