Инсолация

Фактори, влияещи на слънчевата радиация

Количеството на слънчевата радиация, което се получава на земната повърхност, не е еднакво навсякъде. То варира в зависимост от мястото и времето. Когато тропическите райони получават максимална годишна слънчева радиация, тя постепенно намалява към полюсите. Инсолацията е по-голяма през лятото и по-малка през зимата. Основните фактори, които оказват влияние върху количеството на получената слънчева радиация, са:--

1. Слънчева константа
2. Ъгълът на падане на слънчевите лъчи
3. Продължителност на деня
4. Разстояние на Земята от Слънцето
5. Прозрачност на атмосферата

Слънчева константа

В горната част на земната атмосфера получената слънчева радиация се изразява като слънчева константа.Тя се получава в горната част на атмосферната повърхност (термопаузата) в равнина, перпендикулярна на слънчевия лъч. Средната слънчева енергия, получена в термопаузата, е 1368Wm2 (вата на квадратен метър) енергия (слънчева константа) под формата на къси вълни. Така тя се нарича слънчева константа за това средно разстояние от слънцето. Тази слънчева константа варира над 1 Wm2 чрез периодични смущения и експлозии на слънчевата повърхност, основно свързани със слънчевите петна. Слънчевите петна са тъмни и по-хладни области, които се виждат на повърхността на слънцето. последните изследвания показват, че се отделя все повече енергия, когато слънчевите петна са голям брой. броят на слънчевите петна също се увеличава или намалява редовно, като се създава цикъл от 11 години.

Ъгълът на падане

Тъй като Земята е геоид, наподобяващ сфера, слънчевите лъчи попадат върху повърхността й под различен ъгъл на различни места. Това зависи от географската ширина на мястото.Колкото по-висока е географската ширина, толкова по-малък е ъгълът, който те сключват със земната повърхност. Площта, покрита от вертикалните лъчи, винаги е по-малка от тази на наклонените лъчи. Ако се покрие по-голяма площ, енергията се разпределя и нетната енергия, получена на единица площ, намалява. Освен това слънчевите лъчи с малък ъгъл преодоляват по-голяма част от атмосферата, отколкото лъчите, падащи под голям ъгъл.

Продължителност на деня

Продължителността на деня определя продължителността на слънчевата светлина, която влияе върху количеството слънчева радиация, получавана от земната повърхност. Колкото по-дълъг е периодът на слънчево греене, толкова по-голямо количество слънчева радиация ще бъде получено от дадена част на Земята.Например на екватора продължителността на дните и нощите е 12 часа през всички месеци, но в тропиците на Арктика и Антарктика продължителността на слънчевото греене варира между 0 и 24 часа. На есенното и пролетното равноденствие (съответно на 23 септември и 21 март) слънцето е над екватора по обяд. нощта и денят по цялата земя са равни в тези дни и максималното количество слънчева радиация се получава на екватора, а количеството на слънчевата радиация намалява към полюсите. това се дължи на вертикалното слънчево греене на екватора, но с увеличаване на географските ширини лъчите стават все по-наклонени. Затова в посока към полюсите получената енергия продължава да намалява.

Разстояние на Земята от Слънцето

Земята се върти около Слънцето по елиптична орбита, в резултат на което разстоянието между Слънцето и Земята се променя непрекъснато на годишна база. Това води до сезонни колебания в слънчевата енергия, получавана от Земята.Средното разстояние между Земята и Слънцето е около 149 600 000 км (92 900 000 мили).Когато Земята е най-далеч (152 милиона км) от Слънцето, това е известно като "афелий" на 4 юли. Перифелий (147 милиона км) се появява на 3 януари всяка година, което е най-близкото разстояние. По време на афелия северното полукълбо е обърнато към Слънцето и затова получава енергия с около 7% по-малко от перихелия (южното полукълбо).

Прозрачност на атмосферата

Атмосферата не е прозрачна за цялата радиация, идваща от слънцето, поради различния си състав и слоеве. Тя е и един от факторите, които контролират достигането на слънчевата радиация до земната повърхност. Атмосферата е съставена от газове, водни пари и твърди частици.Атмосферата е смес от газове, като азот (N), кислород (O2), аргон, въглероден диоксид, неон (Ne), хелий (He), метан (CH4), криптон (Kr), озон (O3), азотен оксид (N2O), водород (H) и ксенон (Xe). Атмосферата съдържа и водни пари, вода в газообразно състояние.

Колкото по-дълга е продължителността на светлата част на деня, толкова по-голяма е слънчевата радиация, получавана на ден.