Количество инсоляции, получаемой поверхностью Земли, не везде одинаково. Оно изменяется в зависимости от места и времени. Когда тропические регионы получают максимальную годовую инсоляцию, она постепенно уменьшается по направлению к полюсам. Летом инсоляция больше, а зимой меньше. Основные факторы, влияющие на количество получаемой инсоляции, следующие:--
- Солнечная постоянная
- Угол падения солнечных лучей
- Продолжительность дня
- Расстояние Земли от Солнца
- Прозрачность атмосферы
Солнечная постоянная
В верхней части земной атмосферы инсоляция выражается как солнечная постоянная. Она получена в верхней части атмосферной поверхности (термопауза) на перпендикулярной плоскости к солнечному лучу. Средняя инсоляция, полученная на термопаузе, составляет 1368 Втм2 (ватт на квадратный метр) энергии (солнечная постоянная) в виде коротких волн. Таким образом, она называется солнечной постоянной для этого среднего расстояния от Солнца. Эта солнечная постоянная изменяется более чем на 1 Втм2 за счет периодических возмущений и взрывов на солнечной поверхности, в основном связанных с солнечными пятнами. Солнечные пятна - это темные и более холодные области, видимые на поверхности Солнца. Последние исследования показали, что при большом количестве солнечных пятен выделяется все больше энергии. Количество солнечных пятен также регулярно увеличивается или уменьшается, создавая цикл в 11 лет.
Угол падения
Поскольку Земля представляет собой геоид, напоминающий сферу, солнечные лучи падают на ее поверхность под разными углами в разных местах. Это зависит от широты места. Чем выше широта, тем меньше угол, под которым они падают на поверхность Земли. Площадь, покрываемая вертикальными лучами, всегда меньше, чем наклонными лучами. Если площадь больше, то энергия распределяется и чистая энергия, получаемая на единицу площади, уменьшается. Кроме того, солнечные лучи, падающие под малым углом, проходят большую часть атмосферы, чем лучи, падающие под большим углом.
Продолжительность дня
Продолжительность дня определяет продолжительность солнечного света, который влияет на количество солнечной радиации, получаемой земной поверхностью. Например, на экваторе продолжительность дня и ночи составляет 12 часов во все месяцы, но в тропиках Арктики и Антарктики продолжительность солнечного сияния колеблется от 0 до 24. В дни осеннего и весеннего равноденствия (23 сентября и 21 марта соответственно) солнце находится над экватором в полдень. В эти дни ночь и день на всей Земле равны, и максимальное количество инсоляции поступает на экватор, а к полюсам оно уменьшается. Это обусловлено вертикальным расположением солнечного света на экваторе, но с увеличением широт лучи становятся все более наклонными. Поэтому по направлению к полюсам полученная энергия продолжает уменьшаться.
Расстояние Земли от Солнца
Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, в результате чего расстояние между Солнцем и Землей постоянно меняется на ежегодной основе. Это приводит к сезонным изменениям в солнечной энергии, получаемой Землей.Среднее расстояние между Землей и Солнцем составляет около 149 600 000 километров (92 900 000 миль).Когда положение Земли находится дальше всего (152 миллиона км) от Солнца, это известно как "афелий" 4 июля.Перигелий (147 миллионов км) происходит 3 января каждого года, который является самым близким расстоянием. Во время афелия северное полушарие обращено к Солнцу и поэтому получает энергии на 7 процентов меньше, чем в перигелии (южное полушарие).
Прозрачность атмосферы
Атмосфера не является прозрачной для всего излучения, исходящего от солнца, из-за различного состава и слоев. Она также является одним из факторов, контролирующих поступление солнечного излучения на поверхность Земли. Атмосфера состоит из газов, водяного пара и твердых частиц. Атмосфера представляет собой смесь газов, таких как азот (N), кислород (O2), аргон, углекислый газ, неон (Ne), гелий (He), метан (CH4), криптон (Kr), озон (O3), закись азота (N2O), водород (H) и ксенон (Xe). В атмосфере также содержится водяной пар - вода в газообразном состоянии.
Чем больше продолжительность светового дня, тем больше инсоляция, получаемая за день.
