Einfluss des Sonnenwinkels auf das Klima - Effect of Sun angle on climate
Die Menge an Wärmeenergie, die an einem beliebigen Ort auf der Erde empfangen wird, ist ein direkter Einfluss des Sonnenwinkels auf das Klima , da der Winkel, in dem das Sonnenlicht auf die Erde trifft, je nach Standort, Tageszeit und Jahreszeit aufgrund der Erdumlaufbahn um die Sonne und der Erdrotation variiert um seine geneigte Achse . Die jahreszeitliche Änderung des Sonnenlichtwinkels, verursacht durch die Neigung der Erdachse , ist der grundlegende Mechanismus, der im Sommer zu wärmerem Wetter als im Winter führt. Die Änderung der Tageslänge ist ein weiterer Faktor.
Geometrie des Sonnenwinkels
Dieses Diagramm zeigt, wie das Sonnenlicht in den Polarregionen über eine größere Fläche verteilt wird . Neben der Dichte des einfallenden Lichts, die Dissipation von Licht in der Atmosphäre größer ist, wenn sie in einem flachen Winkel fällt.
Abbildung 1 zeigt einen Fall, in dem das Sonnenlicht in einem niedrigeren Winkel auf die Erde scheint (Sonne näher am Horizont), die Energie des Sonnenlichts über eine größere Fläche verteilt wird und daher schwächer ist, als wenn die Sonne höher steht und die Energie konzentriert ist auf einer kleineren Fläche.
Abbildung 2 zeigt einen 1,6 km breiten Sonnenstrahl, der direkt von oben auf den Boden fällt, und einen anderen, der in einem Winkel von 30° auf den Boden auftrifft. Die Trigonometrie sagt uns, dass der Sinus eines 30°-Winkels 1/2 ist, während der Sinus eines 90°-Winkels 1 ist. Daher verteilt der Sonnenstrahl, der in einem 30°-Winkel auf den Boden trifft, die gleiche Lichtmenge über die doppelte Fläche (Wenn wir uns vorstellen, dass die Sonne mittags von Süden scheint , verdoppelt sich die Nord-Süd-Breite, die Ost-West-Breite nicht). Folglich fällt auf jede Quadratmeile nur halb so viel Licht.
Dies ist ein Diagramm der Jahreszeiten. Unabhängig von der Tageszeit (dh Erde ‚s Drehung um die eigene Achse), der Nordpol wird dunkel, und der Südpol wird beleuchtet werden; siehe auch arktischer Winter .
Abbildung 3 zeigt den Winkel des Sonnenlichts, das die Erde in der nördlichen und südlichen Hemisphäre trifft, wenn die Nordachse der Erde von der Sonne weg geneigt ist, wenn im Norden Winter und im Süden Sommer ist.
Technischer Hinweis
Wärmeenergie wird nicht von der Sonne empfangen. Vielmehr wird Strahlungsenergie empfangen und dies führt zu einer Änderung des Energieniveaus der empfangenden Körper im Bereich der Erde. Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften, um empfangene Energie in Form von Wärmeenergie mit unterschiedlichen Raten zurück zu übertragen.