Written by: YUNG Chung-hoi
Słońce jest tak daleko, że praktycznie świeci jednakowo na równiku i na biegunach. Ale dlaczego równik jest bardzo gorący, a bieguny bardzo zimne?
Istnieje kilka czynników, które wpływają na ilość promieni słonecznych otrzymywanych w różnych miejscach na Ziemi.
Głównym czynnikiem jest to, że podczas gdy na równiku słońce znajduje się nad głową, na biegunach jest ono pod raczej skośnym kątem. Efekt ten można zademonstrować przy użyciu latarki, którą można potraktować jako słońce. Patrz rysunek 1. Tak naprawdę liczy się ilość promieniowania słonecznego padającego na dany obszar. Na równiku, obszar A otrzymuje taką samą ilość promieni słonecznych jak inny obszar B na wyższej szerokości geograficznej. Ponieważ, jak wynika z rysunku 1, B jest wyraźnie większe niż A, ilość promieni słonecznych padających na jednostkę powierzchni (na przykład metr kwadratowy) na obszarze B jest mniejsza niż na obszarze A. Innymi słowy, dla tego samego obszaru 1 metra kwadratowego, ilość otrzymanych promieni słonecznych jest większa na obszarze A niż na obszarze B.
Rysunek 1: Przy wiązce ustawionej pod kątem, obszar B jest większy niż obszar A.
Rysunek 2: Promienie ze Słońca na Ziemię. Obszar oświetlony promieniem słonecznym jest większy w punkcie A niż w punkcie B. Zatem energia słoneczna padająca na jednostkę powierzchni jest większa w tropikach niż na wyższych szerokościach geograficznych.
Inne czynniki, które są mniej ważne, obejmują:
a) Pochłanianie i rozpraszanie promieni słonecznych podczas przechodzenia przez atmosferę – ilość pochłaniania i rozpraszania zależy od natury i koncentracji cząsteczek powietrza i małych cząsteczek w atmosferze. Wszystkie rzeczy są takie same, na wyższych szerokościach geograficznych droga Słońca jest dłuższa. Naturalnie, po drodze jest więcej cząsteczek powietrza i cząsteczek, co powoduje większą absorpcję i rozpraszanie. W związku z tym mniej energii słonecznej dociera do tych miejsc.
b) Odbicie przez powierzchnię ziemi. Gdy promień słoneczny dociera do ziemi, część energii jest odbijana z powrotem i nie ogrzewa danego miejsca. Ilość odbicia zależy od rodzaju powierzchni. Śnieg jest ekstremum pod względem odbicia, ponieważ aż 75 do 95% promieni słonecznych jest odbijanych z powrotem – nie jest to zbyt pomocne dla zimnej pogody na obszarach pokrytych śniegiem. Jednak w związku z ogólnym trendem zmniejszania się pokrywy śnieżnej w ostatnich latach, spowodowanym zmianami klimatycznymi, coraz więcej energii słonecznej jest pochłaniane. Bardzo prawdopodobną konsekwencją są jeszcze cieplejsze warunki i mniejsza pokrywa śnieżna, co jeszcze bardziej pogarsza równowagę.