Insolație (fizică)

Factori care influențează insolația

Cantitatea de radiație solară primită pe suprafața Pământului nu este uniformă peste tot. Ea variază în funcție de loc și de timp. Atunci când regiunile tropicale primesc un nivel maxim de insolație anuală, aceasta scade treptat spre poli. Insolația este mai mare în timpul verii și mai mică în timpul iernii. Principalii factori care influențează cantitatea de insolație primită sunt: -

1. Constanta solară
2. Unghiul de incidență al razelor solare
3. Durata zilei
4. Distanța Pământului față de Soare
5. Transparența atmosferei

Constanta solară

La partea superioară a atmosferei terestre, radiația solară este exprimată ca și constantă solară.Ea este primită la partea superioară a suprafeței atmosferice (termopausa) pe un plan perpendicular pe raza solară. Insolația medie primită la termopauză, adică 1368Wm2 (Watt pe metru pătrat) energie (constantă solară) sub formă de unde scurte. Astfel, se numește constantă solară pentru acea distanță medie față de soare. Această constantă solară variază cu peste 1 Wm2 prin perturbații și explozii periodice la suprafața solară, în principiu legate de petele solare. Petele solare sunt zone întunecate și mai reci vizibile pe suprafața soarelui.Cercetările recente au arătat că se eliberează din ce în ce mai multă energie atunci când petele solare sunt în număr mare.Numărul petelor solare crește sau scade, de asemenea, în mod regulat, creând un ciclu de 11 ani.

Unghiul de incidență

Deoarece Pământul este un geoid asemănător unei sfere, razele soarelui lovesc suprafața la diferite unghiuri în diferite locuri. Acest lucru depinde de latitudinea locului respectiv.Cu cât latitudinea este mai mare, cu atât mai mic este unghiul pe care îl fac cu suprafața pământului. Suprafața acoperită de razele verticale este întotdeauna mai mică decât cea a razelor oblice. Dacă este acoperită o suprafață mai mare, energia se distribuie și energia netă primită pe unitatea de suprafață scade. În plus, razele soarelui cu unghi mic traversează mai mult din atmosferă decât razele care lovesc la un unghi mare.

Durata zilei

Lungimea zilei determină durata luminii solare, care afectează cantitatea de radiații solare primită de suprafața Pământului. Cu cât perioada de însorire este mai lungă, cu atât mai mare va fi cantitatea de radiație solară primită de o porțiune de pământ.De exemplu, la ecuator durata zilelor și a nopților este de 12 ore în toate lunile, dar la tropicele din Arctica și Antarctica durata de însorire variază între 0 și 24 de ore. La quinoxele de toamnă și de primăvară (23 septembrie și, respectiv, 21 martie),soarele se află deasupra capului la ecuator, la prânz.În aceste zile, noaptea și ziua pe tot globul pământesc sunt egale, iar cantitatea maximă de radiație solară este primită la ecuator, iar cantitatea de radiație solară scade spre poli.Aceasta este cauzată de o radiație solară verticală la ecuator, dar, odată cu creșterea latitudinilor, razele devin din ce în ce mai înclinate. Prin urmare, spre poli, energia primită continuă să scadă.

Distanța Pământului față de Soare

Pământul se învârte în jurul Soarelui pe o orbită eliptică, ceea ce determină o schimbare continuă a distanței dintre Soare și Pământ în fiecare an. Aceasta duce la variații sezoniere în energia solară primită de Pământ.Distanța medie dintre Pământ și Soare este de aproximativ 149.600.000 de kilometri (92.900.000 de mile).Atunci când poziția Pământului este cea mai îndepărtată (152 de milioane de km) de Soare este cunoscută sub numele de "afeliu", pe 4 iulie. Periheliul (147 de milioane de km) are loc pe 3 ianuarie în fiecare an, care este cea mai apropiată distanță. În timpul afeliului emisfera nordică este orientată spre soare și, prin urmare, primește energie cu aproximativ 7% mai puțin decât la periheliu (emisfera sudică).

Transparența atmosferei

Atmosfera nu este transparentă pentru toate radiațiile provenite de la soare din cauza compoziției și straturilor diferite. Este, de asemenea, unul dintre factorii de control al radiației solare care ajunge la suprafața Pământului. Atmosfera este compusă din gaze, vapori de apă și particule.Atmosfera este un amestec de gaze, cum ar fi azotul (N), oxigenul (O2), argonul, dioxidul de carbon, neonul (Ne), heliul (He), metanul (CH4), kriptonul (Kr), ozonul (O3), protoxidul de azot (N2O), hidrogenul (H) și xenonul (Xe). Atmosfera conține, de asemenea, vapori de apă, apă în stare gazoasă.

Cu cât durata zilei este mai mare, cu atât mai multă radiație solară primită pe zi.