Угол наклона Солнца
Количество солнечной энергии, попадающее на любой участок земной поверхности, зависит от угла наклона Солнца. По этой причине разные времена года характеризуются разными температурами, а полярные области холоднее экваториальных. Давайте рассмотрим, почему угол наклона Солнца так важен, и как его изменение воздействует на земной климат.
Данный график демонстрирует зависимость положения Солнца от времени года
Чтобы понять, почему некоторые части Земли получают меньше энергии, представим себе фонарик, направленный перпендикулярно на лист бумаги. Свет исходит из фонарика и образует на бумаге круг. В этом случае свет имеет одинаковую концентрацию везде в пределах этого круга. Теперь наклоним бумагу так, чтобы свет фонарика создал на нём большой эллипс. Объём испускаемой энергии остался тем же, но теперь он распределяется на большую площадь. Каждый квадратный сантиметр, таким образом, получает меньше энергии.
Применим эту аналогию к Земле. Когда Солнце находится прямо над головой, как в тропиках, квадратный метр поверхности получает максимум энергии. Это повышает температуру. На полярные области лучи Солнца падают под острым углом, поэтому тот же объём энергии распределяется на гораздо большую площадь.
Во время лета в северном полушарии Солнце находится максимально высоко в небе, и мы получаем наибольший объём энергии. Но зимой солнечные лучи падают менее отвесно, поэтому мы получаем меньше энергии. То есть смена времён года происходит благодаря изменениям угла наклона Солнца, а если точнее, то изменению наклона Земли по отношению к Солнцу.
Источник
Светит, но не греет – как работает Солнце зимой
Солнце – главный источник жизни на планете Земля. Оно является ближайшей к нам звездой. Другие расположены так далеко, что свет их доходит до нас только через миллионы световых лет. И если Солнце перестанет излучать свою энергию, все живое на Планете однозначно погибнет.
Наверняка каждый из нас хотя бы один раз задавался вопросом: «А почему, собственно, летом от солнечного света мы загораем, а зимой тот же свет не способен даже немного растопить лед?» Итак, давайте разбираться.
Как работает Солнце
Изучение Солнца – очень непростое дело. Невозможно послать к нему летательные аппараты, так как они попросту сгорят. Но у современной науки есть множество иных способов изучить объект, находящийся далеко, но излучающий при этом колоссальную энергию. Расстояние до Солнца от Земли составляет 150 млн км. Именно такое расстояние позволяет жизни на нашей Планете существовать комфортно.
В диаметре ядро Солнца достигает 175 тысяч километров. Температура внутри звезды – 14 млн градусов по Кельвину, и причинами ее являются термоядерные реакции. Можно сказать, что это своеобразная ядерная топка. В ядре звезды зарождается все тепло, которое потом проходит через несколько оболочек:
- фотосферу – это первый слой над ядром, но энергия более глубоких слоев сюда не доходит;
- спикулы – это регулярные выбросы из следующего слоя Солнца;
- корону – самая внешняя оболочка звезды.
[interesting]Интересно: в короне образуются протуберанцы. Именно эта оболочка является причиной солнечного ветра, который распространяется до самых отдаленных уголков Солнечной системы.[/interesting]
Видимый свет и солнечная энергия – это инфракрасные лучи и ультрафиолет, а также электромагнитные волны, радиация и рентгеновские лучи.
[interesting]Важно! Все эти волны достигают Земли и других планет Солнечной системы и определенным образом влияют на них, а особенно на те из них, где есть атмосфера.[/interesting]
Влияние лучей
Все живое ощущает на себе влияние в первую очередь УФ-лучей. Именно от их интенсивности озоновый слой защищает нашу Планету. Влияние ультрафиолетовых лучей на живые организмы проявляется в следующем:
- они способствует тому, чтобы совершались обменные процессы в организме человека;
- благодаря этому излучению вырабатывается витамин D в организме, а без него нормальная жизнь человека невозможна;
- усиливается кровоток;
- появляется загар.
УФ-лучи также положительно влияют на атмосферу. Они очищают ее и делают более благоприятной для жизни. Тепловое воздействие оказывают еще и инфракрасные лучи. Благодаря им на поверхности Земли тепло. Но хотя эти лучи и воздействуют на атмосферу, бывают моменты, когда влияние их становится минимальным.
Зимой Солнце греет меньше
Зимой Солнце греет не так интенсионо, но это явление можно объяснить с научной точки зрения. Происходит снижение поступления солнечного тепла на Землю по следующим причинам:
- над горизонтом Солнце расположено очень низко, поэтому лучи через атмосферу проходят больший путь;
- утром и вечером по этой же причине не так жарко, а вот вечером наступает холод;
- холодный ветер сокращает период тепла, который может дать нам Солнце;
- зимой дни короче, а ночи длиннее – значит, период, когда инфракрасные лучи могут воздействовать на атмосферу, сильно уменьшается.
[interesting]Немаловажное значение также имеет и тот факт, что зимой поверхность земли покрывает белый снег, который прекрасно отражает солнечные лучи, поэтому общая температура на поверхности снижается.[/interesting]
Как мы видим, зимой Солнце хотя и светит, но ждать от него появления загара не приходится.
Источник
Влияние солнечного угла на климат — Effect of Sun angle on climate
Количество тепловой энергии, получаемой в любом месте на земном шаре, является прямым влиянием угла Солнца на климат , поскольку угол, под которым солнечный свет падает на Землю, зависит от местоположения, времени суток и сезона из-за орбиты Земли вокруг Солнца и вращения Земли. вокруг своей наклонной оси. Сезонное изменение угла наклона солнечного света, вызванное наклоном оси Земли , является основным механизмом, который приводит к более теплой погоде летом, чем зимой. Другой фактор — изменение продолжительности светового дня . (См. Также сезон .)
Содержание
Геометрия солнечного угла
Когда солнечный свет светит на Землю в меньшей степени! под углом (Солнце ближе к горизонту), энергия солнечного света распространяется на большую площадь и поэтому слабее, чем если бы Солнце было выше над головой, а энергия концентрировалась на меньшей площади.
На рисунке 2 изображен солнечный луч шириной 1,6 км, падающий на землю прямо над головой, а другой луч падает на землю под углом 30 °. Тригонометрия говорит нам, что синус угла 30 ° равен 1/2, тогда как синус угла 90 ° равен 1. Следовательно, солнечный луч, падающий на землю под углом 30 °, распространяет такое же количество света на вдвое большую площадь. (если мы представим, что в полдень Солнце светит с юга , ширина с севера на юг удваивается, а ширина с запада на восток — нет). Следовательно, количество света, падающего на каждую квадратную милю, составляет лишь половину этого количества.
На рисунке 3 показан угол падения солнечного света на Землю в северном и южном полушариях, когда северная ось Земли отклонена от Солнца, когда зима на севере и лето на юге.
Техническое примечание
Тепловая энергия от Солнца не поступает. Скорее получается лучистая энергия, и это приводит к изменению уровня энергии принимающих тел в области Земли. Различные материалы имеют разные свойства для передачи обратно полученной энергии в виде тепловой энергии с разной скоростью.
Источник
Мифы про зимнее солнце: прятаться или гулять?
Миф №1: зимой солнца мало, поэтому солнцезащитный крем не нужен
Для начала давайте разберёмся, что такое солнечный свет. Ультрафиолетовое излучение на 95% состоит из UVA-лучей, провоцирующих реакцию меланоцитов — клеток кожи, которые вырабатывают пигмент мелатонин. Это обеспечивает бронзовый загар, но провоцирует старение кожи. Оставшиеся 5% — это UVB-лучи, которые помогают выработке витамина D, но вызывают покраснение и ожоги.
Густые облака «гасят» часть UVB-лучей. Но UVA-лучи спокойно доходят до поверхности Земли, а значит, защищать от них кожу требуется даже в пасмурную погоду. Косметолог Марина Плиева считает, что кремом с SPF можно пренебречь в декабре и январе, особенно если вы не собираетесь провести весь день на свежем воздухе.
Но с 1 февраля солнечное излучение становится всё интенсивнее — с этого момента кожу нужно защищать постоянно. Особенно необходима защита лица после пилингов, лазерной шлифовки и других агрессивных процедур, которые временно обостряют чувствительность кожи. С „голой кожей” в это время выходить на улицу крайне нежелательно, возможны даже ожоги от солнца.
Как определить, когда пора доставать санскрин, объясняет косметолог Арина Чанова.
Об активности солнца говорит ультрафиолетовый индекс — данные о нём можно найти на сайтах с прогнозами погоды. При низких или средних показателях можно обойтись без крема с SPF.
Не оставляйте без внимания губы — увлажняющий стик с SPF всегда должен быть при вас, независимо от пола и возраста. Мороз и солнце иссушают и без того тонкую кожу — в результате могут появиться трещинки и воспаления.
Профи для любой задачи
Миф №2: в косметике есть SPF 15, этого достаточно для защиты кожи
Даже самый щедрый мейкап, состоящий из базы, тональной основы, румян и пудры, не защищает лицо полностью. Американская академия дерматологии установила, что для гарантии защиты от солнца нужен SPF-фактор не менее 30. Всё, что ниже, служит лишь приятным бонусом.
Солнцезащитный фактор, указанный на упаковке, — это время, которое вы можете провести под солнцем, не боясь получить ожог. SPF 10 или 15 защищают всего на 1–1,5 часа.
Важен и способ нанесения санскрина. В идеале солнцезащитный слой должен идти последним, после увлажнения и декоративной косметики. Когда вы втираете или наносите кистью пудру, лосьон или крем, предыдущий защитный слой разрушается. Не смертельно, если первой была бесцветная основа под мейкап. Но если вы привыкли сначала браться за UV-крем, стоит пересмотреть порядок нанесения.
Миф №3: чтобы защитить волосы зимой, достаточно носить шапку
Даже если шапка всегда при вас, кончики волос обычно остаются без защиты. Для них можно и нужно подбирать несмываемый уход с SPF и пантенолом, маслами миндаля, ши, макадамии, витамином Е. Кондиционирующие добавки в составе таких средств сделают волосы мягкими и блестящими.
Чтобы волосы не пушились и не электризовались, парикмахер Марина Кобзарь советует правильно подбирать шампунь.
Покупайте средства с пометкой Anti-frizz и шампуни для разглаживания волос. Важно, чтобы pH был в промежутке 4–5,5 — именно в этом диапазоне наша кожа головы и волосы чувствуют себя комфортно, и на них не будет накапливаться статическое электричество.
Если окружающая среда уже нанесла вред волосам, помогут профессиональные процедуры: ботокс, кератиновое выпрямление, Olaplex, обёртывание. Марина Кобзарь объясняет: «Подобные процедуры способствуют „имитации здорового волоса”, то есть прилеганию чешуек кутикулы к стержню волоса, делают его гладким и блестящим. За такими волосами всегда легче ухаживать, они не расслаиваются, не пушатся, из них не испаряется влага».
Миф №4: чтобы восполнить недостаток витамина D, можно сходить в солярий
Дерматологи и эксперты по борьбе с раком кожи уверены: воздействие UV-лучей вредно и ведёт к повреждениям ДНК клеток кожи.
В соляриях стоят UVA-лампы, которые не только дарят бронзовый загар, но и провоцируют старение и обезвоживание кожи. Если вы выберете солярий с лампами, где имеется UVB-спектр, шанс получить пользу есть. Однако риски возникновения опухолей, к сожалению, никуда не деваются.
Чтобы витамин D синтезировался в коже под действием лучей UVB-спектра, достаточно 20 минут прогулки на свежем воздухе. Нехватку можно восполнить и через рацион: замените котлеты на красную рыбу, а паштет и сосиски — на тунца, сельдь, печень трески и сардины. Не забывайте про грибы, зелень, бобы, обогащённое молоко и яичные желтки.
Если салат с тунцом и шпинатом не вызывает у вас аппетита, можно купить добавки к пище. Однако перед их приёмом лучше проконсультируйтесь с врачом и сдайте анализы — передозировка витамина D возможна, особенно у малышей.
Источник
Почему зимой холодно, а летом тепло?
«Почему летом жарко?» — этот детский вопрос очень актуален, учитывая время года. Зимой его заменит другой – «Почему зимой холодно?», сопровождаемый попыткой согреть через варежки замерзшие ладошки. В нашей новой рубрике «Почемучки» мы будем регулярно отвечать понятным и простым языком на самые интересные вопросы дошколят и школьников.
«Почему летом жарко, а зимой холодно?» — этот вопрос задают как дошколята, так и школьники. Казалось бы, ну в чем сложность: наклон оси, вращение земли, Солнце. Но когда пытаешься объяснить ребенку, начинаешь путаться сам.
Два ответа: отдаление и приближение Земли к Солнцу, а также угол наклона оси
Наша планета Земля движется вокруг Солнца, а сама земная ось расположена под углом к плоскости этого движения.
При движении вокруг Солнца половина Земли оказывается ближе к этой огромной горячей звезде — и тогда на этой половине поверхности наступает лето, в то время как на второй части — зима. Получается, что в процессе движения вокруг Солнца, которое занимает один год, разные части Земли по-очереди оказываются то ближе к звезде, то дальше.
Вокруг Солнца Земля вращается по эллиптической орбите, близкой к круговой, со скоростью около 107 000 км/час в направлении с запада на восток. Среднее расстояние к Солнцу 149 598 тыс. км
Изменяется и не только сторона, но и угол падения солнечных лучей на поверхность — потому и существуют «промежуточные» времена года — весна и осень, сменяющие зиму и лето.
В наше время ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Соответственно, плоскость экватора образует угол 23,44° с плоскостью эклиптики.
Если бы не этот наклон, то день и ночь в любом месте Земли были бы одинаковыми по продолжительности, а днем Солнце в течение всего года поднималось бы на одну высоту. Но, например, зимой, угол наклона удаляет поверхность, делая световой день короче. Из-за этого солнечным лучам просто не хватает времени, чтобы прогреть землю.
Источник