Спросите Итана №42: Светит ли летом Солнце ярче?
В наиболее горячие моменты сезонов,– летом в северном полушарии, и зимой в южном,- вы наверняка ждёте одного из перечисленных явлений:
— тёплые, яркие, долгие солнечные дни
— холодные, короткие, пасмурные деньки, которые лучше всего проводить дома
Но отчего эти дни становятся такими? Читатель спрашивает:
Мне кажется, что летом солнце светит ярче. Но если учесть изменение расстояния от Земли до Солнца в течение года, может ли быть реально такая разница в яркости?
Без сомнений, разница в видимой яркости солнца в дни летнего и зимнего солнцестояний достаточно заметна.
Для читателей, живущих вне тропиков (на широтах более 23,4°), привычным является летнее солнцестояние, когда солнце приближается к зениту сильнее всего. Во время зимнего солнцестояния максимальный подъём солнца над горизонтом на 46,8° меньше, чем во время летнего.
И эту разницу можно не только видеть, но и почувствовать – по температуре!
Нет сомнений, что солнце в зените ощущается более интенсивным, чем невысоко над горизонтом. Поэтому, даже без учёта задержки прогревания атмосферы, ближе к полудню температура выше, чем утром или после заката.
Но действительно ли солнце в зените более яркое?
Не совсем. Вы наверняка слышали о солнечных циклах и колебаниях интенсивности. При этом эти колебания относительно малы. В верхней части атмосферы Земли принимаемая энергия на единицу площади составляет от 1365,5 Вт/м 2 до 1366,5 Вт/м 2 .
Иначе говоря, интенсивность излучения солнца меняется на 0,1%. Это вряд ли можно почувствовать.
С другой стороны, можно задаться вопросом расстояния от Земли до Солнца. Земля движется по эллиптической орбите. Возможно ли, что интенсивность доходящего до нас излучения меняется из-за изменения расстояния до Солнца?
Но и это тоже оказывает крайне малое влияние. На минимальном расстоянии от Солнца мы получаем энергии всего на 6% больше, чем на максимальном (интенсивность обратно пропорциональна квадрату расстояния). 6% больше, чем 0,1%, но всё равно пренебрежимо.
На самом деле на интенсивность в основном влияют два эффекта, происходящие от одного и того же феномена: наклона оси.
Когда свет от Солнца доходит до Земли, а Солнце находится прямо у вас над головой, то все эти 1366 Вт на кв.м. передаются на тот квадратный метр, на котором вы находитесь. Но если Солнце находится под углом, эта энергии распределяется по гораздо большей площади.
Если вспомнить тригонометрию, то количество энергии 1366 ± 0.1% ± 6% нужно помножить на косинус угла, откладываемого от зенита.
Вариация интенсивности на 6.1% оказывается эквивалентной разнице в 3,5° угла нахождения Солнца. Основной эффект состоит в том, что энергия распределяется по большей площади, поэтому меньше её доходит до того места, где находитесь вы.
Второй эффект заключается в том, что свету от Солнца необходимо пройти через атмосферу.
Атмосфера способна рассеивать излучение, включая и солнечный свет. Когда Солнце находится у нас над головой (90°), свету приходиться пройти около 100 км атмосферы. А если оно находится под углом в 45° — то 141 км атмосферы, что сильно уменьшает его интенсивность.
Вообще говоря, на моей широте, порядка 45°, солнечный свет проходит сквозь 108 км атмосферы в полдень летнего солнцестояния, и 272 км в полдень зимнего – почти в 3 раза больше!
Поэтому закаты и рассветы, хоть и красивы, но совершенно не дают тепла. Значит, ни наше расстояние от солнца, ни колебания его интенсивности не влияют на интенсивность доходящего до нас света. На это влияет лишь то, под каким углом лучи падают на земную поверхность и то, какую толщину атмосферы им приходится проходить.
Источник
ТОП-42: Самые интересные факты о Солнце
Флора и фауна
Солнце — единственная звезда Солнечной системы и одна из звёзд нашей Галактики. От Солнца зависит жизнь на нашей планете.
Теорию о том, что планеты вращаются именно вокруг Солнца, предложили ещё в III веке до нашей эры. Сегодня учёные со всего мира изучили Солнце намного лучше, но до сих пор звезда скрывает в себе много неразгаданных тайн, которые, возможно, со временем будут раскрыты человечеством.
Интересные факты о Солнце
1. По данным исследователей, Солнце сформировалось более 4,6 миллиардов лет назад. Причиной формирования является распад части гигантского молекулярного облака, в состав которого преимущественно входили водород и гелий.
2. Расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров. Если провести аналогию с автомобильной трассой, то при движении автомобиля со скоростью 105 км/ч такое длительное расстояние можно преодолеть за 163 года.
3. Солнце — ближайшая к Земле звезда. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле и определяет климат.
4. На самом деле Солнце не жёлтое и не оранжевое, каким вы видим его на улице. Оно белого цвета. Мы видим его жёлтым только благодаря нашей атмосфере.
5. Солнце хоть и является гигантом для нашей системы, его размеры считаются средними в сравнении с некоторыми другими звёздами во Вселенной. В Солнце могло бы поместиться примерно 1,3 млн. планет, по размерам сопоставимым с Землёй.
6. Фотосфера этой звезды разогрета до температуры 5500°C. Но эти показатели ничто в сравнении с солнечной короной, температура которой способна достигать 10 миллионов °C.
7. В отличие от Земли, у Солнца нет твёрдой поверхности. Звезда состоит преимущественно из гелия и водорода.
8. Первая теория о том, что Солнце является центром нашей системы и именно вокруг Солнца вращается наша Земля и другие планеты, была выдвинута в III веке до нашей эры. Автором теории выступил Аристарх Самосский (философ из Древней Греции).
9. Вокруг Солнца вращается большое количество небесных тел. Среди них восемь больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и их спутники. Также вокруг этой звезды вращаются кометы, астероиды и планеты-карлики.
Солнце вместе со всеми вращающимися вокруг него небесными телами образуют солнечную систему.
10. Около 92% от всего объёма Солнца составляет водород.
11. Закат Солнца на красной планете Марс имеет непривычный для людей цвет — синий.
12. Солнце располагается в 400 раз дальше от Земли, чем спутник нашей планеты Луна.
13. Солнечные затмения упоминались с давних времён (в античных источниках). Возникает данное явление из-за того, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдения на Земле.
14. В год на нашей планете может происходить от 2 до 5 солнечных затмений.
15. Полное солнечное затмение не может продлиться дольше, чем 7 минут и 40 секунд.
16. Солнечный свет и тепло доходит до нашей планеты за 8 минут. Поэтому расстояние от Земли до Солнца составляет 8 световых минут.
17. Интересно, что около 0,0000000006% солнечного «состава» принадлежит золоту.
18. На Солнце воды больше, чем на Земле. Существующие в виде пара молекулы воды сконцентрированы в основном в «солнечных пятнах» и в узком слое под поверхностью звезды.
19. В природе встречается удивительное явление-паргелий. Кроме обычного Солнца на небе можно увидеть несколько ложных солнц (два, три, четыре и даже пять).
Возникает такое необычное и красивое явления природы в результате преломления солнечных лучей в кристалликах льда, витающих в атмосфере.
20. Солнечный ожог может получить не только наша кожа, но и наши глаза.
21. Средняя плотность Солнца составляет 1,4 г/см³ (в 1,4 раза больше, чем у воды).
22. Солнечный свет, поглощаемый растениями ежедневно, преобразуется ими в энергию, количество которой примерно в 6 раз превышает количество энергии, потребляемой человечеством.
23. Современные футурологи выдвигают теорию о том, что все энергопотребности нашей планеты вполне могут быть удовлетворены лишь одной десятитысячной долей солнечного света.
24. Существует явление, которое видели многие на нашей Земле и которое в 5 раз горячее поверхности Солнца. Это молния.
25. Если сопоставить размеры Солнца и других планет нашей системы, то Солнце, например, было бы размером с надувной мяч для пляжных игр. Юпитер при этом был бы размером с мяч для гольфа, а наша Земля — размером с горошину.
26. Эксперименты над расщеплением и преломлением солнечного луча при помощи призмы были проведены впервые Исааком Ньютоном. В 1676 году он при помощи призмы смог получить семицветный цветовой спектр, который большинство из нас знают, как радугу.
27. Температура солнечного ядра — около 15 млн. °C.
28. Вторая по близости к нам звезда — это Сириус. Однако его свет не такой яркий, как у Солнца. Солнце приблизительно в 13 миллиардов раз ярче Сириуса.
29. Ядро Земли почти такое же горячее, как Солнце.
30. Некоторые люди с детства используют хитрость, когда не могут чихнуть, то они смотрят на Солнце. Но интересно, что лишь у 35% людей взгляд на эту горячую звезду провоцирует желанный чих.
31. Согласно исследованиям, приблизительно 30% от всего солнечного излучения, поступающего на нашу планету, отражается и уходит обратно в космос. Остальные же 70% распределяются в океанах, почве и в облаках.
32. Ежесекундно на Солнце сгорает почти 700 миллиардов тонн водорода. Несмотря на такие большие потери, энергии звезде еще хватит на очень долгие годы.
33. Солнечный свет необходим для всего живого. В областях, где за год поступает мало солнечного света, устанавливается низкая температура.
Например, в Тундре, температура воздуха может достигать до −35 °C зимой.
34. В настоящее время известны несколько «двойников» Солнца, которые являются практически полными аналогами нашей звезды по массе, светимости, температуре (±50 К), металличности. Среди них: Бета Гончих Псов, 18 Скорпиона, 37 Близнецов, HD 44594, HIP 56948.
35. Исследователи установили, что солнечный свет является своеобразным дезинфицирующим средством. Он может уничтожать бактерии, помогает вырабатывать витамин Д.
36. Солнце является причиной возникновения северного сияния.
37. Температура звезды отличается в разных его частях. Она достигает от 6 тысяч до 15 миллионов градусов °C.
38. Про Солнце существует огромное количество легенд.
39. Около 99,86 % массы Солнечной системы содержится в Солнце.
40. По мере того, как Солнце постепенно будет расходовать запасы своего водородного горючего, оно будет становиться всё горячее, а его светимость медленно, но неуклонно будет увеличиваться.
41. Учёные предполагают, что примерно через 5 миллиардов лет Солнце истощит запасы водорода и гелия. Затем оно превратится в гигантскую красную звезду, которая поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.
42. На сегодняшний день центр нашей системы находится в полном расцвете сил. Можно сказать, что Солнце достигло середины своего жизненного цикла. Поэтому существовать гигантская звезда будет ещё очень долго.
Источник