การกระจายความร้อนและแสงสว่างบนโลก รังสีดวงอาทิตย์: การเปิดรับแสง รังสีที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์

หากคุณมองดวงอาทิตย์โดยมีเมฆบดบังบางส่วนและซ่อนอยู่หลังกลุ่มน้ำในชั้นบรรยากาศเหล่านี้ คุณอาจเห็นภาพที่คุ้นเคย นั่นคือแสงที่ทะลุผ่านเมฆและตกลงสู่พื้น บางทีก็ดูเหมือนขนานกัน บางทีก็ดูเหมือนห่างกัน บางครั้งสามารถมองเห็นรูปร่างของดวงอาทิตย์ผ่านก้อนเมฆได้ ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? ผู้อ่านของเราในสัปดาห์นี้ถามว่า:

คุณช่วยอธิบายให้ฉันฟังได้ไหมว่าทำไมในวันที่มีเมฆมากคุณจึงเห็นรังสีดวงอาทิตย์ทะลุเมฆได้ สำหรับฉันดูเหมือนว่าเนื่องจากดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าโลกมาก และเนื่องจากโฟตอนที่มาถึงเราตามเส้นทางที่ขนานกันโดยประมาณ เราจึงควรเห็นท้องฟ้าทั้งหมดส่องสว่างเท่าๆ กัน แทนที่จะเห็นลูกบอลแสงเล็กๆ

คนส่วนใหญ่ไม่ได้คิดเกี่ยวกับ ความจริงที่น่าอัศจรรย์การมีอยู่ของแสงแดด

ในวันที่อากาศสดใส ท้องฟ้าจะสว่างไสวทั่วท้องฟ้า รังสีดวงอาทิตย์ตกเกือบขนานกับโลกเพราะดวงอาทิตย์อยู่ไกลมากและมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับโลก บรรยากาศมีความโปร่งใสเพียงพอที่แสงแดดส่องถึงพื้นผิวโลกหรือกระจัดกระจายไปทุกทิศทาง เอฟเฟกต์สุดท้ายมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความจริงที่ว่าในวันที่มีเมฆมากสามารถมองเห็นบางสิ่งได้ภายนอก - บรรยากาศกระจายแสงแดดได้อย่างสมบูรณ์แบบและเติมเต็มพื้นที่โดยรอบด้วย

นี่คือเหตุผลว่าทำไมในวันที่มีแสงแดดจ้า เงาของคุณจึงมืดกว่าพื้นผิวส่วนที่เหลือที่ตกลงไป แต่จะยังคงส่องสว่างอยู่ ในเงาของคุณ คุณสามารถมองเห็นโลกในลักษณะเดียวกับที่ดวงอาทิตย์หายไปหลังเมฆ จากนั้นทุกสิ่งทุกอย่างจะมืดสลัวเหมือนเงาของคุณ แต่ยังคงส่องสว่างด้วยแสงที่กระจัดกระจาย

ด้วยเหตุนี้ เราจึงกลับไปสู่ปรากฏการณ์รังสีดวงอาทิตย์อีกครั้ง ทำไมเมื่อดวงอาทิตย์ซ่อนตัวอยู่หลังเมฆ บางครั้งคุณจึงมองเห็นรังสีแสงได้? แล้วทำไมบางครั้งพวกมันถึงดูเหมือนคอลัมน์คู่ขนาน และบางครั้งก็เหมือนคอลัมน์ที่แยกออกจากกัน?

สิ่งแรกที่ต้องเข้าใจคือการกระจายตัวนั้น แสงแดดเมื่อมันชนกับอนุภาคในชั้นบรรยากาศและเปลี่ยนทิศทางไปทุกทิศทาง มันจะได้ผลเสมอ ไม่ว่าดวงอาทิตย์จะซ่อนตัวอยู่หลังเมฆหรือไม่ก็ตาม ดังนั้นในระหว่างวันจึงมีแสงสว่างในระดับพื้นฐานเสมอ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงเป็น "วัน" ดังนั้นหากต้องการพบความมืดในตอนกลางวันคุณต้องเข้าไปในถ้ำลึกลงไป

รังสีคืออะไร? มาจากช่องว่างหรือส่วนบางๆ ของเมฆ (หรือต้นไม้หรือวัตถุทึบแสงอื่นๆ) ที่ไม่บังแสงแดด แสงที่ส่องโดยตรงนี้ดูสว่างกว่าบริเวณโดยรอบ แต่จะสังเกตเห็นได้ก็ต่อเมื่อตัดกับพื้นหลังที่มืดและเป็นเงา! หากแสงนี้มีอยู่ทุกที่ ก็ไม่มีอะไรโดดเด่น ดวงตาของเราจะปรับตัวเข้ากับแสงนั้น แต่ถ้า ลำแสงสว่างแสงดูสว่างกว่าบริเวณโดยรอบ ดวงตาของคุณสังเกตเห็นสิ่งนี้และบอกความแตกต่างแก่คุณ

แล้วรูปร่างของรังสีล่ะ? คุณอาจคิดว่าเมฆทำหน้าที่เหมือนเลนส์หรือปริซึม โดยหักเหหรือหักเหรังสีและทำให้มันแยกออกจากกัน แต่นั่นไม่เป็นความจริง เมฆดูดซับและเปล่งแสงซ้ำอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เมฆทึบแสง เอฟเฟกต์ลำแสงจะเกิดขึ้นเฉพาะในกรณีที่เมฆไม่ดูดซับเท่านั้น ที่สุดสเวต้า เมื่อทำการวัดปรากฎว่าจริงๆ แล้วรังสีเหล่านี้ขนานกันซึ่งสอดคล้องกับระยะห่างจากดวงอาทิตย์มาก หากคุณสังเกตเห็นรังสีไม่ส่องเข้ามาหาคุณหรืออยู่ห่างจากคุณ แต่ตั้งฉากกับแนวสายตาของคุณ คุณจะพบสิ่งนี้อย่างแน่นอน

เหตุผลที่ดูเหมือนว่ารังสีจะ "มาบรรจบกัน" เข้าหาดวงอาทิตย์สำหรับเรานั้นก็เหมือนกับสาเหตุที่รางหรือพื้นผิวถนนมาบรรจบกันที่จุดหนึ่งสำหรับเรา นี้ เส้นขนานส่วนหนึ่งจะอยู่ใกล้คุณมากกว่าอีกส่วนหนึ่ง ดวงอาทิตย์อยู่ไกลมากและจุดที่ลำแสงมานั้นอยู่ห่างจากคุณมากกว่าจุดที่มันสัมผัสกับโลก! อาจไม่ชัดเจนเสมอไป แต่นั่นคือสาเหตุที่คานมีรูปทรงของคาน ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนเมื่อคุณเห็นว่าคุณอยู่ใกล้ปลายคานแค่ไหน

ดังนั้นเราจึงเป็นหนี้การมีอยู่ของรังสีต่อมุมมองของเงาที่อยู่รอบๆ และความสามารถของดวงตาในการแยกแยะระหว่างความสว่างของแสงโดยตรงและความมืดสัมพัทธ์ที่อยู่รอบๆ และสาเหตุที่รังสีดูเหมือนจะมาบรรจบกันก็เนื่องมาจากมุมมอง และเพราะว่าจุดลงจอดของรังสีแสงที่ขนานกันเหล่านี้อยู่ใกล้เรามากกว่าจุดเริ่มต้นที่ด้านล่างของเมฆ นั่นคือวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังแสงแดด และนั่นคือเหตุผลว่าทำไมดวงอาทิตย์ถึงมีหน้าตาแบบนั้น!

แหล่งที่มาที่สำคัญที่สุดที่พื้นผิวโลกและชั้นบรรยากาศได้รับพลังงานความร้อนคือดวงอาทิตย์ มันส่งพลังงานรังสีจำนวนมหาศาลไปยังอวกาศจักรวาล: ความร้อน แสง อัลตราไวโอเลต ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายด้วยความเร็ว 300,000 กม./วินาที

ความร้อนของพื้นผิวโลกขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ ทั้งหมด แสงอาทิตย์มายังพื้นผิวโลกขนานกัน แต่เนื่องจากโลกมีรูปร่างเป็นทรงกลม รังสีของดวงอาทิตย์จึงตกกระทบส่วนต่างๆ ของพื้นผิวด้านล่าง มุมที่แตกต่างกัน. เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด รังสีของดวงอาทิตย์จะตกในแนวตั้งและโลกจะร้อนขึ้นมากขึ้น

เรียกว่าพลังงานรังสีทั้งชุดที่ส่งมาจากดวงอาทิตย์ รังสีแสงอาทิตย์,โดยปกติจะแสดงเป็นแคลอรี่ต่อหน่วยพื้นที่ผิวต่อปี

รังสีดวงอาทิตย์เป็นตัวกำหนด ระบอบการปกครองของอุณหภูมิโทรโพสเฟียร์ทางอากาศของโลก

ก็ควรสังเกตว่า ทั้งหมด รังสีแสงอาทิตย์มากกว่าสองพันล้านเท่าของปริมาณพลังงานที่โลกได้รับ

การแผ่รังสีที่มาถึงพื้นผิวโลกประกอบด้วยการแผ่รังสีโดยตรงและการแพร่กระจาย

การแผ่รังสีที่มายังโลกโดยตรงจากดวงอาทิตย์ในรูปของแสงแดดโดยตรงภายใต้ท้องฟ้าที่ไม่มีเมฆเรียกว่า ตรง.นำพาความร้อนและแสงสว่างได้มากที่สุด ถ้าโลกของเราไม่มีชั้นบรรยากาศ พื้นผิวโลกจะได้รับเพียงการแผ่รังสีโดยตรงเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อผ่านชั้นบรรยากาศ รังสีดวงอาทิตย์ประมาณหนึ่งในสี่จะกระจัดกระจายไปตามโมเลกุลของก๊าซและสิ่งสกปรก และเบี่ยงเบนไปจากเส้นทางตรง บางส่วนไปถึงพื้นผิวโลกและก่อตัวขึ้น เหม่อลอย รังสีแสงอาทิตย์. ต้องขอบคุณรังสีที่กระจัดกระจาย แสงจึงทะลุผ่านเข้าไปในบริเวณที่แสงแดดโดยตรง (รังสีโดยตรง) ไม่สามารถทะลุผ่านได้ รังสีนี้สร้างแสงกลางวันและให้สีสันแก่ท้องฟ้า

รังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมด

รังสีของดวงอาทิตย์ที่มายังโลกทั้งหมดนั้น รังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดกล่าวคือผลรวมของการแผ่รังสีโดยตรงและแบบกระจาย (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดสำหรับปี

การกระจายรังสีดวงอาทิตย์เหนือพื้นผิวโลก

รังสีดวงอาทิตย์กระจายไม่เท่ากันทั่วโลก มันขึ้นอยู่กับ:

1. ในเรื่องความหนาแน่นและความชื้นของอากาศ ยิ่งสูง พื้นผิวโลกจะได้รับรังสีน้อยลง

2. ขึ้นอยู่กับละติจูดทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ - ปริมาณรังสีจะเพิ่มขึ้นจากขั้วถึงเส้นศูนย์สูตร ปริมาณการแผ่รังสีดวงอาทิตย์โดยตรงขึ้นอยู่กับความยาวของเส้นทางที่รังสีดวงอาทิตย์เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศ เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด (มุมตกกระทบของรังสีคือ 90°) รังสีของมันกระทบโลกผ่านเส้นทางที่สั้นที่สุดและปล่อยพลังงานอย่างเข้มข้นไปยังพื้นที่เล็กๆ บนโลก สิ่งนี้เกิดขึ้นในแถบระหว่าง 23° N ว. และ 23° ใต้ sh. คือ ระหว่างเขตร้อน เมื่อคุณเคลื่อนตัวออกจากโซนนี้ไปทางทิศใต้หรือทิศเหนือ ความยาวเส้นทางของรังสีดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้น นั่นคือมุมของการตกกระทบบนพื้นผิวโลกจะลดลง รังสีเริ่มตกลงบนพื้นโลกในมุมที่เล็กลงราวกับกำลังเลื่อนเข้าใกล้เส้นสัมผัสกันในบริเวณขั้วโลก เป็นผลให้กระแสพลังงานเดียวกันถูกกระจายไปทั่ว พื้นที่ขนาดใหญ่ดังนั้นปริมาณพลังงานสะท้อนจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้น ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรซึ่งรังสีดวงอาทิตย์ตกบนพื้นผิวโลกทำมุม 90° ปริมาณการแผ่รังสีดวงอาทิตย์โดยตรงที่พื้นผิวโลกได้รับก็จะสูงกว่า และเมื่อเราเคลื่อนตัวเข้าหาขั้ว ปริมาณนี้ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ลดลง นอกจากนี้ความยาวของวันยังขึ้นอยู่กับละติจูดของพื้นที่ด้วย เวลาที่ต่างกันซึ่งกำหนดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้าสู่พื้นผิวโลกด้วย

3. จากการเคลื่อนที่ของโลกประจำปีและรายวัน - ในละติจูดกลางและละติจูดสูง การแผ่รังสีดวงอาทิตย์จะแตกต่างกันอย่างมากตามฤดูกาล ซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงเที่ยงวันของดวงอาทิตย์และความยาวของวัน

4.โดยธรรมชาติของพื้นผิวโลก - ยิ่งพื้นผิวเบาเท่าไรก็ยิ่งสะท้อนแสงอาทิตย์มากขึ้นเท่านั้น ความสามารถของพื้นผิวในการสะท้อนรังสีเรียกว่า อัลเบโด้(จากภาษาละติน ความขาว) หิมะสะท้อนรังสีได้แรงเป็นพิเศษ (90%) ทรายอ่อนกว่า (35%) และดินสีดำยิ่งอ่อนแรง (4%)

พื้นผิวโลกดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ (การดูดซับรังสี)ร้อนขึ้นและแผ่ความร้อนออกสู่ชั้นบรรยากาศ (รังสีสะท้อน).ชั้นล่างของชั้นบรรยากาศปิดกั้นรังสีจากภาคพื้นดินเป็นส่วนใหญ่ รังสีที่พื้นผิวโลกดูดซับนั้นถูกใช้ไปเพื่อให้ความร้อนแก่ดิน อากาศ และน้ำ

ส่วนหนึ่งของรังสีทั้งหมดที่เหลืออยู่หลังจากการสะท้อนและการแผ่รังสีความร้อนของพื้นผิวโลกเรียกว่า ความสมดุลของรังสีความสมดุลของการแผ่รังสีของพื้นผิวโลกจะแตกต่างกันไปในระหว่างวันและตามฤดูกาลของปี แต่โดยเฉลี่ยแล้วในแต่ละปีจะมีค่าเป็นบวกในทุกที่ ยกเว้นทะเลทรายน้ำแข็งในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา ค่าสูงสุด ความสมดุลของรังสีไปถึงละติจูดต่ำ (ระหว่าง 20° N ถึง 20° S) - มากกว่า 42 * 10 2 J/m 2 ที่ละติจูดประมาณ 60 ° ของซีกโลกทั้งสองจะลดลงเหลือ 8 * 10 2 -13 * 10 2 J/m2 .

รังสีดวงอาทิตย์ให้พลังงานมากถึง 20% สู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งกระจายไปทั่วความหนาของอากาศ ดังนั้นความร้อนของอากาศที่ทำให้เกิดจึงค่อนข้างน้อย ดวงอาทิตย์ทำให้พื้นผิวโลกร้อนขึ้น ซึ่งถ่ายเทความร้อนไปยังอากาศในชั้นบรรยากาศเนื่องจาก การพาความร้อน(ตั้งแต่ lat. การพาความร้อน- การส่งมอบ) กล่าวคือ การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของอากาศร้อนที่ได้รับความร้อนที่พื้นผิวโลก แทนที่อากาศที่เย็นกว่าลงมา นี่เป็นวิธีที่บรรยากาศได้รับความร้อนส่วนใหญ่ โดยเฉลี่ยมากกว่าดวงอาทิตย์โดยตรงจากดวงอาทิตย์ถึงสามเท่า

การแสดงตนใน คาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำจะช่วยป้องกันความร้อนที่สะท้อนจากพื้นผิวโลกไม่ให้หลุดออกไปนอกอวกาศได้อย่างอิสระ พวกเขาสร้าง ปรากฏการณ์เรือนกระจก,เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิบนโลกระหว่างวันไม่เกิน 15 °C หากไม่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ พื้นผิวโลกจะเย็นลงประมาณ 40-50 °C ในชั่วข้ามคืน

เป็นผลจากขนาดที่เพิ่มมากขึ้น กิจกรรมทางเศรษฐกิจผู้คน - การเผาไหม้ถ่านหินและน้ำมันที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน การปล่อยก๊าซเรือนกระจก สถานประกอบการอุตสาหกรรมการเพิ่มการปล่อยก๊าซรถยนต์ - ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นซึ่งส่งผลให้เพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์เรือนกระจกและคุกคามการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก

รังสีของดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศกระทบพื้นผิวโลกและให้ความร้อนซึ่งในทางกลับกันก็ปล่อยความร้อนออกสู่ชั้นบรรยากาศ สิ่งนี้จะอธิบาย คุณลักษณะเฉพาะโทรโพสเฟียร์: อุณหภูมิอากาศลดลงตามความสูง แต่มีบางกรณีที่ชั้นบรรยากาศที่สูงกว่ากลายเป็นความอบอุ่นมากกว่าชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การผกผันของอุณหภูมิ(จากภาษาละติน inversio - การพลิกกลับ)

หากคุณมองดวงอาทิตย์โดยมีเมฆบดบังบางส่วนและซ่อนอยู่หลังกลุ่มน้ำในชั้นบรรยากาศเหล่านี้ คุณอาจเห็นภาพที่คุ้นเคย นั่นคือแสงที่ทะลุผ่านเมฆและตกลงสู่พื้น บางทีก็ดูเหมือนขนานกัน บางทีก็ดูเหมือนห่างกัน บางครั้งสามารถมองเห็นรูปร่างของดวงอาทิตย์ผ่านก้อนเมฆได้ ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? ผู้อ่านของเราในสัปดาห์นี้ถามว่า:

คุณช่วยอธิบายให้ฉันฟังได้ไหมว่าทำไมในวันที่มีเมฆมากคุณจึงเห็นรังสีดวงอาทิตย์ทะลุเมฆได้ สำหรับฉันดูเหมือนว่าเนื่องจากดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าโลกมาก และเนื่องจากโฟตอนที่มาถึงเราตามเส้นทางที่ขนานกันโดยประมาณ เราจึงควรเห็นท้องฟ้าทั้งหมดส่องสว่างเท่าๆ กัน แทนที่จะเห็นลูกบอลแสงเล็กๆ

คนส่วนใหญ่ไม่ได้คิดถึงข้อเท็จจริงอันน่าอัศจรรย์ที่ว่ารังสีดวงอาทิตย์มีอยู่จริงด้วยซ้ำ

ในวันที่อากาศสดใส ท้องฟ้าจะสว่างไสวทั่วท้องฟ้า รังสีดวงอาทิตย์ตกเกือบขนานกับโลกเพราะดวงอาทิตย์อยู่ไกลมากและมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับโลก บรรยากาศมีความโปร่งใสเพียงพอที่แสงแดดส่องถึงพื้นผิวโลกหรือกระจัดกระจายไปทุกทิศทาง เอฟเฟกต์สุดท้ายมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความจริงที่ว่าในวันที่มีเมฆมากสามารถมองเห็นบางสิ่งได้ภายนอก - บรรยากาศกระจายแสงแดดได้อย่างสมบูรณ์แบบและเติมเต็มพื้นที่โดยรอบด้วย

นี่คือเหตุผลว่าทำไมในวันที่มีแสงแดดจ้า เงาของคุณจึงมืดกว่าพื้นผิวส่วนที่เหลือที่ตกลงไป แต่จะยังคงส่องสว่างอยู่ ในเงาของคุณ คุณสามารถมองเห็นโลกในลักษณะเดียวกับที่ดวงอาทิตย์หายไปหลังเมฆ จากนั้นทุกสิ่งทุกอย่างจะมืดสลัวเหมือนเงาของคุณ แต่ยังคงส่องสว่างด้วยแสงที่กระจัดกระจาย

ด้วยเหตุนี้ เราจึงกลับไปสู่ปรากฏการณ์รังสีดวงอาทิตย์อีกครั้ง ทำไมเมื่อดวงอาทิตย์ซ่อนตัวอยู่หลังเมฆ บางครั้งคุณจึงมองเห็นรังสีแสงได้? แล้วทำไมบางครั้งพวกมันถึงดูเหมือนคอลัมน์คู่ขนาน และบางครั้งก็เหมือนคอลัมน์ที่แยกออกจากกัน?

สิ่งแรกที่ต้องทำความเข้าใจก็คือ การกระเจิงของแสงอาทิตย์เมื่อชนกับอนุภาคในบรรยากาศและถูกเปลี่ยนทิศทางไปทุกทิศทาง จะได้ผลเสมอ ไม่ว่าดวงอาทิตย์จะซ่อนอยู่หลังเมฆหรือไม่ก็ตาม ดังนั้นในระหว่างวันจึงมีแสงสว่างในระดับพื้นฐานเสมอ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงเป็น "วัน" ดังนั้นหากต้องการพบความมืดในตอนกลางวันคุณต้องเข้าไปในถ้ำลึกลงไป

รังสีคืออะไร? มาจากช่องว่างหรือส่วนบางๆ ของเมฆ (หรือต้นไม้หรือวัตถุทึบแสงอื่นๆ) ที่ไม่บังแสงแดด แสงที่ส่องโดยตรงนี้ดูสว่างกว่าบริเวณโดยรอบ แต่จะสังเกตเห็นได้ก็ต่อเมื่อตัดกับพื้นหลังที่มืดและเป็นเงา! หากแสงนี้มีอยู่ทุกที่ ก็ไม่มีอะไรโดดเด่น ดวงตาของเราจะปรับตัวเข้ากับแสงนั้น แต่หากลำแสงที่สว่างจ้าสว่างกว่าบริเวณโดยรอบ ดวงตาของคุณจะสังเกตเห็นสิ่งนี้และบอกความแตกต่างแก่คุณ

แล้วรูปร่างของรังสีล่ะ? คุณอาจคิดว่าเมฆทำหน้าที่เหมือนเลนส์หรือปริซึม โดยหักเหหรือหักเหรังสีและทำให้มันแยกออกจากกัน แต่นั่นไม่เป็นความจริง เมฆดูดซับและเปล่งแสงซ้ำอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เมฆทึบแสง เอฟเฟกต์รังสีจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อเมฆไม่ดูดซับแสงส่วนใหญ่เท่านั้น เมื่อทำการวัดปรากฎว่าจริงๆ แล้วรังสีเหล่านี้ขนานกันซึ่งสอดคล้องกับระยะห่างจากดวงอาทิตย์มาก หากคุณสังเกตเห็นรังสีไม่ส่องเข้ามาหาคุณหรืออยู่ห่างจากคุณ แต่ตั้งฉากกับแนวสายตาของคุณ คุณจะพบสิ่งนี้อย่างแน่นอน

เหตุผลที่ดูเหมือนว่ารังสีจะ "มาบรรจบกัน" เข้าหาดวงอาทิตย์สำหรับเรานั้นก็เหมือนกับสาเหตุที่รางหรือพื้นผิวถนนมาบรรจบกันที่จุดหนึ่งสำหรับเรา เส้นเหล่านี้คือเส้นขนาน ซึ่งส่วนหนึ่งอยู่ใกล้คุณมากกว่าอีกส่วนหนึ่ง ดวงอาทิตย์อยู่ไกลมากและจุดที่ลำแสงมานั้นอยู่ห่างจากคุณมากกว่าจุดที่มันสัมผัสกับโลก! อาจไม่ชัดเจนเสมอไป แต่นั่นคือสาเหตุที่คานมีรูปทรงของคาน ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนเมื่อคุณเห็นว่าคุณอยู่ใกล้ปลายคานแค่ไหน

ดังนั้นเราจึงเป็นหนี้การมีอยู่ของรังสีต่อมุมมองของเงาที่อยู่รอบๆ และความสามารถของดวงตาในการแยกแยะระหว่างความสว่างของแสงโดยตรงและความมืดสัมพัทธ์ที่อยู่รอบๆ และสาเหตุที่รังสีดูเหมือนจะมาบรรจบกันก็เนื่องมาจากมุมมอง และเพราะว่าจุดลงจอดของรังสีแสงที่ขนานกันเหล่านี้อยู่ใกล้เรามากกว่าจุดเริ่มต้นที่ด้านล่างของเมฆ นั่นคือวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังแสงแดด และนั่นคือเหตุผลว่าทำไมดวงอาทิตย์ถึงมีหน้าตาแบบนั้น!

พระอาทิตย์-ดวงดาว ระบบสุริยะซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนและแสงอันพราวพราวจำนวนมหาศาล แม้ว่าดวงอาทิตย์จะอยู่ห่างจากเราพอสมควรและมีรังสีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่มาถึงเรา แต่ก็เพียงพอแล้วสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลก ดาวเคราะห์ของเราหมุนรอบดวงอาทิตย์ในวงโคจร ถ้าด้วย ยานอวกาศหากคุณสังเกตโลกตลอดทั้งปี คุณจะสังเกตเห็นว่าดวงอาทิตย์ส่องสว่างเพียงครึ่งหนึ่งของโลกเสมอ ดังนั้นที่นั่นจะมีกลางวัน และอีกครึ่งหนึ่งในเวลานี้จะมีกลางคืน พื้นผิวโลกได้รับความร้อนเฉพาะในเวลากลางวันเท่านั้น

โลกของเราร้อนไม่สม่ำเสมอ ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของโลกอธิบายได้จากรูปร่างทรงกลม ดังนั้นมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ในพื้นที่ต่างๆ จึงแตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าส่วนต่างๆ ของโลกจะได้รับความร้อนในปริมาณที่ต่างกัน ที่เส้นศูนย์สูตร รังสีดวงอาทิตย์ตกในแนวตั้ง และทำให้โลกร้อนอย่างมาก ยิ่งห่างจากเส้นศูนย์สูตร มุมตกกระทบของลำแสงก็จะยิ่งเล็กลง ดังนั้น ดินแดนเหล่านี้จะได้รับความร้อนน้อยลง ลำแสงรังสีดวงอาทิตย์ที่มีกำลังเท่ากันจะทำความร้อนในพื้นที่ที่เล็กกว่ามากเนื่องจากตกลงในแนวตั้ง นอกจากนี้รังสีที่ตกกระทบในมุมที่เล็กกว่าเส้นศูนย์สูตรทะลุผ่านเข้าไปได้ ทางอีกต่อไปส่งผลให้รังสีของดวงอาทิตย์บางส่วนกระจัดกระจายในชั้นโทรโพสเฟียร์และไปไม่ถึงพื้นผิวโลก ทั้งหมดนี้บ่งชี้ว่าระยะทางจากเส้นศูนย์สูตรไปทางทิศเหนือหรือทิศใต้จะลดลง เมื่อมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ลดลง

ระดับความร้อนของพื้นผิวโลกยังได้รับอิทธิพลจากการที่แกนของโลกเอียงกับระนาบการโคจร ซึ่งโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์เต็มวงด้วยมุม 66.5° และหันไปทางทิศเหนือเสมอ มุ่งหน้าสู่ดาวเหนือ

ลองจินตนาการว่าโลกซึ่งเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์มีแกนโลกตั้งฉากกับระนาบของวงโคจรการหมุน จากนั้นพื้นผิวที่ละติจูดต่างกันจะได้รับความร้อนคงที่ตลอดทั้งปี มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์จะคงที่ตลอดเวลา กลางวันจะเท่ากับกลางคืนเสมอ และฤดูกาลจะไม่เปลี่ยนแปลง ที่เส้นศูนย์สูตร สภาพเหล่านี้จะแตกต่างไปจากสภาพปัจจุบันเล็กน้อย มันมีอิทธิพลสำคัญต่อความร้อนของพื้นผิวโลกและต่อความเอียงทั้งหมดของแกนโลกอย่างแม่นยำในละติจูดพอสมควร

ในระหว่างปีนั่นคือในช่วงการปฏิวัติโลกรอบดวงอาทิตย์ทั้งหมดสี่วันเป็นที่น่าสังเกตเป็นพิเศษ: 21 มีนาคม 23 กันยายน 22 มิถุนายน 22 ธันวาคม

เขตร้อนและวงกลมขั้วโลกแบ่งพื้นผิวโลกออกเป็นโซนที่แตกต่างกันในการส่องสว่างจากแสงอาทิตย์และปริมาณความร้อนที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ มีโซนแสงสว่าง 5 โซน ได้แก่ โซนขั้วโลกเหนือและใต้ซึ่งได้รับแสงและความร้อนน้อย โซนอากาศร้อน และโซนเหนือและใต้ซึ่งได้รับแสงและความร้อนมากกว่าโซนขั้วโลกแต่น้อยกว่าเขตร้อน คน

โดยสรุปแล้ว เราสามารถสรุปได้ทั่วไปว่า ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและการส่องสว่างของพื้นผิวโลกสัมพันธ์กับสภาพทรงกลมของโลกของเรา และกับการเอียงของแกนโลกเป็น 66.5° กับวงโคจรรอบดวงอาทิตย์

ชีวิตบนโลกของเราขึ้นอยู่กับปริมาณแสงแดดและความร้อน มันน่ากลัวที่จะจินตนาการแม้สักครู่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากไม่มีดาวบนท้องฟ้าเช่นดวงอาทิตย์ หญ้าทุกใบ ทุกใบไม้ ทุกดอกไม้ ต้องการความอบอุ่นและแสงสว่าง ดังเช่นคนในอากาศ

มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์เท่ากับความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า

ปริมาณแสงแดดและความร้อนที่มาถึงพื้นผิวโลกเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมุมตกกระทบของรังสี รังสีดวงอาทิตย์สามารถกระทบโลกได้ในมุม 0 ถึง 90 องศา มุมของการกระทบของรังสีบนโลกนั้นแตกต่างกันเนื่องจากดาวเคราะห์ของเรามีลักษณะเป็นทรงกลม ยิ่งมีขนาดใหญ่ก็ยิ่งเบาและอุ่นขึ้น

ดังนั้น หากลำแสงทำมุม 0 องศา มันก็จะเลื่อนไปตามพื้นผิวโลกโดยไม่ให้ความร้อนเท่านั้น มุมตกกระทบนี้เกิดขึ้นที่ขั้วโลกเหนือและใต้ เลยเส้นอาร์กติกเซอร์เคิล เมื่อทำมุมฉาก รังสีดวงอาทิตย์จะตกที่เส้นศูนย์สูตรและบนพื้นผิวระหว่างทิศใต้กับ

หากมุมของรังสีดวงอาทิตย์ตกกระทบพื้นเป็นเส้นตรง แสดงว่าเป็นเช่นนั้น

ดังนั้นรังสีบนพื้นผิวโลกและความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าจึงเท่ากัน ขึ้นอยู่กับละติจูดทางภูมิศาสตร์ ยิ่งละติจูดใกล้ศูนย์ มุมตกกระทบของรังสีก็จะยิ่งใกล้ถึง 90 องศา ดวงอาทิตย์ยิ่งอยู่เหนือขอบฟ้าสูงเท่าใด ก็ยิ่งอบอุ่นและสว่างมากขึ้นเท่านั้น

วิธีที่ดวงอาทิตย์เปลี่ยนความสูงเหนือขอบฟ้า

ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าไม่ได้ ค่าคงที่. ตรงกันข้ามมันเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ เหตุผลก็คือการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของโลกรอบดาวฤกษ์ดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับการหมุนของโลกรอบแกนของมันเอง ผลก็คือ กลางวันตามกลางคืน และฤดูกาลก็ไล่ตามกัน

ดินแดนระหว่างเขตร้อนได้รับความร้อนและแสงสว่างมากที่สุด กลางวันและกลางคืนมีระยะเวลาเกือบเท่ากัน และดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดปีละ 2 ครั้ง

พื้นผิวเหนือเส้นอาร์กติกเซอร์เคิลได้รับความร้อนและแสงสว่างน้อยลง แนวคิดต่างๆ เช่น กลางคืน ซึ่งกินเวลาประมาณหกเดือน

วันแห่งฤดูใบไม้ร่วงและวิษุวัตฤดูใบไม้ผลิ

มีวันโหราศาสตร์หลักๆ อยู่ 4 วัน ซึ่งกำหนดโดยความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า วันที่ 23 กันยายน และ 21 มีนาคม เป็นวันศารทวิษุวัตและฤดูใบไม้ผลิ ซึ่งหมายความว่า ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าในเดือนกันยายนและมีนาคมในวันนี้คือ 90 องศา

ทิศใต้และมีแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เท่ากัน และความยาวของกลางคืนเท่ากับความยาวของวัน เมื่อฤดูใบไม้ร่วงทางโหราศาสตร์เริ่มต้นขึ้นในซีกโลกเหนือ ฤดูใบไม้ร่วงจะเป็นฤดูใบไม้ผลิ ตรงกันข้ามกับซีกโลกใต้ เช่นเดียวกันกับฤดูหนาวและฤดูร้อน ถ้าเป็นฤดูหนาวในซีกโลกใต้ ก็คือฤดูร้อนในซีกโลกเหนือ

วันแห่งฤดูร้อนและฤดูหนาว

วันที่ 22 มิถุนายน และ 22 ธันวาคม เป็นวันฤดูร้อน ส่วนวันที่ 22 ธันวาคม เป็นวันที่สั้นที่สุดและกลางคืนยาวที่สุดในซีกโลกเหนือ และ พระอาทิตย์ฤดูหนาวอยู่ที่ระดับความสูงต่ำสุดเหนือเส้นขอบฟ้าตลอดทั้งปี

เหนือละติจูด 66.5 องศา ดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าขอบฟ้าและไม่ขึ้น ปรากฏการณ์นี้เมื่อดวงอาทิตย์ฤดูหนาวไม่ขึ้นถึงขอบฟ้า เรียกว่า คืนขั้วโลก ที่สุด คืนสั้น ๆเกิดขึ้นที่ละติจูด 67 องศา และกินเวลาเพียง 2 วัน และยาวนานที่สุดเกิดขึ้นที่ขั้วโลกนานถึง 6 เดือน!

ธันวาคมเป็นเดือนที่ซีกโลกเหนือมีมากที่สุดตลอดทั้งปี คืนที่ยาวนาน. ผู้ชายเข้า. รัสเซียตอนกลางพวกเขาตื่นขึ้นมาเพื่อทำงานในความมืดและกลับมาในความมืด เดือนนี้เป็นเดือนที่ยากลำบากสำหรับหลายๆ คน เนื่องจากการขาดแสงแดดส่งผลต่อสุขภาพกายและสุขภาพจิตของผู้คน ด้วยเหตุนี้ภาวะซึมเศร้าจึงอาจเกิดขึ้นได้

ในมอสโกในปี 2559 พระอาทิตย์ขึ้นวันที่ 1 ธันวาคม เวลา 08.33 น. ในกรณีนี้ความยาวของวันจะเท่ากับ 7 ชั่วโมง 29 นาที จะเช้ามากเวลา 16.03 น. ค่ำคืนนี้จะเป็นเวลา 16 ชั่วโมง 31 นาที ดังนั้นปรากฎว่าความยาวของกลางคืนมากกว่าความยาวของวันถึง 2 เท่า!

วันปีนี้ เหมายัน- 21 ธันวาคม. วันที่สั้นที่สุดจะใช้เวลา 7 ชั่วโมงพอดี จากนั้นสถานการณ์เดียวกันจะคงอยู่เป็นเวลา 2 วัน และตั้งแต่วันที่ 24 ธันวาคม วันจะเริ่มทำกำไรแบบช้าๆแต่ชัวร์

โดยเฉลี่ยแล้ว กลางวันจะเพิ่มขึ้นหนึ่งนาทีต่อวัน เมื่อสิ้นเดือน พระอาทิตย์ขึ้นในเดือนธันวาคมจะตรงเวลา 9 โมงพอดี ซึ่งช้ากว่าวันที่ 1 ธันวาคม 27 นาที

วันที่ 22 มิถุนายน เป็นครีษมายัน ทุกอย่างเกิดขึ้นตรงกันข้าม ตลอดทั้งปี วันที่นี้เป็นวันที่ยาวนานที่สุดและเป็นคืนที่สั้นที่สุด สิ่งนี้ใช้กับซีกโลกเหนือ

ใน Yuzhny มันเป็นอีกทางหนึ่ง มีสิ่งที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับวันนี้ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ. วันขั้วโลกเริ่มต้นเหนือ Arctic Circle โดยดวงอาทิตย์ไม่ตกใต้เส้นขอบฟ้าที่ขั้วโลกเหนือเป็นเวลา 6 เดือน ค่ำคืนสีขาวอันลึกลับเริ่มต้นขึ้นที่เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในเดือนมิถุนายน มีอายุตั้งแต่ประมาณกลางเดือนมิถุนายนเป็นเวลาสองถึงสามสัปดาห์

วันโหราศาสตร์ทั้ง 4 นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ 1-2 วันตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ปีสุริยะไม่ตรงกับปีปฏิทินเสมอไป การเปลี่ยนแปลงยังเกิดขึ้นในช่วงปีอธิกสุรทิน

ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าและสภาพภูมิอากาศ

ดวงอาทิตย์ถือเป็นปัจจัยหนึ่งที่ก่อให้เกิดสภาพอากาศที่สำคัญที่สุด ขึ้นอยู่กับว่าความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าเหนือพื้นที่เฉพาะของพื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร สภาพภูมิอากาศและฤดูกาล

ตัวอย่างเช่น ในฟาร์นอร์ธ รังสีของดวงอาทิตย์ตกในมุมที่เล็กมาก และเคลื่อนตัวไปตามพื้นผิวโลกเท่านั้น โดยไม่ให้ความร้อนเลย ด้วยเหตุนี้สภาพอากาศที่นี่จึงรุนแรงมาก ชั้นดินเยือกแข็งถาวรฤดูหนาวที่หนาวเย็นด้วยลมหนาวและหิมะ

ยิ่งดวงอาทิตย์อยู่สูงเหนือขอบฟ้ามากเท่าไหร่ อากาศก็ยิ่งอุ่นขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ที่เส้นศูนย์สูตร อากาศจะร้อนและเป็นเขตร้อนผิดปกติ ความผันผวนของฤดูกาลแทบไม่รู้สึกถึงบริเวณเส้นศูนย์สูตรเลยในบริเวณเหล่านี้มีฤดูร้อนชั่วนิรันดร์

การวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า

อย่างที่พวกเขาพูดกันว่าทุกสิ่งที่ชาญฉลาดนั้นเรียบง่าย ดังนั้นมันอยู่ที่นี่ อุปกรณ์สำหรับวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้านั้นทำได้ง่ายมาก เป็นพื้นราบมีเสาตรงกลางยาว 1 เมตร ในเวลาเที่ยงวันที่มีแสงแดดสดใส เสาจะทอดเงาให้สั้นที่สุด ด้วยความช่วยเหลือของเงาที่สั้นที่สุดนี้ การคำนวณและการวัดจะดำเนินการ คุณต้องวัดมุมระหว่างปลายเงากับส่วนที่เชื่อมต่อปลายเสากับปลายเงา ค่ามุมนี้จะเป็นมุมของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า อุปกรณ์นี้เรียกว่าโนมอน

Gnomon เป็นเครื่องมือโหราศาสตร์โบราณ มีเครื่องมืออื่นๆ สำหรับวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า เช่น เสกแทนต์ ควอแดรนท์ และแอสโทรลาเบ