První důvod zemská osa je nakloněna vzhledem k ose rotace. Pokud si představíte zemi jako kouli, její osa ji prostupuje svislým směrem. Tento sklon osy způsobuje, že slunce svítí různými Jasy v různých ročních obdobích. V zimě je slunce na obloze nižší než v létě a kvůli tomu svítí slaběji.
Druhý důvod souvisí s přesností, s jakou Země obíhá kolem Slunce. Eliptický tvar oběžné dráhy činí dráhu Země poněkud odlišnou a způsobuje, že naše Slunce je v různých ročních obdobích v různé vzdálenosti od země. V zimě je slunce dále od nás než v létě, takže jeho paprsky se k nám dostávají s větší délkou cesty a stmívají se.
Třetí důvod – atmosféra Země. Vzduchové hmoty, které obklopují naši planetu, ovlivňují pronikání slunečního světla. V zimě je hustota atmosféry vyšší než v létě, což způsobuje, že část slunečních paprsků je absorbována nebo rozptýlena ve vzduchu. To způsobuje, že Slunce v zimě svítí slaběji než v létě.
Vliv náklonu zemské osy
V létě je zemská osa nakloněna ke slunci pod úhlem přibližně 23,5 stupňů. To je jeden z hlavních důvodů, proč v létě získáváme více slunečního světla a tepla. Když je slunce vysoko nad obzorem, jeho paprsky procházejí menší tloušťkou atmosféry, což jim umožňuje zesílit a dosáhnout země s větší intenzitou.
V zimě, kdy se sklon zemské osy dívá na sever, se úhly dopadu slunečních paprsků na zemský povrch zmenšují. Slunce je níže nad obzorem a jeho paprsky procházejí tloušťkou atmosféry a ztrácejí část energie a intenzity. Proto v zimě vidíme, že slunce svítí slaběji a dává méně tepla.
Sklon zemské osy tedy hraje významnou roli v různé intenzitě slunečního světla, které získáváme v létě a v zimě. Určuje úhly dopadu slunečních paprsků a podle toho množství energie, kterou přenášejí na naši planetu.
Úhel osvětlení slunce
V zimě je Slunce pod obzorem a jeho paprsky procházejí atmosférou. To způsobí, že sluneční paprsky jsou rozptýleny a absorbovány částicemi vzduchu a také oslabeny více překážkami v cestě, jako jsou mraky, mlha a sněhová pokrývka. Větší úhel dopadu slunečních paprsků navíc znamená, že energie slunečního světla je distribuována do širší oblasti, takže je méně intenzivní.
V létě, kdy je země nakloněna směrem ke Slunci, se úhel dopadu slunečních paprsků na zemský povrch stává rovnějším. To znamená, že sluneční paprsky procházejí menší cestou atmosférou a překážkami, což je činí intenzivnějšími. Navíc zvětšení úhlu dopadu umožňuje slunečním paprskům osvětlit větší plochu a vytvořit jasnější světlo.
Úhel slunečního světla je tedy jedním z hlavních důvodů, proč slunce v zimě svítí slaběji než v létě. Znalost tohoto jevu může pomoci vysvětlit, proč jsou dny v zimě kratší a sluneční světlo méně intenzivní.
Délka dne
Kromě toho je severní polokoule v zimě ve stavu zvaném půlnoční slunce. To znamená, že Slunce je nízko nad obzorem a prochází malou částí své oběžné dráhy. Zkrácení denního světla způsobuje, že Slunce tráví na obloze méně času, což vede k celkovému snížení světelné energie dosahující země.
Kombinace těchto faktorů vede v zimě k tomu, že sluneční paprsky procházejí delší cestou v atmosféře a šíří se více rozptýleně, což vede k celkovému oslabení světla. Kromě toho snížení délky dne také ovlivňuje teplotu vzduchu, což může vést k tvorbě mraků a menšímu počtu slunečních hodin denně.
Obecně je snížení délky dne hlavním důvodem, proč v zimě slunce svítí slaběji než v létě. Je to přirozený proces spojený s orbitálním pohybem Země a nakloněním její osy. Navzdory tomu však sluneční energie stále hraje důležitou roli v metabolických procesech rostlin a zvířat a v celkové biologické a klimatické aktivitě naší planety.
Distribuce solární energie
V zimě, kvůli sklonu země vůči Slunci, sluneční paprsky procházejí atmosférou delší cestou. Při tomto průchodu interagují s částicemi vzduchu, aerosoly a mraky, což vede k rozptylu a absorpci části energie. Také v zimě, kvůli nižší sluneční aktivitě, přichází na Zemi méně sluneční energie.
Je třeba také poznamenat, že v zimním období, kvůli větším úhlům dopadu slunečních paprsků, je jejich energie distribuována na velkou plochu zemského povrchu. To znamená, že každý metr čtvereční zemského povrchu přijímá méně energie než v letním období. V zimě se navíc zkracuje denní doba sluneční aktivity, což také snižuje množství získané energie.
Rozložení sluneční energie v zimním období tak ovlivňuje, proč slunce svítí slaběji. Rozptyl, absorpce a úhel dopadu paprsků a zkrácení denního světla jsou faktory, které společně určují intenzitu slunečního světla v zimě.
Atmosférická difúze
Během zimy, kdy je Slunce pod obzorem, musí světlo proletět větší vzdáleností atmosférou než v létě. V důsledku toho je světlo vystaveno intenzivnější atmosférické difúzi, která způsobuje rozptyl světla v různých směrech.
Vzduch obsahuje nejmenší částice, jako jsou aerosoly, prach a vodní kapičky, které mohou rozptylovat světlo. V důsledku toho se kratší vlnová část spektra světla (modro-modrá) rozptýlí více než dlouhovlnná část (červená). Když slunce stojí nízko na obzoru, světlo musí projít hustší částí atmosféry, které je dosaženo větším průchodným úhlem.
Atmosférická difúze tedy hraje významnou roli při oslabení slunečního světla v zimě. Opačná situace je pozorována v létě, kdy je Slunce nad obzorem a světlo prochází atmosférou na nižším průchodném úhlu. To způsobuje menší rozptyl světla a vnímáme ho jako jasnější a silnější.