Insolation
Az inszoláció kifejezés a "beérkező napsugárzás" szavakból származik. A besugárzást kifejezetten azokra a sugárzásokra alkalmazzák, amelyek először a földi légkörbe, majd a földfelszínre érkeznek. A hő a napenergiából származik, amelyet általában napsugárzásnak neveznek. A "besugárzás" a földfelszínt elérő napsugárzás. A percenként négyzetcentiméterenként érkező napenergia mennyiségével mérhető. Hasonlóképpen, a Földet érő napenergiát nevezzük besugárzásnak. Ez a beérkező napsugárzás mennyisége, amelyet a Föld felszínének egy egységnyi területe fogad. A bolygó felszínére jutó napenergia az évszaktól, a földrajzi szélességtől, a légkör átlátszóságától és az oldaliránytól vagy a talaj lejtésétől függően változik.
A napsugárzás befolyásolja a hőmérsékletet. Minél nagyobb a benapozottság, annál magasabb a hőmérséklet.
Egy adott napon a legerősebb napsugárzás délben érkezik.
A Föld éghajlatát nagyrészt a bolygó energiája határozza meg.
Európa napsugárzási térképe
Napsugárzás Afrikában és a Közel-Keleten
Elszigetelt dombok a Monument Valleyben, Egyesült Államok.
A besugárzást befolyásoló tényezők
A Föld felszínére érkező napsugárzás mennyisége nem mindenhol egyenletes. Helytől és időtől függően változik. Amikor a trópusi régiókban a legnagyobb az éves napsugárzás, a sarkok felé fokozatosan csökken. Nyáron több, télen kevesebb a besugárzás. A beeső napfény mennyiségét befolyásoló főbb tényezők a következők: - A napfényes időjárás.
- Napállandó
- A napsugarak beesési szöge
- A nap időtartama
- Föld távolsága a Naptól
- A légkör átláthatósága
Napállandó
A földi légkör tetején kapott besugárzást a napállandóval fejezzük ki.A légkör felszínének tetején (termopauza) a napsugárra merőleges síkban kapott besugárzást a napsugárzással fejezzük ki. A termopauzánál kapott átlagos besugárzás 1368Wm2 (Watt per négyzetméter) energia (napállandó) rövidhullám formájában. Ezért a Naptól való átlagos távolságra vonatkozóan napállandónak nevezzük. Ezek a napállandók 1 Wm2 felett változnak a napfelszínen fellépő időszakos zavarok és robbanások miatt, amelyek alapvetően a napfoltokhoz kapcsolódnak. A napfoltok a Nap felszínén látható sötét és hűvösebb területek.A legújabb kutatások kimutatták, hogy több és több energia szabadul fel, amikor a napfoltok nagy számban vannak.A napfoltok száma is rendszeresen növekszik vagy csökken, ami egy 11 éves ciklust hoz létre.
A beesési szög
Mivel a Föld egy gömbhöz hasonló geoid, a napsugarak különböző helyeken különböző szögben érik a felszínt. Ez a hely földrajzi szélességétől függ: minél magasabb a földrajzi szélesség, annál kisebb szöget zárnak be a földfelszínnel. A függőleges sugarak által lefedett terület mindig kisebb, mint a ferde sugaraké. Ha nagyobb területet fednek le, az energia eloszlik, és az egységnyi területre jutó nettó energia csökken. Ráadásul a kis szögben érkező napsugarak több légkört járnak át, mint a nagy szögben érkező sugarak.
A nap időtartama
A nap hossza határozza meg a napfény időtartamát, ami befolyásolja a földfelszínt érő napsugárzás mennyiségét. Minél hosszabb a napsütés időtartama, annál nagyobb mennyiségű napsugárzást kap a Föld egy része.Például az Egyenlítőn a nappalok és éjszakák hossza minden hónapban 12 óra, de a sarkvidéki és antarktiszi trópusokon a napsütés időtartama 0 és 24 óra között változik. Az őszi és a tavaszi napéjegyenlőség idején (szeptember 23-án, illetve március 21-én) a Nap délben az egyenlítő fölött áll.Az éjszaka és a nappal az egész Földön egyforma ezeken a napokon, és a maximális napsugárzás az egyenlítőn érkezik, a sarkok felé pedig csökken.Ezt az egyenlítőn függőleges napsugárzás okozza, de a szélességi körök növekedésével a sugarak egyre inkább ferdék lesznek. Ezért a pólusok felé haladva a kapott energia folyamatosan csökken.
A Föld távolsága a Naptól
A Föld ellipszis alakú pályán kering a Nap körül, így a Nap és a Föld közötti távolság évente folyamatosan változik. A Föld és a Nap közötti átlagos távolság körülbelül 149 600 000 kilométer (92 900 000 mérföld).Amikor a Föld a legtávolabb (152 millió km) van a Naptól, július 4-én aphéliumnak nevezzük, a perihélium (147 millió km) pedig minden év január 3-án következik be, ami a legközelebbi távolság. Az aphélium idején az északi félteke a Nap felé néz, és ezért körülbelül 7%-kal kevesebb energiát kap, mint a perihélium idején (déli félteke).
A légkör átláthatósága
A légkör a különböző összetétel és rétegek miatt nem átlátszó a Napból érkező összes sugárzás számára. Ez az egyik irányító tényezője a földfelszínre érkező napsugárzásnak is. A légkör gázokból, vízgőzből és részecskékből áll.A légkör olyan gázok keveréke, mint a nitrogén (N), oxigén (O2), argon, szén-dioxid, neon (Ne), hélium (He), metán (CH4), kripton (Kr), ózon (O3), dinitrogén-oxid (N2O), hidrogén (H) és xenon (Xe). A légkör vízgőzt, azaz gáz halmazállapotú vizet is tartalmaz.
Minél hosszabb a napfény, annál több a nap folyamán kapott napsugárzás.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a napfényesedés?
V: A besugárzás a földfelszínt elérő napsugárzás.
K: Hogyan mérik a besugárzást?
V: A besugárzást a percenként négyzetcentiméterenként érkező napenergia mennyiségével mérik.
K: Mi a napenergia?
V: A napenergia a napsugárzásból származó hő.
K: Mi befolyásolja a Földre érkező napsugárzás mennyiségét?
V: Az évszak, a földrajzi szélesség, a légkör átlátszósága és a dőlésszög vagy a talaj lejtése befolyásolja a Földre érkező napsugárzás mennyiségét.
K: Hogyan befolyásolja a besugárzás a hőmérsékletet?
V: Minél nagyobb a besugárzás, annál magasabb a hőmérséklet.
K: Mikor a legerősebb a nap folyamán érkező napsugárzás?
V: A legerősebb napsugárzás délben érkezik.
K: Nevezhetjük-e a napenergiát besugárzásnak, amikor azt a Föld kapja?
V: Igen, a Föld által befogadott napenergiát nevezzük besugárzásnak.
