Comment la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon change-t-elle au cours de l’année ? Pour le savoir, rappelez-vous les résultats de vos observations de la longueur de l'ombre projetée par un gnomon (perche de 1 m de long) à midi. En septembre, l'ombre était de la même longueur, en octobre elle est devenue plus longue, en novembre elle était encore plus longue et le 20 décembre elle était la plus longue. A partir de fin décembre, l'ombre diminue à nouveau. Le changement dans la longueur de l'ombre du gno-mon montre que tout au long de l'année, le Soleil à midi se trouve à différentes hauteurs au-dessus de l'horizon (Fig. 88). Plus le Soleil est haut au-dessus de l’horizon, plus l’ombre est courte. Plus le Soleil est bas au-dessus de l’horizon, plus l’ombre est longue. Le Soleil se lève le plus haut dans l'hémisphère Nord le 22 juin (le jour du solstice d'été) et sa position la plus basse est le 22 décembre (le jour du solstice d'hiver).
Pourquoi le chauffage des surfaces dépend-il de la hauteur du Soleil ? De la fig. 89, il est clair que la même quantité de lumière et de chaleur provenant du Soleil, lorsqu'il est haut, tombe sur une zone plus petite, et lorsqu'il est faible, sur une zone plus grande. Quelle zone va chauffer le plus ? Bien sûr, plus petit, puisque les rayons y sont concentrés.
Par conséquent, plus le Soleil est haut au-dessus de l’horizon, plus ses rayons tombent de manière rectiligne, plus la surface de la Terre et, partant, l’air, se réchauffent. Puis vient l'été (Fig. 90). Plus le Soleil est bas au-dessus de l’horizon, plus l’angle d’incidence des rayons est petit et moins la surface s’échauffe. L'hiver arrive.
Plus l'angle d'incidence des rayons du soleil sur la surface terrestre est grand, plus celle-ci est éclairée et chauffée.
Comment la surface de la Terre se réchauffe. Les rayons du soleil tombent sur la surface de la Terre sphérique sous différents angles. Le plus grand angle d'incidence des rayons se situe à l'équateur. Vers les pôles, elle diminue (Fig. 91).
Sous leur plus grand angle, presque verticalement, les rayons du soleil tombent sur l'équateur. C'est là que la surface de la Terre reçoit le plus de chaleur solaire. Il fait donc chaud toute l'année à l'équateur et il n'y a pas de changement de saison.
Plus on s'éloigne du nord ou du sud de l'équateur, plus l'angle d'incidence des rayons solaires est petit. En conséquence, la surface et l’air se réchauffent moins. Il fait plus frais qu'à l'équateur. Les saisons apparaissent : hiver, printemps, été, automne.
En hiver, les rayons du soleil n'atteignent pas du tout les pôles et les régions subpolaires. Le soleil n'apparaît pas au-dessus de l'horizon depuis plusieurs mois, et le jour ne vient pas. Ce phénomène est appelé nuit polaire . La surface et l'air sont considérablement refroidis, les hivers y sont donc très rigoureux. Le même été, le Soleil ne se couche pas au-delà de l'horizon pendant des mois et brille 24 heures sur 24 (la nuit ne tombe pas) - ceci journée polaire . Il semblerait que si l'été dure si longtemps, la surface devrait également se réchauffer. Mais le Soleil est bas au-dessus de l'horizon, ses rayons ne font que glisser sur la surface de la Terre et ne la réchauffent quasiment pas. Par conséquent, les étés près des pôles sont froids.
L'éclairage et le chauffage de la surface dépendent de sa localisation sur Terre : plus on se rapproche de l'équateur, plus l'angle d'incidence des rayons solaires est grand, plus la surface se réchauffe. À mesure que l'on s'éloigne de l'équateur vers les pôles, l'angle d'incidence des rayons diminue et, par conséquent, la surface se réchauffe moins et devient plus froide.Matériel du site
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| Au printemps, les plantes commencent à pousser rapidement |
L'importance de la lumière et de la chaleur pour la nature vivante. La lumière du soleil et la chaleur sont nécessaires à tous les êtres vivants. Au printemps et en été, lorsqu’il y a beaucoup de lumière et de chaleur, les plantes fleurissent. Avec l’arrivée de l’automne, lorsque le soleil descend au-dessus de l’horizon et que l’apport de lumière et de chaleur diminue, les plantes perdent leurs feuilles. Avec l'arrivée de l'hiver, lorsque la durée du jour est courte, la nature est au repos, certains animaux (ours, blaireaux) hibernent même. Lorsque le printemps arrive et que le soleil se lève plus haut, les plantes recommencent à pousser activement et le monde animal reprend vie. Et tout cela grâce au Soleil.
Les plantes ornementales telles que le monstera, le ficus, l'asperge, si elles sont progressivement tournées vers la lumière, poussent uniformément dans toutes les directions. Mais les plantes à fleurs ne tolèrent pas un tel réarrangement. L'azalée, le camélia, le géranium, le fuchsia et le bégonia perdent presque immédiatement leurs bourgeons et même leurs feuilles. Il est donc préférable de ne pas réorganiser les plantes « sensibles » pendant la floraison.
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- brièvement la répartition de la lumière et de la chaleur sur le globe
L’une des caractéristiques d’une personne est la curiosité. Probablement tout le monde, enfant, regardait le ciel et se demandait : « pourquoi le ciel est-il bleu ? Il s'avère que les réponses à des questions aussi simples en apparence nécessitent une certaine base de connaissances dans le domaine de la physique et, par conséquent, tous les parents ne seront pas en mesure d'expliquer correctement à leur enfant la raison de ce phénomène.
Considérons cette question d'un point de vue scientifique.
La gamme de longueurs d’onde du rayonnement électromagnétique couvre presque tout le spectre du rayonnement électromagnétique, qui comprend également le rayonnement visible par les humains. L'image ci-dessous montre la dépendance de l'intensité du rayonnement solaire sur la longueur d'onde de ce rayonnement.
En analysant cette image, on peut noter que le rayonnement visible est également représenté par une intensité inégale pour un rayonnement de différentes longueurs d'onde. Ainsi, la couleur violette apporte une contribution relativement faible au rayonnement visible, et la plus grande contribution est apportée par les couleurs bleues et vertes.
Pourquoi le ciel est bleu ?
Tout d’abord, cette question découle du fait que l’air est un gaz incolore et ne devrait pas émettre de lumière bleue. Évidemment, la cause de ce rayonnement est notre étoile.
Comme vous le savez, la lumière blanche est en réalité une combinaison de rayonnements provenant de toutes les couleurs du spectre visible. À l’aide d’un prisme, la lumière peut être clairement séparée en une gamme complète de couleurs. Un effet similaire se produit dans le ciel après la pluie et forme un arc-en-ciel. Lorsque la lumière du soleil pénètre dans l’atmosphère terrestre, elle commence à se disperser, c’est-à-dire le rayonnement change de direction. Cependant, la particularité de la composition de l'air est telle que lorsque la lumière y pénètre, le rayonnement de courte longueur d'onde est diffusé plus fortement que le rayonnement de grande longueur d'onde. Ainsi, en tenant compte du spectre décrit précédemment, vous pouvez voir que la lumière rouge et orange ne changera pratiquement pas de trajectoire lorsqu'elle traversera l'air, tandis que le rayonnement violet et bleu changera sensiblement de direction. Pour cette raison, une certaine lumière « errante » à ondes courtes apparaît dans l’air, qui est constamment diffusée dans cet environnement. En raison du phénomène décrit, un rayonnement à ondes courtes dans le spectre visible (violet, cyan, bleu) semble être émis depuis tous les points du ciel.
Le fait bien connu en matière de perception des rayonnements est que l’œil humain ne peut capter et voir les rayonnements que s’ils pénètrent directement dans l’œil. Ensuite, en regardant le ciel, vous verrez très probablement des nuances de ce rayonnement visible, dont la longueur d'onde est la plus courte, puisque c'est celle-ci qui est la mieux diffusée dans l'air.
Pourquoi ne voyez-vous pas une couleur clairement rouge lorsque vous regardez le Soleil ? Premièrement, il est peu probable qu'une personne puisse examiner attentivement le Soleil, car un rayonnement intense peut endommager l'organe visuel. Deuxièmement, malgré l'existence d'un phénomène tel que la diffusion de la lumière dans l'air, la majeure partie de la lumière émise par le Soleil atteint la surface de la Terre sans être dispersée. Par conséquent, toutes les couleurs du spectre visible du rayonnement sont combinées, formant une lumière avec une couleur blanche plus prononcée.
Revenons à la lumière diffusée par l'air dont la couleur, comme nous l'avons déjà déterminé, doit avoir la longueur d'onde la plus courte. Parmi les rayonnements visibles, le violet a la longueur d’onde la plus courte, suivi du bleu et le bleu a une longueur d’onde légèrement plus longue. Compte tenu de l’intensité inégale du rayonnement solaire, il devient clair que la contribution de la couleur violette est négligeable. Par conséquent, la plus grande contribution au rayonnement diffusé par l’air vient du bleu, suivi du bleu.
Pourquoi le coucher de soleil est-il rouge ?
Dans le cas où le Soleil se cache derrière l'horizon, nous pouvons observer le même rayonnement à ondes longues de couleur rouge-orange. Dans ce cas, la lumière du Soleil doit parcourir une distance sensiblement plus grande dans l’atmosphère terrestre avant d’atteindre l’œil de l’observateur. Au point où le rayonnement solaire commence à interagir avec l'atmosphère, les couleurs bleu et bleu sont les plus prononcées. Cependant, avec la distance, le rayonnement à ondes courtes perd de son intensité, car il est considérablement diffusé tout au long du trajet. Alors que le rayonnement à ondes longues fait un excellent travail pour couvrir de si longues distances. C'est pourquoi le Soleil est rouge au coucher du soleil.
Comme mentionné précédemment, même si le rayonnement à ondes longues est faiblement diffusé dans l’air, il y a quand même une diffusion. Par conséquent, étant à l'horizon, le Soleil émet de la lumière, à partir de laquelle seul un rayonnement de nuances rouge-orange atteint l'observateur, qui a un certain temps pour se dissiper dans l'atmosphère, formant la lumière « errante » mentionnée précédemment. Cette dernière colore le ciel de nuances variées de rouge et d'orange.
Pourquoi les nuages sont-ils blancs ?
En parlant de nuages, nous savons qu’ils sont constitués de gouttelettes microscopiques de liquide qui diffusent la lumière visible de manière presque uniforme, quelle que soit la longueur d’onde du rayonnement. Ensuite, la lumière diffusée, dirigée dans toutes les directions depuis la gouttelette, est à nouveau diffusée sur d’autres gouttelettes. Dans ce cas, la combinaison du rayonnement de toutes les longueurs d'onde est préservée et les nuages « brillent » (réfléchissent) en blanc.
Si le temps est nuageux, peu de rayonnement solaire atteint la surface de la Terre. Dans le cas de gros nuages, ou d’un grand nombre d’entre eux, une partie de la lumière solaire est absorbée, ce qui fait que le ciel s’assombrit et prend une couleur grise.
La source la plus importante à partir de laquelle la surface et l’atmosphère de la Terre reçoivent de l’énergie thermique est le Soleil. Il envoie une quantité colossale d’énergie rayonnante dans l’espace cosmique : thermique, lumineuse, ultraviolette. Les ondes électromagnétiques émises par le Soleil se propagent à une vitesse de 300 000 km/s.
L'échauffement de la surface terrestre dépend de l'angle d'incidence des rayons solaires. Tous les rayons du soleil arrivent sur la surface de la Terre parallèlement les uns aux autres, mais comme la Terre est sphérique, les rayons du soleil tombent sur différentes parties de sa surface sous des angles différents. Lorsque le Soleil est au zénith, ses rayons tombent verticalement et la Terre se réchauffe davantage.
L’ensemble de l’énergie rayonnante envoyée par le Soleil est appelé radiation solaire, elle est généralement exprimée en calories par unité de surface et par an.
Le rayonnement solaire détermine le régime de température de la troposphère atmosphérique terrestre.
Il convient de noter que la quantité totale de rayonnement solaire est plus de deux milliards de fois supérieure à la quantité d’énergie reçue par la Terre.
Le rayonnement atteignant la surface de la Terre est direct et diffus.
Le rayonnement qui arrive sur Terre directement du Soleil sous forme de lumière directe du soleil sous un ciel sans nuages est appelé droit. C'est lui qui transporte la plus grande quantité de chaleur et de lumière. Si notre planète n’avait pas d’atmosphère, la surface de la Terre ne recevrait que des radiations directes.
Cependant, en traversant l'atmosphère, environ un quart du rayonnement solaire est dispersé par des molécules de gaz et des impuretés et s'écarte de sa trajectoire directe. Certains d'entre eux atteignent la surface de la Terre, formant rayonnement solaire diffusé. Grâce au rayonnement diffusé, la lumière pénètre dans les endroits où la lumière directe du soleil (rayonnement direct) ne pénètre pas. Ce rayonnement crée la lumière du jour et donne de la couleur au ciel.
Rayonnement solaire total
Tous les rayons du soleil atteignant la Terre sont rayonnement solaire total, c'est-à-dire la totalité du rayonnement direct et diffus (Fig. 1).
Riz. 1. Rayonnement solaire total pour l'année
Répartition du rayonnement solaire à la surface de la Terre
Le rayonnement solaire est inégalement réparti sur la Terre. Ça dépend:
1. sur la densité et l’humidité de l’air – plus elles sont élevées, moins la surface de la Terre reçoit de rayonnement ;
2. en fonction de la latitude géographique de la zone, la quantité de rayonnement augmente des pôles vers l'équateur. La quantité de rayonnement solaire direct dépend de la longueur du trajet parcouru par les rayons du soleil à travers l'atmosphère. Lorsque le Soleil est à son zénith (l'angle d'incidence des rayons est de 90°), ses rayons frappent la Terre par le chemin le plus court et dégagent intensément leur énergie sur une petite zone. Sur Terre, cela se produit dans la bande comprise entre 23° N. w. et 23° S. sh., c'est-à-dire entre les tropiques. À mesure que l'on s'éloigne de cette zone vers le sud ou le nord, la longueur du trajet des rayons du soleil augmente, c'est-à-dire que l'angle de leur incidence sur la surface de la Terre diminue. Les rayons commencent à tomber sur la Terre sous un angle plus petit, comme s'ils glissaient, se rapprochant de la ligne tangente dans la zone des pôles. En conséquence, le même flux d’énergie est réparti sur une plus grande surface, ce qui augmente la quantité d’énergie réfléchie. Ainsi, dans la région de l'équateur, où les rayons du soleil tombent sur la surface terrestre sous un angle de 90°, la quantité de rayonnement solaire direct reçu par la surface terrestre est plus élevée et, à mesure que nous nous dirigeons vers les pôles, cette quantité augmente considérablement. diminue. De plus, la durée du jour à différentes périodes de l'année dépend de la latitude de la zone, qui détermine également la quantité de rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre ;
3. du mouvement annuel et quotidien de la Terre - aux latitudes moyennes et élevées, l'afflux de rayonnement solaire varie considérablement selon les saisons, ce qui est associé aux changements de l'altitude du Soleil à midi et de la durée du jour ;
4. sur la nature de la surface terrestre : plus la surface est claire, plus elle réfléchit la lumière du soleil. La capacité d’une surface à réfléchir le rayonnement s’appelle albédo(du latin blancheur). La neige reflète le rayonnement particulièrement fortement (90 %), le sable plus faiblement (35 %) et la terre noire encore plus faiblement (4 %).
La surface de la Terre absorbe le rayonnement solaire (rayonnement absorbé), se réchauffe et rayonne de la chaleur dans l’atmosphère (rayonnement réfléchi). Les couches inférieures de l’atmosphère bloquent en grande partie le rayonnement terrestre. Le rayonnement absorbé par la surface de la Terre sert à chauffer le sol, l’air et l’eau.
La partie du rayonnement total qui reste après réflexion et rayonnement thermique de la surface terrestre est appelée bilan radiatif. Le bilan radiatif de la surface terrestre varie au cours de la journée et selon les saisons de l'année, mais en moyenne pour l'année il a une valeur positive partout, à l'exception des déserts de glace du Groenland et de l'Antarctique. Le bilan radiatif atteint ses valeurs maximales aux basses latitudes (entre 20° N et 20° S) - au-dessus de 42*10 2 J/m 2 , à une latitude d'environ 60° dans les deux hémisphères, il diminue jusqu'à 8*10 2 - 13*10 2 J/m2.
Les rayons du soleil cèdent jusqu'à 20 % de leur énergie à l'atmosphère, qui se répartit dans toute l'épaisseur de l'air, et donc l'échauffement de l'air qu'ils provoquent est relativement faible. Le soleil chauffe la surface de la Terre, ce qui transfère de la chaleur à l'air atmosphérique en raison de convection(de lat. convection- livraison), c'est-à-dire le mouvement vertical de l'air chauffé à la surface de la terre, à la place duquel descend de l'air plus froid. C’est ainsi que l’atmosphère reçoit l’essentiel de sa chaleur, en moyenne trois fois plus que celle provenant directement du Soleil.
La présence de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau ne permet pas à la chaleur réfléchie par la surface terrestre de s'échapper librement dans l'espace. Ils créent Effet de serre, grâce à quoi la différence de température sur Terre pendant la journée ne dépasse pas 15 °C. En l’absence de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, la surface de la Terre se refroidirait de 40 à 50 °C pendant la nuit.
En raison de l'ampleur croissante de l'activité économique humaine - combustion de charbon et de pétrole dans les centrales thermiques, émissions des entreprises industrielles et augmentation des émissions des automobiles - la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère augmente, ce qui entraîne une augmentation dans l’effet de serre et menace le changement climatique mondial.
Les rayons du soleil, ayant traversé l'atmosphère, frappent la surface de la Terre et la réchauffent, ce qui dégage de la chaleur dans l'atmosphère. Ceci explique un trait caractéristique de la troposphère : une diminution de la température de l'air avec l'altitude. Mais il y a des cas où les couches supérieures de l'atmosphère s'avèrent plus chaudes que les couches inférieures. Ce phénomène est appelé inversion de température(du latin inversio - se retourner).
La vie sur notre planète dépend de la quantité de lumière solaire et de chaleur. Il est effrayant d’imaginer ne serait-ce qu’un instant ce qui se serait passé s’il n’y avait pas eu une étoile telle que le Soleil dans le ciel. Chaque brin d'herbe, chaque feuille, chaque fleur a besoin de chaleur et de lumière, comme les gens dans l'air.
L'angle d'incidence des rayons du soleil est égal à la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon
La quantité de lumière solaire et de chaleur qui atteint la surface de la Terre est directement proportionnelle à l'angle d'incidence des rayons. Les rayons du soleil peuvent frapper la Terre sous un angle de 0 à 90 degrés. L'angle d'impact des rayons sur la terre est différent, car notre planète est sphérique. Plus il est grand, plus il est léger et chaud.
Ainsi, si le faisceau arrive sous un angle de 0 degré, il ne fait que glisser sur la surface de la terre sans la chauffer. Cet angle d'incidence se produit aux pôles Nord et Sud, au-delà du cercle polaire arctique. A angle droit, les rayons du soleil tombent sur l'équateur et sur la surface située entre le Sud et
Si l'angle des rayons du soleil frappant le sol est droit, cela indique que
Ainsi, les rayons à la surface de la terre et la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon sont égaux. Ils dépendent de la latitude géographique. Plus la latitude est proche de zéro, plus l'angle d'incidence des rayons est proche de 90 degrés, plus le soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus il est chaud et lumineux.
Comment le soleil change de hauteur au-dessus de l'horizon
La hauteur du soleil au-dessus de l'horizon n'est pas constante. Au contraire, cela change constamment. La raison en est le mouvement continu de la planète Terre autour de l'étoile Soleil, ainsi que la rotation de la planète Terre autour de son propre axe. Ainsi, le jour succède à la nuit et les saisons se succèdent.
Le territoire situé entre les tropiques reçoit le plus de chaleur et de lumière ; ici le jour et la nuit sont de durée presque égale, et le soleil est à son zénith 2 fois par an.
La surface au-dessus du cercle polaire arctique reçoit moins de chaleur et de lumière ; ici, il existe des concepts tels que la nuit, qui durent environ six mois.
Jours d'équinoxe d'automne et de printemps
Il existe 4 dates astrologiques principales, déterminées par la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon. Les 23 septembre et 21 mars sont les jours de l'équinoxe d'automne et de printemps. Cela signifie que la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon en septembre et mars est de 90 degrés.
Le sud et sont également éclairés par le soleil, et la durée de la nuit est égale à la durée du jour. Lorsque l’automne astrologique commence dans l’hémisphère nord, c’est au contraire le printemps dans l’hémisphère sud. On peut en dire autant de l’hiver et de l’été. Si c’est l’hiver dans l’hémisphère sud, c’est l’été dans l’hémisphère nord.
Jours du solstice d'été et d'hiver
Le 22 juin et le 22 décembre sont des jours d'été et le 22 décembre a le jour le plus court et la nuit la plus longue de l'hémisphère nord, et le soleil d'hiver est à sa hauteur la plus basse au-dessus de l'horizon de toute l'année.
Au-dessus de 66,5 degrés de latitude, le soleil est au-dessous de l'horizon et ne se lève pas. Ce phénomène, lorsque le soleil d'hiver ne monte pas à l'horizon, est appelé nuit polaire. La nuit la plus courte se produit à 67 degrés de latitude et ne dure que 2 jours, et la nuit la plus longue se produit aux pôles et dure 6 mois !
Décembre est le mois de l’année où les nuits sont les plus longues dans l’hémisphère Nord. En Russie centrale, les gens se réveillent pour travailler dans l'obscurité et reviennent également dans l'obscurité. C'est un mois difficile pour beaucoup, car le manque de soleil affecte le bien-être physique et mental des gens. Pour cette raison, une dépression peut même se développer.
A Moscou en 2016, le lever du soleil le 1er décembre aura lieu à 8h33. Dans ce cas, la durée de la journée sera de 7 heures 29 minutes. Il sera très tôt, à 16h03. La nuit sera de 16 heures 31 minutes. Ainsi, il s’avère que la durée de la nuit est 2 fois supérieure à la durée du jour !
Cette année, le solstice d'hiver a lieu le 21 décembre. La journée la plus courte durera exactement 7 heures. Ensuite, la même situation durera 2 jours. Et à partir du 24 décembre, la journée commencera à rapporter des bénéfices, lentement mais sûrement.
En moyenne, une minute de lumière du jour sera ajoutée par jour. À la fin du mois, le lever du soleil en décembre aura lieu exactement à 9 heures, soit 27 minutes plus tard que le 1er décembre.
Le 22 juin est le solstice d'été. Tout se passe exactement à l'opposé. Pour toute l'année, cette date est le jour le plus long et la nuit la plus courte. Cela s'applique à l'hémisphère nord.
À Ioujny, c’est l’inverse. Des phénomènes naturels intéressants sont associés à cette journée. Une journée polaire commence au-dessus du cercle polaire arctique ; le soleil ne se couche pas sous l'horizon au pôle Nord pendant 6 mois. À Saint-Pétersbourg, les mystérieuses nuits blanches commencent en juin. Ils durent environ à partir de la mi-juin et durent deux à trois semaines.
Toutes ces 4 dates astrologiques peuvent changer de 1 à 2 jours, puisque l'année solaire ne coïncide pas toujours avec l'année civile. Des changements se produisent également au cours des années bissextiles.
La hauteur du soleil au-dessus de l'horizon et les conditions climatiques
Le soleil est l’un des facteurs climatiques les plus importants. En fonction de l'évolution de la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon sur une zone spécifique de la surface de la Terre, les conditions climatiques et les saisons changent.
Par exemple, dans le Grand Nord, les rayons du soleil tombent sous un très petit angle et glissent uniquement sur la surface de la terre, sans la chauffer du tout. En raison de ce facteur, le climat ici est extrêmement rigoureux, il y a du pergélisol, des hivers froids avec des vents glaciaux et de la neige.
Plus le soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus le climat est chaud. Par exemple, à l’équateur, il fait exceptionnellement chaud et tropical. Les fluctuations saisonnières ne sont également pratiquement pas ressenties dans la région de l'équateur ; dans ces régions, l'été est éternel.
Mesurer la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon
Comme on dit, tout ce qui est ingénieux est simple. C'est donc ici. L'appareil permettant de mesurer la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon est tout simplement simple. C'est une surface horizontale avec un poteau au milieu de 1 mètre de long. Par une journée ensoleillée à midi, le pôle projette son ombre la plus courte. A l'aide de cette ombre la plus courte, des calculs et des mesures sont effectués. Vous devez mesurer l'angle entre l'extrémité de l'ombre et le segment reliant l'extrémité du poteau à l'extrémité de l'ombre. Cette valeur d'angle sera l'angle du soleil au-dessus de l'horizon. Cet appareil s'appelle un gnomon.
Gnomon est un ancien outil astrologique. Il existe d'autres instruments pour mesurer la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon, comme le sextant, le quadrant et l'astrolabe.
Le Soleil est une étoile du système solaire, source d’énormes quantités de chaleur et de lumière éblouissante. Malgré le fait que le Soleil soit situé à une distance considérable de nous et que seule une petite partie de son rayonnement nous parvienne, cela est largement suffisant pour le développement de la vie sur Terre. Notre planète tourne autour du Soleil sur une orbite. Si vous observez la Terre depuis un vaisseau spatial tout au long de l'année, vous remarquerez que le Soleil n'éclaire toujours qu'une moitié de la Terre, donc il y aura du jour là-bas, et sur la moitié opposée à cette heure il y aura de la nuit. La surface de la Terre ne reçoit de la chaleur que pendant la journée.
Notre Terre se réchauffe de manière inégale. Le chauffage inégal de la Terre s'explique par sa forme sphérique, de sorte que l'angle d'incidence du rayon solaire dans différentes zones est différent, ce qui signifie que différentes parties de la Terre reçoivent différentes quantités de chaleur. À l’équateur, les rayons du soleil tombent verticalement et chauffent considérablement la Terre. Plus on s'éloigne de l'équateur, plus l'angle d'incidence du faisceau devient petit, et donc moins ces zones reçoivent de chaleur. Un faisceau de rayonnement solaire de même puissance chauffe une surface beaucoup plus petite, puisqu’il tombe verticalement. De plus, les rayons tombant sous un angle plus petit que celui de l'équateur, y pénétrant, parcourent un chemin plus long, de sorte qu'une partie des rayons du soleil est dispersée dans la troposphère et n'atteint pas la surface de la terre. Tout cela indique qu'à mesure que l'on s'éloigne de l'équateur vers le nord ou le sud, il diminue, à mesure que l'angle d'incidence du rayon solaire diminue.
Le degré d'échauffement de la surface terrestre est également influencé par le fait que l'axe de la Terre est incliné par rapport au plan orbital le long duquel la Terre fait un tour complet autour du Soleil, selon un angle de 66,5° et est toujours dirigé vers le nord. fin vers l’Étoile du Nord.
Imaginons que la Terre, se déplaçant autour du Soleil, ait un axe terrestre perpendiculaire au plan de l'orbite de rotation. Ensuite, la surface aux différentes latitudes recevrait une quantité constante de chaleur tout au long de l'année, l'angle d'incidence du rayon solaire serait constant tout le temps, le jour serait toujours égal à la nuit et il n'y aurait aucun changement de saison. A l’équateur, ces conditions différeraient peu des conditions actuelles. Il a une influence significative sur l'échauffement de la surface terrestre, et donc sur toute l'inclinaison de l'axe terrestre, précisément sous les latitudes tempérées.
Au cours de l'année, c'est-à-dire pendant toute la révolution de la Terre autour du Soleil, quatre jours sont particulièrement remarquables : le 21 mars, le 23 septembre, le 22 juin et le 22 décembre.
Les tropiques et les cercles polaires divisent la surface de la Terre en zones qui diffèrent par l'éclairage solaire et la quantité de chaleur reçue du Soleil. Il existe 5 zones de lumière : les zones polaires nord et sud, qui reçoivent peu de lumière et de chaleur, la zone au climat chaud, et les zones nord et sud, qui reçoivent plus de lumière et de chaleur que les zones polaires, mais moins que les zones tropicales. ceux.
Ainsi, en conclusion, nous pouvons tirer une conclusion générale : un chauffage et un éclairage inégaux de la surface terrestre sont associés à la sphéricité de notre Terre et à l’inclinaison de l’axe terrestre à 66,5° par rapport à l’orbite autour du Soleil.
