زاویهٔ تابش خورشید: میزان مایل یا عمودی بودن تابش آفتاب بر سطح زمین که بر دما، فصل و طول روز اثر می‌گذارد.

زاویهٔ تابش خورشید؛ راز گرمی و سردی زمین

تابش عمودی و مایل؛ دو حالت اصلی برخورد نور

وقتی خورشید می‌تابد، پرتوهای آن بسته به جایگاه زمین، یا به صورت عمودی (نزدیک به راستا) یا مایل (کج) به سطح می‌رسند. برای اینکه بهتر متوجه شوید، یک چراغ قوه را در نظر بگیرید. اگر چراغ را کاملاً روبروی یک صفحهٔ کاغذ بگیرید، نور در یک نقطهٔ کوچک و روشن جمع می‌شود و آن نقطه گرم می‌شود. این همان تابش عمودی است. اما اگر چراغ را کج کنید، نور روی سطح بزرگ‌تری پخش می‌شود و گرمای آن کمتر حس می‌شود. این حالت تابش مایل نام دارد.

همین پدیده دربارهٔ زمین هم صدق می‌کند. وقتی خورشید عمودی می‌تابد، انرژی بیشتری در هر واحد سطح دریافت می‌شود و هوا گرم‌تر است. اما وقتی پرتوها مایل هستند، همان میزان انرژی روی مساحت بیشتری پخش می‌شود و بنابراین دما پایین‌تر می‌آید.

مثال عینی از زندگی روزمرهٔ دانش‌آموز

حتماً برای شما هم پیش آمده که صبح زود که برای مدرسه بیرون می‌روید، هوا خنک است، اما وسط روز که به خانه برمی‌گردید، هوا بسیار گرم‌تر شده است. این دقیقاً به خاطر تغییر زاویهٔ تابش خورشید در طول روز است. صبح که خورشید پایین‌تر از افق است، پرتوها به صورت مایل به زمین می‌خورند، اما ظهر که خورشید تقریباً بالای سر قرار می‌گیرد، تابش عمودی‌تر می‌شود و گرمای بیشتری حس می‌کنید.

مثال دیگر، تفاوت تابستان و زمستان است. در تابستان، محور زمین به سمت خورشید مایل است و پرتوها در نیمکرهٔ شمالی تقریباً عمودی می‌تابند؛ به همین دلیل روزها بلندتر و هوا گرم‌تر است. اما در زمستان، محور زمین به طرف دیگر مایل می‌شود و پرتوها با زاویهٔ تندتری به زمین می‌رسند، پس روزها کوتاه‌تر و هوا سردتر می‌شود.

چالش‌های مفهومی دربارهٔ زاویهٔ تابش