Почему летом Солнце греет сильнее?

[wallflower]

В школе учат, что смена сезонов происходит из-за наклона оси: дольше световой день -- больше тепла. Но гуляя летом под палящим солнцем, чувствуя кожей этот жар, как от обогревателя, трудно поверить, что оно и зимой так же греет, если находится на той же высоте. Объясните, пожалуйста, в чём дело? Это субъективные ощущения или летом Солнце реально греет сильнее?

[Booker48]

wallflower в сообщении #1605717 писал(а):

...гуляя летом под палящим солнцем, чувствуя кожей этот жар, как от обогревателя, трудно поверить, что оно и зимой так же греет, если находится на той же высоте.

А когда она "та же"? На широте Москвы в день зимнего солнцестояния максимальная высота Солнца над горизонтом $11^{\circ}$, а в день летнего - $58^{\circ}$.

[sergey zhukov]

Booker48
Ну, скажем, утром/вечером летом и в полдень зимой высота солнца над горизонтом может быть одинаковой, конечно. Только, видимо, не эти условия имелись ввиду под "палящим солнцем". Зимой Солнце до "палящей высоты" конечно не поднимается.

Ясно, что при заданной высоте Солнца над горизонтом количество излучения, приходящее от него на заданную площадку на земле, не зависит от времени года. Это если пренебречь состоянием атмосферы Земли в разное время года и не учитывать зависимость расстояния от Земли до Солнца в разное время года. Я думаю, что даже если все это учесть, все равно разницы не будет почти никакой.

Главная причина ощущаемой разницы - это (кроме, конечно, того, что разница в максимальной высоте подьема Солнца летом и зимой - около $46^\circ$) более высокая температура окружающего воздуха и окружающих предметов летом. Температуру воздуха мы чувствуем непосредственно, а от окружающих нагретых предметов идет ощутимое тепловое излучение, которое мы чувствуем. Если бы Солнце, находящееся на одинаковой высоте, светило через окно вглубь дома, в котором зимой и летом поддерживается одинаковая температура, мы бы не ощущали разницы между летним и зимним Солнцем, стоя под его лучами в таком доме.

[Booker48]

Что касается расстояния до Солнца, то оно минимально в начале января, а максимально, соответственно, через полгода.
А температура окружающих предметов, особенно если её мерить где-нибудь в степи в бесснежную зиму, тоже таки будет (в основном) зависеть от среднего угла возвышения Солнца. Ну, и от прозрачности атмосферы и поведения тёплых течений тоже, но мы сейчас это вроде бы не рассматриваем. А то можно вспомнить, как в 1601 году Москва река замёрзла в августе.

[wallflower]

sergey zhukov в сообщении #1605728 писал(а):

Главная причина ощущаемой разницы - это (кроме, конечно, того, что разница в максимальной высоте подьема Солнца летом и зимой - около $46^\circ$)

Задам ещё один глупый вопрос. А как высота Солнца вообще влияет на тепло от него? Ведь если смотреть на Солцне, то с точки зрения лица не должно быть никакой разницы.

sergey zhukov в сообщении #1605728 писал(а):

более высокая температура окружающего воздуха и окружающих предметов летом.

Вот здесь не понял. Вот, например, я стою на пляже. Лицо направлено на Солнце. Я чувствую каждой клеткой лица, как оно поджаривается. Это жар сравнимый с советским обогревателем типа "тарелка". Окружающих предметов нет, жар от песка чувствуют только ноги. Я почему-то весьма уверен, что зимой, на том же месте, моё лицо не испытает подобного эффекта. Также в доме (или автомобиле), с закрытыми окнами, летом Солцне нагревает весьма сильно предметы, попавшие под лучи, от металлических предметов можно даже обжечься. Зимой, при той же температуре внутри и тех же закрытых окнах я никогда не наблюдал перегрев попавших под лучи предметов.

[sergey zhukov]

wallflower
Ну, вы же отлично видите, что утром и особенно вечером можно без проблем смотреть без солнцезащитных очков на Солнце у горизонта, а в полдень это никак невозможно. Так что даже "с точки зрения лица" тут очевидная разница. Вот как вы сами думаете, в чем тут дело? Это не сложно.

wallflower в сообщении #1605733 писал(а):

жар от песка чувствуют только ноги

Не совсем. Горячий песок "светит" теплом. Вы это тоже чувствуете на лице. Все нагретые тела "светят" достаточно заметно. Например, ясные зимние ночи холоднее пасмурных не в последнюю очередь потому, что облака теплые и "светят" на землю теплом. А чистое небо - не "светит".

wallflower в сообщении #1605733 писал(а):

Также в доме (или автомобиле), с закрытыми окнами, летом Солцне нагревает весьма сильно предметы, попавшие под лучи, от металлических предметов можно даже обжечься. Зимой, при той же температуре внутри и тех же закрытых окнах я никогда не наблюдал перегрев попавших под лучи предметов.

Я думаю, что вы все же сравниваете два "разных" Солнца: зимнее Солнце все же обычно низкое, а летнее - высокое. И вы, я думаю, сравниваете таки ситуации с разной средней температурой окружения. Излучение самого Солнца что зимой, что летом, одно и то же. В конце концов, нам же известно, что зимнее Солнце у нас в северном полушарии одновременно соответствует летнему Солнцу в южном. Там не жалуются на то, что оно светит в течении нашей зимы как-то слабее.

[EUgeneUS]

wallflower в сообщении #1605733 писал(а):

Я почему-то весьма уверен, что зимой, на том же месте, моё лицо не испытает подобного эффекта

Если прозрачность атмосферы будет одинаковой, то лицо не почувствует жар по двум причинам:
1. Не будет дополнительного тепла от нагретых окружающих предметов. О чём уже сказали.
2. Зато будет эффективное охлаждение холодным окружающим воздухом.

[sergey zhukov]

Да, кстати, охлаждение лица зимой эффективнее не только потому, что воздух холоднее. Сильнее конвекция воздуха у лица (теплый воздух от лица быстро поднимается и заменяется холодным). Летом эта конвекция может вообще не работать.

[Евгений Машеров]

В коже нет фоторецепторов. В коже есть терморецепторы. И мы ощущаем не изменение освещённости, а изменение температуры кожи. А она отличается от температуры окружающей среды в силу поступления дополнительной энергии. Как тепла самого организма, так и поступления извне. Если температура вокруг низкая, избыток энергии, приносимый солнечным светом, уносится окружающим воздухом. Если температура вокруг высокая - даже небольшая прибавка энергии, 0.14 Ватта на квадратный сантиметр, приводит к сильному нагреву кожи.
А вот температура окружающей среды от сезона зависит, через высоту Солнца над горизонтом. На квадратный метр приходится примерно одна и та же энергия (примерно - потому, что орбита Земли эллиптична:

Цитата:

Годичная вариация составляет 6,9 % — от 1,412 кВт/м² в начале января до 1,321 кВт/м² в начале июля.

Но это на метр перпендикулярно к потоку света, а перпендикулярно к поверхности земли солнечный свет бывает на экваторе и около (в пределах тропиков). И чем ниже Солнце над горизонтом - тем на большую площадь распределяются эти 1.4 кВт, и тем ниже температура.
А ощущаем мы именно температуру, включая её прибавку от прямого солнечного света. Но если вокруг холодно, а Солнце греет - прибавка энергии не вызывает перегрева, потому что автоматически уменьшается поступление тепла от организма.

[druggist]

Евгений Машеров в сообщении #1605845 писал(а):

А ощущаем мы именно температуру

Речь идет об абсолютной температуре или относительно температуры человека? Если мы больны и температура тела повышена, то мы ощущаем озноб, следовательно, вроде бы, терморецепторы реагируют на абсолютную температуру? Но мы можем увеличить температуру окружающей среды, закутавшись, и ощущение озноба исчезнет. Интересно, с чем это связано, например, дополнительно к рецепторам холода включаются рецепторы тепла и, каким-то образом, происходит "компенсация ощущений"?

[Ende]

Выделена тема «Происхождение пустынь»

[oleg_2]

Солнце светит либо почти отвесно, либо вскользь по поверхности Земли, большой Земли, вот и вся разница.



А ещё наклонные лучи проходят большое расстояние сквозь воздух, и часть тепла уходит в этот воздух, и не всё тепло воздуха с высоты поступает на Землю, часть его теряется безвозвратно, уходит в космос. Неизвестно, велика ли эта часть. Интуиция подсказывает, что не воздух греет землю, а наоборот, нагретая солнцем земля греет воздух.