[Перевод] Спросите Итана №42: Светит ли летом Солнце ярче?
В наиболее горячие моменты сезонов, — летом в северном полушарии, и зимой в южном,- вы наверняка ждёте одного из перечисленных явлений:
— тёплые, яркие, долгие солнечные дни
— холодные, короткие, пасмурные деньки, которые лучше всего проводить дома
Но отчего эти дни становятся такими? Читатель спрашивает:
Мне кажется, что летом солнце светит ярче. Но если учесть изменение расстояния от Земли до Солнца в течение года, может ли быть реально такая разница в яркости?
Без сомнений, разница в видимой яркости солнца в дни летнего и зимнего солнцестояний достаточно заметна.
Для читателей, живущих вне тропиков (на широтах более 23,4°), привычным является летнее солнцестояние, когда солнце приближается к зениту сильнее всего. Во время зимнего солнцестояния максимальный подъём солнца над горизонтом на 46,8° меньше, чем во время летнего.
И эту разницу можно не только видеть, но и почувствовать — по температуре! 
Нет сомнений, что солнце в зените ощущается более интенсивным, чем невысоко над горизонтом. Поэтому, даже без учёта задержки прогревания атмосферы, ближе к полудню температура выше, чем утром или после заката.
Но действительно ли солнце в зените более яркое?
Не совсем. Вы наверняка слышали о солнечных циклах и колебаниях интенсивности. При этом эти колебания относительно малы. В верхней части атмосферы Земли принимаемая энергия на единицу площади составляет от 1365,5 Вт/м2 до 1366,5 Вт/м2.
Иначе говоря, интенсивность излучения солнца меняется на 0,1%. Это вряд ли можно почувствовать.
С другой стороны, можно задаться вопросом расстояния от Земли до Солнца. Земля движется по эллиптической орбите. Возможно ли, что интенсивность доходящего до нас излучения меняется из-за изменения расстояния до Солнца?
Но и это тоже оказывает крайне малое влияние. На минимальном расстоянии от Солнца мы получаем энергии всего на 6% больше, чем на максимальном (интенсивность обратно пропорциональна квадрату расстояния). 6% больше, чем 0,1%, но всё равно пренебрежимо.
На самом деле на интенсивность в основном влияют два эффекта, происходящие от одного и того же феномена: наклона оси.
Когда свет от Солнца доходит до Земли, а Солнце находится прямо у вас над головой, то все эти 1366 Вт на кв.м. передаются на тот квадратный метр, на котором вы находитесь. Но если Солнце находится под углом, эта энергии распределяется по гораздо большей площади.
Если вспомнить тригонометрию, то количество энергии 1366 ± 0.1% ± 6% нужно помножить на косинус угла, откладываемого от зенита.
Вариация интенсивности на 6.1% оказывается эквивалентной разнице в 3,5° угла нахождения Солнца. Основной эффект состоит в том, что энергия распределяется по большей площади, поэтому меньше её доходит до того места, где находитесь вы.
Второй эффект заключается в том, что свету от Солнца необходимо пройти через атмосферу.
Атмосфера способна рассеивать излучение, включая и солнечный свет. Когда Солнце находится у нас над головой (90°), свету приходиться пройти около 100 км атмосферы. А если оно находится под углом в 45° — то 141 км атмосферы, что сильно уменьшает его интенсивность.
Вообще говоря, на моей широте, порядка 45°, солнечный свет проходит сквозь 108 км атмосферы в полдень летнего солнцестояния, и 272 км в полдень зимнего — почти в 3 раза больше!
Поэтому закаты и рассветы, хоть и красивы, но совершенно не дают тепла. Значит, ни наше расстояние от солнца, ни колебания его интенсивности не влияют на интенсивность доходящего до нас света. На это влияет лишь то, под каким углом лучи падают на земную поверхность и то, какую толщину атмосферы им приходится проходить.
