Ilość nasłonecznienia otrzymywana na powierzchni Ziemi nie jest wszędzie jednakowa. Zmienia się ona w zależności od miejsca i czasu. Kiedy regiony tropikalne otrzymują maksymalne roczne nasłonecznienie, stopniowo maleje ono w kierunku biegunów. Nasłonecznienie jest większe w lecie i mniejsze w zimie. Główne czynniki, które wpływają na ilość otrzymywanego nasłonecznienia to
- Stała słoneczna
- Kąt padania promieni słonecznych
- Czas trwania dnia
- Odległość Ziemi od Słońca
- Przejrzystość atmosfery
Stała słoneczna
Na szczycie atmosfery ziemskiej otrzymywane nasłonecznienie wyrażone jest jako stała słoneczna.Otrzymywane jest ono na szczycie powierzchni atmosfery (termopauza) w płaszczyźnie prostopadłej do promienia słonecznego. Średnie nasłonecznienie otrzymywane przy termopauzie to 1368Wm2 (wat na metr kwadratowy) energii (stała słoneczna) w postaci fal krótkich. Tak więc, jest to określane jako stała słoneczna dla tej średniej odległości od Słońca. Te stałe słoneczne zmieniają się powyżej 1 Wm2 przez okresowe zakłócenia i eksplozje na powierzchni Słońca zasadniczo związane z plamami słonecznymi. Plamy słoneczne to ciemne i chłodniejsze obszary widoczne na powierzchni Słońca.Ostatnie badania wykazały, że coraz więcej energii jest uwalniane, gdy plamy słoneczne są w dużej liczbie.Liczba plam słonecznych również wzrasta lub maleje regularnie, tworząc cykl 11 lat.
Kąt padania
Ponieważ Ziemia jest geoidą przypominającą kulę, promienie słoneczne padają na jej powierzchnię pod różnymi kątami w różnych miejscach. Im wyższa szerokość geograficzna, tym mniejszy kąt tworzą z powierzchnią ziemi. Obszar pokryty przez promienie pionowe jest zawsze mniejszy niż promienie ukośne. Jeśli większy obszar jest pokryty, energia zostaje rozproszona i energia netto otrzymana na jednostkę powierzchni maleje. Ponadto promienie słoneczne padające pod małym kątem przemierzają większą część atmosfery niż promienie padające pod dużym kątem.
Czas trwania dnia
Długość dnia określa czas trwania światła słonecznego, które wpływa na ilość promieniowania słonecznego otrzymywanego przez powierzchnię Ziemi. Im dłuższy okres nasłonecznienia, tym większa ilość promieniowania słonecznego będzie odbierana przez daną część Ziemi. Na przykład na równiku długość dnia i nocy wynosi 12 godzin we wszystkich miesiącach, ale w tropikach Arktyki i Antarktyki czas trwania nasłonecznienia waha się od 0 do 24. Na jesieni i wiosny quinoxes (23 września i 21 marca odpowiednio), słońce jest nad głową na równikuat noon.The noc i dzień na całej ziemi są równe w tych dniach i maksymalna ilość insolacji jest odbierany na równiku, a ilość insolacji zmniejsza się w kierunku biegunów.Jest to spowodowane pionowym słońca na równiku, ale wraz ze wzrostem szerokości geograficznych, promienie stają się coraz bardziej ukośne. Dlatego też w kierunku biegunów otrzymywana energia stale maleje.
Odległość Ziemi od Słońca
Ziemia krąży wokół słońca na eliptycznej orbicie, co powoduje ciągłe zmiany w odległości między słońcem a ziemią w skali roku. Prowadzi to do sezonowych zmian w energii słonecznej otrzymywanej przez the earth.The średni dystans między the ziemia i słońce być wokoło 149,600,000 kilometr(92,900,000 mil).When ziemia pozycja być daleki(152 milion km) od słońce znać jako 'aphelion' na Lipiec 4. Ono być perihelion(147 milion km)zdarzać się na Styczeń 3 każdy rok che być the zamknięty odległość. Podczas aphelium północna półkula jest zwrócona w stronę słońca i dlatego otrzymuje energię o 7 procent mniej niż peryhelium (południowa półkula).
Przejrzystość atmosfery
Atmosfera nie jest przezroczysta dla całego promieniowania słonecznego z powodu różnego składu i warstw. Jest to również jeden z czynników kontrolujących nasłonecznienie docierające do powierzchni Ziemi. Atmosfera składa się z gazów, pary wodnej i cząstek stałych. Atmosfera jest mieszaniną gazów, takich jak azot (N), tlen (O2), argon, dwutlenek węgla, neon (Ne), hel (He), metan (CH4), krypton (Kr), ozon (O3), podtlenek azotu (N2O), wodór (H) i ksenon (Xe). Atmosfera zawiera również parę wodną, czyli wodę w stanie gazowym.
Im dłuższy czas trwania światła dziennego, tym większe nasłonecznienie w ciągu doby.
