Вот и думай

Вопрос:
Во сколько раз меньше поступает солнечной энергии на землю 22 декабря и 22 июня на широте Москвы при условии, что оба дня ясная погода?

Ответ:
Количество солнечной энергии, поступающей на широту Москвы, 22 декабря примерно в 15–17 раз меньше, чем 22 июня (при условии абсолютно ясной погоды в оба дня).
Если же оценивать поток энергии, приходящий на верхнюю границу атмосферы (без учета фильтрации воздухом), то разница составит 10,5 раза.
Почему возникает такая разница?
Такое колоссальное различие обусловлено тремя астрономическими и геофизическими факторами:
1. Продолжительность светового дня (разница в ~2,5 раза):
• 22 июня (день летнего солнцестояния) световой день в Москве длится около 17 часов 34 минут.
• 22 декабря (день зимнего солнцестояния) он сокращается всего до 6 часов 59 минут.
2. Угол падения солнечных лучей в полдень (разница в синусах углов в ~4,5 раза):
• Летом в полдень Солнце на широте Москвы поднимается на высоту 57,7° над горизонтом. Лучи падают более отвесно и несут высокую концентрацию энергии на единицу площади.
• Зимой в полдень Солнце едва поднимается над горизонтом — всего на 10,8°. Из-за этого излучение «растекается» по поверхности под косым углом, отдавая во много раз меньше тепла.
3. Поглощение и рассеяние в атмосфере (основная причина сдвига с 10,5 до 15–17 раз):
• Даже в идеально ясную погоду атмосфера Земли работает как фильтр.
• Поскольку зимой Солнце идет очень низко над горизонтом, его лучам приходится пробиваться к земле сквозь гораздо более толстый слой воздушной оболочки (оптическая масса атмосферы в полдень возрастает более чем в 5 раз). Из-за этого даже в безоблачный зимний день большая часть прямой радиации теряется по пути к поверхности.
Примечание: Если убрать условие ясной погоды и взять реальные многолетние метеорологические данные, разница станет еще более катастрофической — почти в 30–40 раз. Это связано с тем, что декабрь в Москве статистически является самым пасмурным месяцем в году, когда солнце практически полностью скрыто плотными облаками.