Как изменяется высота Солнца над горизонтом на протяжении года. Чтобы выяснить это, вспомните результаты своих наблюдений за длиной тени, которую отбрасывает гномон в полдень. В сентябре тень была одной длины, в октябре она стала длиннее, в ноябре — еще длиннее, в 20-х числах декабря — самой длинной. С конца декабря тень снова уменьшается. Изменение длины тени гномона показывает, что на протяжении года Солнце в полдень бывает на разной высоте над горизонтом. Чем выше Солнце над горизонтом, тем короче тень. Чем ниже Солнце над горизонтом, тем длиннее тень. Выше всего поднимается Солнце в Северном полушарии 22 июня, а наиболее низкое его положение -22 декабря.
Почему нагревание поверхности зависит от высоты Солнца. Из рис. 89 видно, что одинаковое количество света и тепла, поступающее от Солнца, при его высоком положении попадает на меньший участок, а при низком — на больший. Какой участок будет нагреваться больше? Разумеется, меньший, поскольку там сосредоточены лучи.
Следовательно, чем выше Солнце над горизонтом, тем прямолинейнее падают его лучи, тем больше нагревается земная поверхность, а от нее и воздух. Тогда наступает лето. Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньше угол падения лучей, и тем меньше нагревается поверхность. Наступает зима.
Чем больше угол падения солнечных лучей на земную поверхность, тем больше она освещается и нагревается.
Как нагревается поверхность Земли. На поверхность шарообразной Земли солнечные лучи, падают под разным углом. Наибольший угол падения лучей на экваторе. По направлению к полюсам он уменьшается.
Под наибольшим углом, почти отвесно, солнечные лучи падают на экваторе. Земная поверхность там получает больше всего солнечного тепла, поэтому у экватора жарко круглый год и смены времен года не бывает.
Чем дальше от экватора на север или на юг, тем иол падения солнечных лучей меньше. Вследствие этого меньше нагреваются поверхность и воздух. Становится прохладнее, чем на экваторе. Появляются времена года: зима, весна, лето, осень.
На полюса и приполярные районы зимой солнечные лучи совсем не попадают. Солнце по несколько месяцев не появляется из-за горизонта, и день не наступает. Это явление называется Полярная ночь. Поверхность и воздух сильно охлаждаются, поэтому зимы там очень суровые. Летом же Солнце месяцами не заходит за горизонт и светит круглые сутки — это Полярный день. Казалось бы, если так долго продолжается лето, то и поверхность должна нагреваться. Но Солнце находится низко над горизонтом, его лучи лишь скользят по поверхности Земли и почти не нагревают ее. Поэтому лето вблизи полюсов холодное.
Освещение и нагревание поверхности зависят от ее расположения на Земле: чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается поверхность. По мере удаления от экватора к полюсам угол падения лучей уменьшается, соответственно поверхность нагревается меньше, и становится холоднее.
Значение света и тепла для живой природы. Солнечный свет и тепло необходимы всему живому. Весной и летом, когда света и тепла много, растения находятся в расцвете. С приходом осени, когда Солнце над горизонтом снижается и уменьшается поступление света и тепла, растения сбрасывают листву. С наступлением зимы, когда продолжительность дня небольшая, природа находится в состоянии покоя, некоторые животные даже впадают в спячку. Когда наступаем весна и Солнце поднимается все выше, у растений снова начинается активный рост, оживает животный мир. И все это благодаря Солнцу.
Декоративные растения, такие как монстера, фикус, аспарагус, если их постепенно поворачивать к свету, разрастаются равномерно во все стороны. Но цветущие растения плохо переносят такую перестановку. Азалия, камелия, герань, фуксия, бегония почти сразу сбрасывают бутоны и даже листья. Поэтому во время цветения «чувствительные» растения лучше не переставлять.
Распределение солнечного света и тепла на поверхности Земли