Waarom is het warmer in de zomer? (geofysica)

Onderwerp: Aarde & Klimaat (havo), Geofysica (vwo)

De zon staat in de zomer verder weg dan in de winter. He?

Deze opgave komt uit de lesmethode Pulsar (3e editie) Natuurkunde 6 vwo leerboek, uit het hoofdstuk Geofysica. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

Begin januari is de afstand tot de zon 1,471 x 1011 m. Begin juli is die afstand iets groter, 1,521 x 1011 m. In deze opgave ga je berekenen of dit verschil te verwaarlozen is.

Het verband tussen de intensiteit in W/m2 en het vermogen in W dat een energiebron uitzendt, wordt gegeven door deze formule:

$I = \frac{P}{4\pi r^2}$

Hierbij is I de intensiteit in W/m2, P het vermogen in W en r de afstand tot de bron in m.

Vraag a. Bereken de intensiteit van de zonnestraling voor begin januari. Het uitgestraalde vermogen van de zon vind je in Binas tabel 32C.

Invullen geeft:

$I = \frac{3,\!85 \cdot 10^{26}}{4\pi \cdot (1,\!471 \cdot 10^{11})^2} = 1,\!42 \cdot 10^3 \text{ W/m}^2$

Vraag b. Bereken de intensiteit ook voor begin juli.

$I = \frac{3,\!85 \cdot 10^{26}}{4\pi \cdot (1,\!521 \cdot 10^{11})^2} = 1,\!32 \cdot 10^3 \text{ W/m}^2$

Vraag c. Hoeveel % extra energie wordt in januari ingestraald ten opzichte van juli? Geef de berekening.

De extra energie in procenten is dan:

$E_+ = \frac{1416 - 1324}{1324} \cdot 100\% = 7\%$

Vraag d. Waardoor is het in de zomer toch veel warmer?

In de zomer staat de zon veel langer en hoger aan de hemel, waardoor er meer warmte wordt ingestraald.