Где теплее: ближе к земле или к Солнцу?
Всякий скажет, что чем ближе к Солнцу, тем должно быть теплее.
Конечно, если б мы могли приблизиться вплотную к Солнцу, нам стало бы не только тепло, а, пожалуй, и очень жарко, так как температура даже внешних слоев Солнца исчисляется примерно в 6000 градусов. Но если не предпринимать таких грандиозных путешествий, а оставаться в пределах нашей земной атмосферы, то окажется, что чем дальше мы удаляемся от поверхности Земли, тем становится холоднее. Это хорошо знают туристы, поднимающиеся на высокие горы, а также авиаторы, которые при полете надевают даже летом теплую одежду в расчете на холодные верхние слои воздуха.
В чем же тут дело? В том, что для Земли и ближайших к ней слоев воздуха главнейшим источником тепла служит не непосредственно само Солнце, а уже нагретая им земная поверхность, которая играет роль как бы печки. От нее ближайшие слои воздуха нагреваются путем передачи от частицы к частице — теплопроводностью — а также и от того, что теплый воздух становится легче и вытесняется вверх более холодным («конвекция»). Большое значение имеет также «турбулентность» или беспорядочные движения воздушных частиц вверх и вниз под влиянием как различного нагревания соседних участков, так и неровностей земной поверхности. Эти движения иногда можно видеть непосредственно глазом в теплые солнечные дни, когда воздух у земли словно дрожит и струится и очертания предметов у горизонта кажутся размытыми.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
galeneastro
LiveEphemeris
Солнце ближе, зима холодней
4 января 2015 года Земля прошла перигелий, точку своей орбиты, ближайшую к Солнцу.
Как известно, наша планета, подобно другим планетам Солнечной системы, движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Из-за этого половину года Земля приближается к Солнцу, пока не достигнет перигелия, а следующую половину – удаляется до наиболее удаленной точки своей орбиты, называемой афелием.
Именно в это время Земля подходит к Солнцу на минимальное расстояние. Как следствие, видимые размеры Солнца в эти дни достигают максимального значения в 2015 году, равно как и скорость движения Земли по орбите. Также именно сегодня Земля получит от Солнца наибольшее количество света и тепла в 2015 году.
Но если сегодня Земля ближе всего к Солнцу, то почему это никак не сказывается на температуре воздуха за окном? Дело в том, что вытянутость земной орбиты невелика, а потому никак не влияет на смену времен года.
Если сегодня расстояние от Солнца равно 147,1 миллионов километров, то 5 июля, когда Земля будет в афелии, оно достигнет 152,1 млн. км. Разность составляет пять миллионов километров или около трех процентов. Настолько же меняются и видимые размеры Солнца в течение года. Подобную разницу уловить невооруженным глазом очень трудно.
Почему же на Земле происходит смена времен года? Исключительно потому, что ось вращения Земли наклонена к плоскости земной орбиты, в результате чего Солнце полгода освещает в основном северное полушарие Земли, а другую половину года — южное.
Границами астрономических сезонов служат моменты равноденствий и солнцестояний. Например, астрономическое лето длится от момента летнего солнцестояния, которое в разные годы наступает 20, 21 или 22 июня, до осеннего равноденствия, наступающего 22 или 23 сентября.
Таким образом, продолжительность лета равна 93,6 дня. Осень длится от осеннего равноденствия до момента зимнего солнцестояния, ее длительность равна 89,8 дней. Еще короче зима — только 89 дней. Наконец, продолжительность весны составляет 92,8 дней.
Все это происходит из-за вытянутости орбиты Земли. Вместе с тем и скорость движения Земли по орбите в этот период немного больше из-за большего притяжения звезды.
Скорость движения Земли по эллиптической орбите колеблется от 30,27 км/с (в перигелии) до 29,27 км/с (в афелии).
В сумме эти факторы и приводят к тому, что лето в северном полушарии — самый длинный сезон, а зима — самый короткий.
Источник
Почему на экваторе жарко, а на полюсе холодно?
Все знают, что на экваторе стоит постоянная жара, а вот на обоих полюсах царствует вечный холод.
Почему же так происходит? Дело в нескольких факторах. Чтобы полнее ответить на вопрос, надо учитывать форму Земли, её наклон по отношению к Солнцу, скорость вращения, океанические течения и т. д.
Прежде всего, надо понимать, что нагрев зависит от угла падения солнечных лучей на Землю. На экваторе лучи падают под большим углом. В полдень солнце стоит там прямо над головой наблюдателя. Прямые лучи очень быстро и очень сильно разогревают поверхность, поэтому в этих местах всегда стоит такая жара. Остыть, например, во время ночного периода, поверхность просто не успевает.
Чем дальше от экватора и ближе к полюсам, тем более косо солнечные лучи попадают на поверхность. При этом косые лучи обогревают более обширную территорию, поэтому теряется большая часть тепла. Под таким углом лучи словно «скользят» по земле, и тепла от этого получается намного меньше, поверхность не успевает нагреться.
Также надо учитывать и влияние океанских масс. Благодаря сильной жаре вода на экваторе испаряется быстрее, наверху образуются многочисленные облака. Все течения около экватора всегда тёплые, они обогревают те районы, куда попадает эта вода. А не успевшие нагреться воды полюсов всегда холодные. Тепла косых солнечных лучей недостаточно, чтобы согреть в тех местах землю и воду. Поэтому в полярных и приполярных районах постоянная зима, вся поверхность всегда покрыта снегом и льдом.
Источник
Почему зимой холодно, а летом тепло?
«Почему летом жарко?» — этот детский вопрос очень актуален, учитывая время года. Зимой его заменит другой – «Почему зимой холодно?», сопровождаемый попыткой согреть через варежки замерзшие ладошки. В нашей новой рубрике «Почемучки» мы будем регулярно отвечать понятным и простым языком на самые интересные вопросы дошколят и школьников.
Кстати, свои вопросы для наших «Почемучек» вы можете предложить в личные сообщения наших групп в социальных сетях: там вас ждет уникальный и интересны контент: ВКонтакте, Facebook, Одноклассники
Ответ на вопрос: причина в угле наклона оси Земли
Наша планета Земля движется вокруг Солнца, а сама земная ось расположена под углом к плоскости этого движения.
Вокруг Солнца Земля вращается по эллиптической орбите, близкой к круговой, со скоростью около 107 000 км/час в направлении с запада на восток. Среднее расстояние к Солнцу 149 598 тыс. км
Из-за эллиптической формы орбиты расстояние между Землей и Солнцем разнится. Ближайшая на орбите точка к Солнцу называется перигелий – в этот момент до звезды примерно 147 млн километров. Самая дальняя носит название «афелий» – 152 млн км. 3% разницы в расстоянии приводят к примерно 7% разницы в количестве солнечной энергии, которую Земля получает в момент нахождения в этих местах орбиты.
Но главное, что изменяется не расстояние, а угол падения солнечных лучей на поверхность, — потому и существуют времена года.
Ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Соответственно, плоскость экватора образует угол 23,44° с плоскостью эклиптики.
Если бы не этот наклон, то день и ночь в любом месте Земли были бы одинаковыми по продолжительности, а днем Солнце в течение всего года поднималось бы на одну высоту.
3 географических причины смены времен года
Сезонные изменения продолжительности светлого времени суток: летом дни длинные, а ночи короткие; зимой их соотношение меняется на обратное.
Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. Летом в умеренных широтах в полдень Солнце находится ближе к зениту, чем зимой, и, следовательно, одинаковое количество солнечной радиации летом распределяется на меньшей площади земной поверхности.
Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Находящееся низко над горизонтом Солнце дает меньше тепла и света, чем Солнце, расположенное высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае преодолевают более мощный слой атмосферы.
Экватор не отдаляется от Солнца, там нет зимы и лета?
Конкурс
В этот раз мы не попросим вас что-нибудь посчитать, как это было в материале «Почему море соленое?». Присылайте нам в социальные сети свои «почемучки»: это может быть вопрос, который волновал вас в детстве, а может быть и вопрос, который недавно задал ребенок или ученик. Среди всех участников мы выберем 3 самых интересных вопроса и наградим их авторов книжными призами!
Источник
Летом Солнце ближе к Земле, чем зимой. Это неправда.
Начнем с того, что расстояние между Солнцем и Землей действительно не является постоянным, а меняется в течение года. Это связано с тем, что Земля вращается вокруг Солнца не по кругу, а «почти по кругу». Фигура, которую представляет собой орбита Земли, как и орбиты всех других планет нашей Солнечной системы, называется эллипсом.
В целом орбиты планет могут быть сколь угодно вытянутыми. Такую орбиту, в частности, имеет Плутон, который во время плутонианского лета приближается к Солнцу на расстояние «всего» 4,5 миллиарда километров, а «зимой» удаляется от Солнца на 7,5 миллиардов. К слову, год на Плутоне длится 250 лет. Если бы орбита Земли была бы похожа на орбиту Плутона, то видимый размер Солнца на небе в течение года менялся бы в два раза, а потоки тепла и света, падающие на Землю зимой и летом, различались бы в 4 раза. Средняя температура на Земле зимой была бы около минус 50 °C на экваторе, а у полюсов — в районе минус 150 °C, и, скорее всего, эти строки просто некому было бы читать.
К счастью, орбита Земли — это почти круг. Среднее расстояние от Солнца до Земли составляет почти 150 миллионов километров (свет проходит это расстояние чуть более чем за 8 минут). В ближней точке орбиты Земля приближается к Солнцу на 2,5 миллиона километров, а в дальней точке удаляется на такое же расстояние. Соответствующее изменение расстояния составляет всего 1,5%. На такую же долю меняется видимый размер диска Солнца на небе в течение года. Разумеется, большинство людей этого даже не замечает.
И все же, когда Солнце ближе всего к Земле — летом или зимой? Ответ на это вопрос известен: Земля проходит через ближнюю точку своей орбиты каждый год примерно в одно и то же время — почти сразу после новогодних праздников, около 3–4 января.
Иными словами, в это время на небе можно увидеть Солнце максимально большого размера. Становится ли в этот день хоть немного теплее? Строго говоря, да, так как близость к Солнцу увеличивает среднюю температуру на 2–3 градуса, но, конечно же, смена времен года при той орбите Земли, которую мы имеем, никак не связана с расстоянием до Солнца.
Гораздо более важной в нашей земной жизни является высота Солнца над горизонтом и, как следствие, плотность падающих на поверхность Земли солнечных лучей. А она, особенно на высоких широтах, на которых находится большая часть нашей страны, меняется в течение года не на 1–2%, а в несколько раз.
Впрочем, есть и гораздо более простой способ понять, что времена года никак не связаны с расстоянием до Солнца. Достаточно вспомнить, что январь является центральным месяцем зимы лишь в северном полушарии. В южном полушарии на это же самое время приходится пик лета.
Соответственно, для большинства жителей той же Южной Америки тот факт, что Солнце ближе всего в январе, вероятно, не кажется таким удивительным, как для нас.
Информацию предоставил Сергей Богачев, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН
Источник