Смена времен года на Земле
Причиной, почему на Земле происходит смена времен года, является наличие угла наклона относительно оси. Из-за него к источнику тепла полушария приближаются по очереди во время вращения планеты вокруг Солнца. На получающей большую часть тепла половине небесного тела наступает лето, а другая в этот период прогревается в 3 раза слабее, что приводит к наступлению зимы.
Почему происходит смена времен года
В древности люди объясняли перемену сезонов года с помощью мифологии. Лишь в эпоху Возрождения было доказано, что планета имеет форму шара, вращается вокруг Солнца. Тогда предложенная религиями версия была опровергнута.
При перемещении по орбите Земля то приближается к Солнцу, то отдаляется от небесного светила. Расстояние между телами варьируется от 147,1 до 152,1 млн км. При этом в начале июня Земля максимально отдаляется, а в начале января приближается к звезде. Движением вокруг небесного светила не объясняется смена сезонов года. Этот факт не знают многие взрослые люди.
Зима и лето сменяются из-за того, что планета прогревается неравномерно. Поскольку угол наклона оси по отношению к Солнцу составляет 23°, на одно полушарие солнечные лучи попадают под прямым углом, а на второе — под острым. Во время оборота лучше освещается то один участок, то другой из-за перемены положения относительно Солнца. Одно полушарие получает большую часть тепла. Там наступают летние дни. При этом на противоположное приходят зимние холода.
На экваторе, куда всегда попадают прямые солнечные лучи, смена сезонов происходит мягче, снега и отрицательных температур там не бывает. Чем дальше климатический пояс располагается от экватора, тем сильнее изменения в погодных условиях.
Если бы угол наклона отсутствовал, Земля круглый год прогревалась с одинаковой силой. Времена года в подобной ситуации не возникли бы. На экваторе установилось бы постоянное лето, а по мере удаления от него погода постепенно была бы все более холодной.
Постоянными были бы погодные условия и при отсутствии перемещения по орбите. В подобной ситуации одно полушарие постоянно освещалось бы лучше другого, там наблюдалось бы вечное лето. На противоположной части планеты всегда было бы холодно.
Ознакомиться с механизмом смены сезонов можно на схеме.
Календарные времена года
Год делится на 4 сезона:
Зимой световые дни укорачиваются, температура снижается. Количество осадков может увеличиться. В большей части регионов России выпадает снег, наблюдается отрицательная температура. В районах с более мягким климатом похолодание не такое сильное, возможны затяжные дожди, ливни.
Осень и весна представляют собой переходные состояния между летом и зимой. Погодные условия в эти периоды постепенно изменяются. Весной постепенно теплеет, а осенью, наоборот, холодает. Меняется и характер осадков. В весенние месяцы световые дни становятся длиннее, в осенние их продолжительность снижается.
Летом длина светового дня наибольшая. Увеличивается и температура воздуха. В расположенных неподалеку от полюсов областях темные ночи могут совсем отсутствовать. Там светло круглые сутки. Снег летом идет лишь на приближенных к полюсам территориях. На южном полушарии летом теплее, поскольку планета в этот период приближается к Солнцу.
Каждый сезон занимает 3 месяца. Когда они завершаются, происходит перемена времен года.
Астрономические времена года
Началом астрономических времен года считают дни, в которые центр Солнца проходит через точки солнцестояний либо равноденствий. Всего их 4, как и календарных сезона.
Астрономическое лето длится от летнего солнцестояния (21 июня) до осеннего равноденствия (23 сентября). Оно занимает 93 дня 14 часов и 24 минуты.
Затем наступает осень, продолжающаяся до 22 декабря — даты зимнего солнцестояния. Длится она 89 дней 18 часов и 42 минуты.
После следует длящаяся до весеннего равноденствия (21 марта) зима. Длина этого сезона равняется 89 дням и 30 минутам.
Весна завершается днем солнцестояния летом. Продолжительность ее равна 92 дням 20 часам и 12 минутам.
Периоды равноденствий
Равноденствиями называют периоды, когда продолжительность светового дня примерно равна длительности ночи. Каждый год таких суток 2. Весной равноденствие приходится на 20-21 марта, а осенью — на 22-23 сентября.
Солнцестояниями называют сутки, на которые приходятся самые длинные световой день и световая ночь.
Климатические времена года
Из-за физических свойств жидкости и почвы климатические сезоны сменяются позднее астрономических и не совпадают с календарными. Длительность задержек зависит от климатического пояса. Чем дальше от экватора, тем сильнее различаются лето с зимой.
На экваторе и вблизи от него лето и зима характеризуются большим количеством осадков, затяжными дождями. Весной и осенью влажность снижается, ливни пропадают. Температура около экватора всегда высокая. Здесь никогда не выпадает снег.
В тропиках зимние месяцы дождливые, а летние — жаркие и засушливые. В пустынях дожди даже зимой идут нечасто. Круглый год температура здесь выше 0°С.
В умеренном поясе возможны различные варианты для сезонов. Объясняют это близостью океана, теплых либо холодных течений. В Европе условия мягче, чем в Сибири, из-за близости Гольфстрима. Не опускается температура слишком низко и в Соединенных Штатах Америки.
В умеренно-континентальном климатическом поясе большая часть влаги приходится на лето. Зима сухая и холодная. В океаническом — дожди и снег отмечаются чаще зимой и осенью, а летом и весной количество осадков уменьшается. Муссонный климат, характерный для Дальнего Востока, отличается выпадением обильных дождей летом при почти полном отсутствии осадков зимой.
Для арктического и субарктического климатических поясов характерна перемена полярных дня и ночи. Большую часть времени солнечные лучи не попадают на эту местность, из-за чего здесь темно круглые сутки. Наблюдается вечная мерзлота. Даже летом температура не поднимается высоко, земля не прогревается. Сезонные колебания осадков выражены слабо.
Источник
Орбита Земли вокруг Солнца
Орбитой Земли называют траекторию её вращения вокруг Солнца, её форма — эллипс, она размещена в среднем на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца (максимальное удаленное расстояние называют афелием — 152 миллиона км, минимальное — перигелием, 147 миллионов км).
Полный оборот вокруг Солнца длиной в 940 миллионов км Земля, двигаясь с запада на восток со средней скоростью 108000 км/ч, совершает за 365 суток 6 часов 9 минут и 9 секунд или за один звездный год.
Движение планеты по орбите вокруг Солнца и угол наклона оси вращения к плоскости, где движутся небесные тела, напрямую влияют на смену времен года и неравенство дня и ночи.
Особенности вращения Земли вокруг Солнца
(Строение Солнечной системы)
В античную эпоху ученые астрономы считали, что Земля располагается в центре Вселенной и все небесные тела вращаются вокруг неё, эта теория носила название геоцентрической. Её развенчал польский астроном Николай Коперник в 1534 году, создавший гелиоцентрическую модель мира, доказывавшую, что Солнце не может вращаться вокруг Земли, как бы это не хотелось Птолемею, Аристотелю и их последователям.
Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической траектории, называемой орбитой, её длина около 940 миллионов км и это расстояние планета проходит за 365 суток 6 часов 9 минут и 9 секунд. По прошествию четырех лет эти шесть часов накопляются в сутки, они добавляются к году как еще один день (29 февраля), такой год високосный.
(Перигелий и афелий)
В период движения по заданной траектории расстояние от Земли до Солнца может быть максимальным (данное явление происходит 3 июля и носит название афелий или апогелий) – 152 милл. км или минимальным – 147 милл. км (имеет место 3 января, называют перигелием), но не это является, как ошибочно можно предположить, следствием смены сезонов.
Смена времен года
Вследствие наклона земной оси к плоскости её орбиты вокруг Солнца в 66,5º, земная поверхность получает неодинаковое количество тепла и света, что становится причиной смены времен года и изменения продолжительности дневного и ночного времени суток.
Примечание:
- Угол наклона земной оси от оси эклиптики = 23,44º градуса (наклон оси вращения Земли)
- Угол наклона земной оси к плоскости её орбиты вокруг Солнца = 66,56º градусов (определяет климатические изменения сезонов в течение года)
Экваториальные дни и ночи всегда одинаково продолжительны, они длятся 12 часов.
Скорость Земли, движущейся по орбите
Оборот вокруг Солнца Земли: 365 суток 6 часов 9 минут и 9 секунд
Средняя скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца: 30 км/с или 108 000 км/час (это 1/10000 часть скорости света)
Для сравнения диаметр нашей планеты составляет 12700 км, с этой скоростью можно покрыть данное расстояние за 7 минут, а расстояние от Земли до Луны (384 тыс. км) за четыре часа. Удаляясь от Солнца в период афелия скорость движения Земли замедляется до 29,3 км/с, в период перигелия ускоряется до 30,3 км/с.
Весеннее и осеннее равноденствия
- 20 марта — весенне равноденствие
- 22 сентября — осеннее равноденствие
- 21 июня летнее солнцестояние
- 22 декабря — зимнее солнцестояние
Места, где плоскость небесного экватора пересекается плоскостью эклиптики, обозначаются точками весеннего (20 марта) и осеннего равноденствия (22 сентября), дни и ночи одинаково продолжительны, и участки полушарий, обращенные к Солнцу, равномерно освещены и согреты, лучи Солнца падают на линию экватора под углом 90º. По датам весеннего и осеннего равноденствия отсчитывают астрономическое начало весны и осени в соответствующих полушариях.
Еще выделяют точки летнего (21 июня) и зимнего (22 декабря) солнцестояния, лучи Солнца становятся перпендикулярными не линии экватора, а Южному и Северному тропику (южная и северная параллель 23,5º). В день летнего солнцестояния 21 июня в Северном полушарии до 66,5 параллели день длиннее ночи, в Южном полушарии – ночь длиннее дня, эта дата — астрономическое начало лета в северных широтах и зимы в южных.
22 декабря (день зимнего солнцестояния) в Южном полушарии до 66,5 параллели продолжительность дня больше, в Северном севернее до той же параллели – меньше. Дата зимнего солнцестояния – астрономическое начало зимы в Северном полушарии и начало лета в Южном.
Источник
Почему на Земле происходит смена времён года?
Это довольно простой вопрос из школьной программы природоведения. Но, как оказалось, ответ знает далеко не каждый взрослый.
Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 29,8 км/с, делая полный оборот вокруг светила за 365 дней. Также Земля вращается и вокруг своей оси, делая полный оборот за 24 часа. Если бы ось вращения планеты была бы строго перпендикулярна плоскости орбиты, то никаких времен года мы бы не наблюдали. Но суть в том, что ось Земли наклонена на 23 градуса – это и есть главная причина наблюдаемых сезонов.
Взглянем на рисунок. Мы видим, что солнечные лучи освещают Землю равномерно. Но из-за наклона земной оси большая часть света попадает на северное полушарие, а на южном полушарие света значительно меньше. В этом случае на северном полушарии царит лето, а на южном – зима.
Кстати, хорошо видно, отчего образуются полярные дни и ночи. На Северном полюсе Солнце вообще не заходит за горизонт – как бы Земля не вращалась вокруг своей оси, в любое время суток Солнце будет светить на поверхность планеты. А на Южном полюсе все сутки царит полярная ночь: свет от Солнца туда не попадает вообще.
При движении по орбите вокруг Солнца наклон земной оси остается постоянным и не меняется. Соответственно, в противоположной точке орбиты (от приведенного на рисунке выше) будет всё наоборот: в северном полушарии будет царить зима, а в Южном – лето:
Естественно, в двух других положениях будут находится некоторые промежуточные состояния погодных условий, которые мы называем осенью и весной.
Также теперь становится понятно, почему в Африке круглый год тепло. В областях, близких к экватору, планета целый год получает одну и ту же порцию света и тепла, вне зависимости от своего положения на орбите. А на полюсах (как Северном, так и Южном) круглый год холодно, и смена времен года там ощущается не так и сильно. Всё из-за того, что солнечные лучи освещают эти места как бы «вскользь», под очень пологим углом. Солнце на полюсах никогда не бывает над головой, только над горизонтом.
Стоит заметить, что орбита, по которой Земля движется вокруг Солнца, имеет не круглую, а слегка вытянутую форму (эллиптическую). На смену времен года это не влияет, но влияет на их продолжительность: в северном полушарии весна и лето длится на три дня дольше, чем осень и зима, а в южном полушарии наоборот – осень зима чуть длиннее весны и лета.
Если тебе понравится статья, жми палец вверх! Тебе не сложно, а нам приятно!
Подписывайся на канал, расскажи о нем в соцсетях, а уж мы постараемся не ударить в грязь лицом )
Источник
Почему происходит смена времен года?
Существует тьма-тьмущая заблуждений о космосе. И самое распространенное из них состоит в том, что якобы зимой холодно, потому, что Земля дальше от Солнца, чем летом.
Масштаб распространения этого заблуждения поражает. Мне доводилось слышать эту ерунду даже от очень образованных людей. Корни этого заблуждения растут из когда-то услышанного факта, о том, что орбита Земли вокруг Солнца не является идеальной окружностью, а скорее эллипсом.
На самом деле разница в расстоянии между Землей и Солнцем зимой и летом практически не влияет на температуру. Более того — зимой Земля ближе к Солнцу, чем летом!
На самом деле смена времен года происходит из-за того, что в разные периоды орбитального движения Земли, ее поверхность освещается Солнцем под разными углами.
Причина этого в том, что ось вращения Земли наклонена под углом примерно в 23.5 градуса. В результате получается так, что одну половину года Солнце больше освещает северное полушарие Земли, а вторую половину — южное. Соответственно когда в северном полушарии лето, в южном — зима, и наоборот.
Это хорошо видно на картинке. Когда Земля наклонена северным полюсом к Солнцу, то северное полушарие лучше освещается Солнцем. В результате северное полушарие хорошо прогревается и в нём идет лето. И ровно наоборот во второй половине года.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник