Светит, но не греет – как работает Солнце зимой
Солнце – главный источник жизни на планете Земля. Оно является ближайшей к нам звездой. Другие расположены так далеко, что свет их доходит до нас только через миллионы световых лет. И если Солнце перестанет излучать свою энергию, все живое на Планете однозначно погибнет.
Наверняка каждый из нас хотя бы один раз задавался вопросом: «А почему, собственно, летом от солнечного света мы загораем, а зимой тот же свет не способен даже немного растопить лед?» Итак, давайте разбираться.
Как работает Солнце
Изучение Солнца – очень непростое дело. Невозможно послать к нему летательные аппараты, так как они попросту сгорят. Но у современной науки есть множество иных способов изучить объект, находящийся далеко, но излучающий при этом колоссальную энергию. Расстояние до Солнца от Земли составляет 150 млн км. Именно такое расстояние позволяет жизни на нашей Планете существовать комфортно.
В диаметре ядро Солнца достигает 175 тысяч километров. Температура внутри звезды – 14 млн градусов по Кельвину, и причинами ее являются термоядерные реакции. Можно сказать, что это своеобразная ядерная топка. В ядре звезды зарождается все тепло, которое потом проходит через несколько оболочек:
- фотосферу – это первый слой над ядром, но энергия более глубоких слоев сюда не доходит;
- спикулы – это регулярные выбросы из следующего слоя Солнца;
- корону – самая внешняя оболочка звезды.
[interesting]Интересно: в короне образуются протуберанцы. Именно эта оболочка является причиной солнечного ветра, который распространяется до самых отдаленных уголков Солнечной системы.[/interesting]
Видимый свет и солнечная энергия – это инфракрасные лучи и ультрафиолет, а также электромагнитные волны, радиация и рентгеновские лучи.
[interesting]Важно! Все эти волны достигают Земли и других планет Солнечной системы и определенным образом влияют на них, а особенно на те из них, где есть атмосфера.[/interesting]
Влияние лучей
Все живое ощущает на себе влияние в первую очередь УФ-лучей. Именно от их интенсивности озоновый слой защищает нашу Планету. Влияние ультрафиолетовых лучей на живые организмы проявляется в следующем:
- они способствует тому, чтобы совершались обменные процессы в организме человека;
- благодаря этому излучению вырабатывается витамин D в организме, а без него нормальная жизнь человека невозможна;
- усиливается кровоток;
- появляется загар.
УФ-лучи также положительно влияют на атмосферу. Они очищают ее и делают более благоприятной для жизни. Тепловое воздействие оказывают еще и инфракрасные лучи. Благодаря им на поверхности Земли тепло. Но хотя эти лучи и воздействуют на атмосферу, бывают моменты, когда влияние их становится минимальным.
Зимой Солнце греет меньше
Зимой Солнце греет не так интенсионо, но это явление можно объяснить с научной точки зрения. Происходит снижение поступления солнечного тепла на Землю по следующим причинам:
- над горизонтом Солнце расположено очень низко, поэтому лучи через атмосферу проходят больший путь;
- утром и вечером по этой же причине не так жарко, а вот вечером наступает холод;
- холодный ветер сокращает период тепла, который может дать нам Солнце;
- зимой дни короче, а ночи длиннее – значит, период, когда инфракрасные лучи могут воздействовать на атмосферу, сильно уменьшается.
[interesting]Немаловажное значение также имеет и тот факт, что зимой поверхность земли покрывает белый снег, который прекрасно отражает солнечные лучи, поэтому общая температура на поверхности снижается.[/interesting]
Как мы видим, зимой Солнце хотя и светит, но ждать от него появления загара не приходится.
Источник
Как работает и греет Солнце
Солнце — главный источник энергии на Земле. Без него невозможным было бы существование жизни. И хотя все буквально вертится вокруг Солнца, мы очень редко задумываемся над тем, как работает наша звезда.
Структура Солнца
Чтобы понять, как работает Солнце, сначала нужно разобраться в его структуре.
- Ядро.
- Зона лучистого переноса.
- Конвективная зона.
- Атмосфера: фотосфера, хромосфера, корона, солнечный ветер.
Диаметр солнечного ядра составляет 150—175 000 км, около 20—25% солнечного радиуса. Температура ядра достигает 14 млн градусов по Кельвину. Внутри постоянно происходят термоядерные реакции с образованием гелия. Именно в ядре в результате данной реакции выделяется энергия, а так же тепло. Остальная часть Солнца нагрета этой энергией, она проходит сквозь все слои до фотосферы.
Зона лучистого переноса находится над ядром. Энергия переносится с помощью излучения фотонов и их поглощения. 
Над зоной лучистого переноса находится конвективная зона. Здесь перенос энергии осуществляется не переизлучением, а переносом вещества. С высокой скоростью более холодное вещество фотосферы проникает в конвективную зону, а излучение из зоны лучистого переноса поднимается на поверхность — это и есть конвекция.
Фотосфера — это видимая поверхность Солнца. Из этого слоя исходит большая часть видимого излучения. В фотосферу уже не проникает излучение более глубоких слоев. Средняя температура слоя достигает 5778 К.
Хромосфера окружает фотосферу, она имеет красноватый оттенок. Из поверхности хромосферы постоянно происходят выбросы — спикулы.
Последняя внешняя оболочка нашей звезды — корона, состоящая из энергетических извержений и протуберанцев, образующих солнечный ветер, распространяющийся к самым дальним уголкам солнечной системы. Средняя температура короны — 1—2 млн К, но есть участки с 20 млн К.
Солнечный ветер — это поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы со скоростью около 400 км/с. Многие явления на Земле связаны с солнечным ветром, например, полярное сияние и магнитные бури.
Солнечное излучение
Плазма Солнца обладает высокой электропроводностью, что способствует появлению электрических токов и магнитных полей.
Солнце — самый сильный излучатель электромагнитных волн в мире, который дает нам:
- ультрафиолетовые лучи;
- видимый свет — 44% солнечной энергии (преимущественно желто-зеленый спектр);
- инфракрасные лучи — 48%;
- рентгеновское излучение;
- радиационное излучение.
Лишь 8% энергии отводится на ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение. Видимый свет расположен между лучами инфракрасного и ультрафиолетового спектра.
Также Солнце является мощным источником радиоволн нетепловой природы. Помимо всевозможных электромагнитных лучей излучается постоянный поток частиц: электронов, протонов, нейтрино и так далее.
Все виды излучения оказывают свое влияние Землю. Именно это влияние мы ощущаем.
Воздействие УФ лучей
Ультрафиолетовые лучи воздействуют на Землю и все живые существа. Благодаря им существует озоновый слой, так как УФ-лучи разрушают кислород, который модифицируется в озон. Магнитное поле Земли в свою очередь формирует озоновый слой, который, как ни парадоксально, ослабляет силу воздействия УФ.
На живые организмы и окружающую среду ультрафиолет влияет многогранно:
- способствует выработке витамина D;
- обладает антисептическими свойствами;
- вызывает появление загара;
- усиливает работу кроветворных органов;
- повышает свертываемость крови;
- увеличивается щелочной резерв;
- дезинфицирует поверхности предметов и жидкости;
- стимулирует обменные процессы.
Именно ультрафиолетовое излучение способствует самоочищению атмосферы, устраняет смог, частицы дыма и пыли.
В зависимости от широты сила воздействия УФ излучения сильно изменяется. 
Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет
Все тепло на Земле — это инфракрасные лучи, которые появляются благодаря термоядерному синтезу водорода с образованием гелия. Эта реакция сопровождается огромным выбросом лучистой энергии. До земли доходит порядка 1000 Ватт на квадратный метр. Именно за это ИК излучение очень часто называют тепловым.
Удивительно, но Земля выступает в роли инфракрасного излучателя. Планета, а также облака поглощают ИК лучи, а затем переизлучают эту энергию обратно в атмосферу. Такие вещества как водяной пар, капли воды, метан, диоксид углерода, азот, некоторые соединения фтора и серы излучают ИК лучи во всех направлениях. Именно благодаря этому имеет место парниковый эффект, который поддерживает поверхность Земли в постоянно подогретом состоянии.
Инфракрасные лучи не только нагревают поверхности предметов и живых существ, но и оказывают другое влияние:
- обеззараживают;
- улучшают метаболизм;
- стимулируют кровообращение;
- снимают болевые ощущения;
- нормализуют водно-солевой баланс;
- укрепляют иммунитет.
Почему зимой Солнце греет слабо
Так как Земля вращается вокруг Солнца с некоторым наклоном оси, в разное время года происходит отклонение полюсов. В первой половине года Северный полюс повернут к Солнцу, в во второй — Южный. Соответственно, меняется угол воздействия солнечной энергии, а также мощность.
То полушарие, которое повернуто к Солнцу, получает больше электромагнитных и других лучей, нагревается сильнее — наступает лето. Полушарие, которое отвернуто от солнца получает падающие вскользь лучи — наступает зима. Из-за измененного угла падения поверхность и атмосфера прогреваются слабее. 
Из-за изменения угла наклона зимой Солнце проходится низко над горизонтом. Соответственно, его лучи проходят длинный путь сквозь атмосферу. Зимой тепловая энергия растрачивается сильнее, за счет того что инфракрасные лучи встречают на своем пути и обогревают в 4-6 раз больше воздуха. До поверхности планеты доходит значительно меньше тепла, поэтому кажется, что Солнце почти не греет.
Так как прозрачность воздуха достаточно высока, видимая часть солнечного излучения доходит в любое время года практически в неизменном количестве.
Источник
«Почему в арктическом поясе в летнее время солнце не заходит за горизонт, а усиленного таяния снега и льда не происходит?»
Данный пост родился из-за запроса в поисковой системе Яндекса, и из-за которого человек попал ко мне на канал (причем несколько раз):
А действительно, почему, когда солнце не садится за горизонт круглые сутки в течение нескольких месяцев, лед на полюсах не тает (ну почти не тает).
А вы знаете ответ?
Сейчас у нас в Мурманской области дело движется все ближе к Полярной ночи, но все-таки напишу о Полярной дне.
Чтобы разобраться в вопросе, всего-то надо было вспомнить школьный курс физики, а именно тему «Тепловые явления» . К счастью, у меня всегда есть под рукой несколько книг Якова Перельмана, в том числе и «Занимательная физика» , которая всегда подскажет🙂
Оказывается, все дело в наклоне нашей земной оси к плоскости обращения Земли вокруг Солнца, а если быть точнее, то в разных углах падения солнечных лучей.
Наклон солнечных лучей к поверхности Земли ближе к экватору больше, чем у полюсов, а летом угол становится только больше, чем зимой. А чем этот угол больше, тем больше освещение и нагревание поверхности (если исходить из формулы, что действие лучей пропорционально синусу этого угла).
Например, синус угла в 60 градусов больше синуса в 20 градусов, и так далее…
Получается, что за время Полярного дня солнце вроде бы и освещает Северный Ледовитый океан, или Антарктиду (там, если кто не знал, тоже бывают полярные дни и ночи) , но никогда не нагреет до такой степени, чтобы растаял весь лёд (по крайней мере пока не сместится земная ось).
Источник
Кто выключил тепло?
Или почему Солнце зимой светит, но не греет
Ребята, вот вы когда‑нибудь задумывались, почему солнышко (астрономы нас тут же бы поправили – звезда Солнце) светит круглый год, будь то зима, весна, лето или осень? Каждый день восходит оно на востоке, а заходит на западе. Правда, из‑за туч на небе мы не всегда можем разглядеть его яркие лучики. Почему же тогда зимой брррр как холодно, во всяком случае у нас, в России, другие страны брать не будем. «Почему-почему? Может… зимой жаркое-прежаркое солнце становится холоднее? Или оно не стоит на месте, отдаляется зимой (вот и греет меньше), а потом возвращается обратно?» – начал придумывать гипотезы Павел Печинский.
А вот и нет! Зимой 2019 года, когда Паша был ещё воспитанником Волоконовского детского сада № 4 «Теремок», это сейчас он первоклашка школы № 2, – разгадал солнечные секретики. А помогли ему педагог-психолог детсада Елена Владимировна Рубинская и воспитатель Елена Ивановна Девкина. Написал большую работу, которую так и назвал «Почему Солнце зимой светит, но не греет?», и победил с ней на районном конкурсе «Я – исследователь».
Солнце в цифрах:
Возраст: более 4,5 млрд лет
Диаметр: 1 391 000 км (а это 109 диаметров Земли)
Расстояние до Земли: около 150 млн км
Солнечные лучи достигают Земли за: 8,2 минуты
Температура: в ядре – 15 млн °C, на поверхности – около 5 тысяч °C
«Солнце – самая важная для людей звезда, ведь без него не было бы жизни на Земле. Вокруг него вращаются планеты, их спутники и даже кометы и метеориты. Из всех планет больше всего повезло Земле. Она расположилась третьей по счёту, а главное на очень удачном расстоянии: находилась бы она чуточку ближе к нему – мы бы сгорели, чуть дальше – замёрзли бы в ледниках», – рассказал Паша.
Во вращении вокруг Солнца Паша и нашёл разгадку холодной зимы и тёплого лета.
«Земля и другие планеты Солнечной системы – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон – вращаются не только вокруг Солнца, но ещё и вокруг воображаемой оси, так называют линию, на Земле она проходит через Северный и Южный полюса нашей планеты. Из‑за этих постоянных вращений и получается, что в разное время года Земля по‑разному подставляет солнечным лучам свою поверхность, то один бок, то другой. Когда солнечные лучики падают на Землю прямо, становится жарче. Но стоит им только падать на неё под углом, как они тут же греют её слабее», – поделился открытиями исследователь.
Солнечные лучики падают на Землю под разными углами, поэтому она нагревается везде по‑разному. Догадаетесь, какое самое жаркое место на нашей планете? Экватор! А всё оттого, что на нём и зимой и летом наклон солнечных лучей всегда одинаковый – они прямые. А прямые лучики быстро и сильно нагревают Землю, вот там круглый год и стоит жара. Хорошенечко прогревшись за день, даже за ночь поверхность здесь остыть не успевает.
Земля + Солнце = …
Нам понадобятся:
Листы картона (белого и чёрного цветов),
Два глобуса (или любых больших одинаковых шара, похожих на них),
Эксперимент 1
Снежное покрывальце
Ребята, подумайте, что отличает зиму от других времён года? Конечно же, мороз и снежное покрывальце, которым она укутывает землю. Воссоздадим (конечно же, о-о-очень примерно) кусочек зимы и лета прямо на наших столах? Уложите рядышком два картонных листа: белого цвета (это зимнее снежное покрывальце) и чёрного (наверняка вы уже догадались, что это – не покрытая снегом земля). Остаётся только «включить» солнышко. И им станет настольная лампа. Включаем лампу, свет направляем прямо на листы и ждём минут 40. А теперь по очереди приложите руку к листам: белый почти совсем не нагрелся, а вот чёрный стал тёплым. Итак…
Эксперимент 2
Ветер-ветер, ты могуч…
…и, конечно же, гоняешь стаи туч. Но у нас будешь просто дуть на наши подопытные глобусы или шарики, похожие на них. Размещаем наши кругляши рядышком, направляем холодный ветер (то есть поток воздуха вентилятора) на один из них. Не забываем включить лампы над каждым из глобусов. И снова ждём 40 минут. Прикладываем руки к глобусам. Немудрено, глобус, который обдувал воздух, так и остался холодным. Итак…
Эксперимент 3
Солнышко над горизонтом
И снова возьмите два глобуса. Разместите своих подопытных прямо на столе, а над ними, как и в предыдущих экспериментах, – лампы. Только на этот раз пусть одна будет в 10 см под углом примерно в 30 градусов, а вторая на высоте 30 см, но под углом 90 градусов. Через 40 минут сравните температуру. Глобус, оказавшийся под лампой повыше и под прямым углом, нагрелся больше. Итак…
В тёплое время года солнышко можно заметить высоко над горизонтом (обрати внимание на угол падения лучиков!), вот Земля и получает больше тепла. Зимой меньше, ведь оно совсем низко над горизонтом.
Эксперимент 4
Короткий день
И снова «вооружайтесь» двумя глобусами и двумя лампами. Над одним лампа пусть посветит 10 минут, над другим – 40. Конечно же, вы уже и сами догадались без прикладывания рук, какой глобус теплее: бесспорно тот, над которым лампа горела дольше. Итак…
А вы знали?
Ребята, ответьте‑ка на вопрос: какого цвета Солнце? «Конечно же, жёлтого!» – воскликнули вы. Признаемся, мы тоже всегда так думали. Эх, ошибались! Давно уже доказано, Солнце (ни за что бы не подумали!) белое. Если взять призму – специальное устройство для преломления световых лучей, то можно увидеть, как солнечный свет разбивается на радугу. Помните, «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан», отсюда – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Если обратно смешать все эти цвета, получите цвет Солнца – белый.
Источник