Смена времен года - вечное и неизменное явление природы. Причина его заключается в движении Земли вокруг Солнца. Путь, по которому в космическом пространстве движется земной шар, имеет форму вытянутого круга - эллипса. Солнце находится не в центре этого эллипса, а в одном из ее фокусов. Поэтому на протяжении года расстояние от Солнца до Земли периодически меняется. Переход от тёплого времени года (весна, лето) к холодному (осень, зима) происходит вовсе не потому, что Земля то приближается к Солнцу, то удаляется от него. А ведь и сегодня так думают многие люди!
Дело в том, что Земля, помимо обращения вокруг Солнца, вращается вокруг воображаемой оси (линии, проходящей через Северный и Южный полюса). Если бы ось Земли располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми. Но эта ось наклонена по отношению к Солнцу (на 23°27"). В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, а ось Земли всегда направлена в одну точку - на Полярную звезду. Поэтому в разное время года Земля по-разному подставляет солнечным лучам свою поверхность. Когда солнечные лучи падают отвесно, прямо, Солнце жарче. Если же лучи Солнца падают на земную поверхность под углом, то они греют земную поверхность слабее.
Лучи Солнца падают на Землю Солнце всегда стоит прямо на экваторе и в тропиках, поэтому жители этих мест не знают холодов. Там не так резко, как у нас, сменяются времена года, и никогда не бывает снега. В то же время часть года каждый из двух полюсов повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора - лето и день длинный, к югу - зима, а день короткий. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие - здесь наступает лето, а в Северном - зима.
Зима и лето в Северном и Южном полушарии Самые длинные и самые короткие дни в году называются днями зимнего и летнего солнцестояния. Летнее солнцестояние наступает 20, 21 или 22 июня, а зимнее - 21 или 22 декабря. А еще во всем мире в каждом году имеются двое суток, когда день равен ночи. Это происходит весной и осенью, ровно между днями солнцестояния. Осенью это происходит около 23 сентября - это осеннее равноденствие, весной около 21 марта - весеннее равноденствие. Годичное движение Земли вокруг Солнца
Вот и пришла весна. С полей сошел серый и унылый снег, а солнце стало теплее и ласковее. Пробуждается природа: начинает пробиваться первая зелень, набухают и распускаются почки на деревьях, возвращаются перелетные птицы, а из нор и гнезд выбирается живность. Вскоре наступят лето, осень, зима и снова придет весна. Из года в год на нашей планете сменяются времена года.
Но что же обеспечивает эти циклические изменения природы? Основной причиной смены времен года является наклон оси нашей планеты по отношению к плоскости эклиптики, т.е. плоскости вращения Земли вокруг Солнца. Ось Земли наклонена от плоскости эклиптики на 23,44°. Если бы этот угол был равен нулю, на планете никогда бы не сменялись времена года, продолжительность дня и ночи была бы одинакова, а солнце бы поднималось над горизонтом на одну и ту же высоту в течении всего года.
А сменяются ли времена года на других планетах Солнечной системы?
Меркурий
Если брать во внимание только тот показатель, который оказывает решающее влияние на формирование времен года на Земле, наклон оси вращения, то на Меркурии не должно быть привычных нам времен года. Однако Меркурий движется по очень вытянутой орбите, приближаясь в перигелии к Солнцу на 46 млн км и отдаляясь на 70 млн км в афелии, что вносит заметное влияние в формировании меркурианской погоды. Находясь на небольшом удалении от Солнца, освещенная сторона Меркурия нагревается в среднем до +300°C(максимум: +427 °C) и наступает меркурианское лето. В дальнем участке орбиты наступает зима, даже днем в это время температура не поднимается выше 107°C, а ночью опускается до -193°C.
Рассвет на Меркурии происходит лишь раз в два года (раз в 176 дней), но это самый горячий рассвет во всей системе.
В то же время на полюса Меркурия практически не попадает солнечный свет по причине минимального наклона оси вращения к плоскости эклиптики (0,01°). В этих темных и холодных областях были обнаружены ледяные полярные шапки, правда достигающие всего 2-х метров в толщину.
Интересно, что сутки (175,94 земных суток) на Меркурии длятся в два раза больше чем год (87,97 земных суток).
На Венере, как и на Меркурии, так же нет смены пор года. Угол оси вращения Венеры составляет внушительные 177°, другими словами, эта планета имеет перевернутую ориентацию, и фактический угол наклона составляет всего 3°. Эксцентриситет орбиты, т.е. ее степень отклонения от окружности, предельно мал (0,01) и потому не вносит совершено ни каких корректив в погоду. Круглый год на поверхности планеты царит раскаленное лето: средняя температура переваливает за отметку +400°C.
Круглый год на Венере царит знойная жара, средняя температура около +400°C.
Марс
Марс во многом похож на нашу планету. Наклон оси вращения Марса относительно плоскости его орбиты равен 25,2°, что лишь немногим больше земного. Немного больше и эксцентриситет орбиты Красной планеты. Как следствие, марсианский климат носит чуть более выраженный сезонный характер, иначе говоря разница (особенно в температуре) между различными временами года выражена сильнее.
Еще одна интересная особенность марсианских сезонов заключается в том, что они ощутимо отличаются в разных полушариях планеты. Так в южном полушарии наблюдаются жаркое лето и холодная зима, тогда как в северном такие контрасты отсутствуют - и лето и зима здесь мягкие.
Юпитер
Ось вращения планеты-гиганта наклонена всего на 3,13° по отношению к плоскости орбиты, степень отклонения самой орбиты от окружности также минимальна (0,05). Иначе говоря, ничто здесь климат не носит сезонного характера и постоянен на протяжении всего года.
Сатурн
Наклон оси вращения Сатурна равен 29°, поэтому смена времен года на этой планете характеризуется более выраженными перепадами в количестве солнечного света, а следовательно и температуры, чем на Земле. Каждый сезон - будь-то лето или осень длится на планете-гиганте около 7 лет. В зависимости от времени года, Сатурн может менять свою расцветку. Восемь лет назад, когда АМС "Кассини" впервые приблизился к планете, на северном полушарии была зима и эта часть Сатурна имела голубой оттенок. На сегодняшний день в голубой цвет окрашивается юг - туда пришла зима. По мнению астрономов это явление возникает из-за интенсивности излучения ультрофиолета - зимой оно понижается, с приходом лета - повышается.
Зима на южном полушарии Сатурна. Голубая дымка, покрывшая южный полюс планеты является прямым следствием понижения температуры, т.е. приходом зимы. 10 лет назад, в 2004 году точно такой же голубой туман окутывал северный полюс газового гиганта.
Уран
Угол наклона оси вращения планеты составляет 97,86° - другими словами Уран лежит на боку слегка вниз головой. Этот фактор объясняет довольно-таки специфическую смену сезонов. В периоды солнцестояния только один из полюсов планеты обращен к Солнцу. Привычная для нас смена дня и ночи характерна только для экватора, остальные части Урана находятся под покровом полярного дня или полярной ночи длиною 42 земных года.
Фотография Урана, сделанная зондом Вояджер-2
На обращенном к Солнцу полюсе происходят кардинальные изменения: температура значительно возрастает, верхние слои атмосферы начинают медленно приобретать яркие тона, сменяя бледно-голубой оттенок, возрастает скорость ветров и количество облаков.
Нептун
На Нептуне ось вращения отклонена на 30°, поэтому смена времен года здесь схожи с земными, однако свои коррективы вносит расстояние планеты до Солнца. Год на Нептуне составляет практически 165 земных лет, следовательно каждый сезон длится, не больше не меньше, 41 год! В 2005 году на южном полушарии началось лето, и продлится оно до 2046 года.
Привет друзья!
В этой статье я расскажу Вам о том как меняются времена года и какие этому причины
. Если Вы это искали, значит Вам по адресу.
(климатические сезоны) – это части года, длительностью в несколько месяцев, отличающиеся климатическими признаками (преимущественно за условиями увлажнения и температурным режимом).
Например, в умеренных широтах различают зиму, весну, лето, осень, а в муссонных тропических областях – дождливый и сухой климатические сезоны.
Четкую астрономическую границу имеет начало каждого времени года. Четырьмя точками разделяется эклиптика (видимый путь движения Солнца по небесной сфере) – зимнего и летнего солнцестояния и осеннего с весенним равноденствиями – на секторы по 90°.
Временем года называется период, за который Солнце проходит один из этих секторов. Когда Солнце проходит через начальный круг склонения и его прямое восхождение равно 0° (весеннее равноденствие), тогда в Северном полушарии начинается весна, а в Южном – осень.
Когда прямой восход Солнца равен 90° (летнее солнцестояние), тогда наступает лето в Северном полушарии и зима – в Южном. Когда прямой восход Солнца равен 180° (осеннее равноденствие), тогда начинается осень в Северном полушарии и весна в Южном. Зимнее солнцестояние (когда прямой восход солнца равен 270°) считается началом зимы в Северном полушарии и лета – в Южном.
Отличия в длительности времен года.
Длительность времен года меняется через изменения на, протяжении года, скорости движения по орбите. На ближайшей к Солнцу точке орбите (перигелии), Земля находится приблизительно 2 января.
Она в это время движется быстрее, чем в средине года, и поэтому, зима и осень короче всех остальных времен года в Северном полушарии. В Южном полушарии лето короче, а зима – длине, чем в Северном. Причинами того, как меняются времена года, могут быть не прямыми и прямыми. К прямым причинам относятся:
1. Сезонные изменения длительности светового времени суток: летом ночи короткие, а дни – долгие, а зимой их соотношение меняется на противоположное.
2. Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. В умеренных широтах Солнце летом в полдень находится ближе к зениту, чем зимой. Соответственно, летом на меньшей площади земной поверхности распределяется одинаковое количество солнечной радиации.
3. Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Когда Солнце находится низко над горизонтом, оно дает меньше света и тепла, чем когда находится высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае, преодолевают более толстый слой .
Высоко над горизонтом в любое время года большую часть дня Солнце находится в низких широтах. В умеренных широтах оно только летом поднимается высоко над горизонтом, а в другие времена года – находится низко. Никогда не поднимается Солнце в полярных районах.
К непрямым причинам изменений времен года, имеющих астрономическую природу, относятся такие: параллельность солнечных лучей, шаровидная форма Земли, движение Земли вокруг Солнца с периодом в один год, вращение Земли вокруг своей оси с периодом в одни сутки, наклон земной оси к плоскости земной орбиты и постоянство наклона земной оси во время движения Земли по орбите.
Основную астрономическую причину изменения времен года являет собой наклон земной оси вместе с движением Земли вокруг Солнца. Под углом 23°27’ земная ось отклоняется от перпендикуляра к плоскости эклиптики.
И поскольку, практически неизменно ее направление в пространстве, часть года каждый из географических полюсов Земли наклонен в сторону Солнца, а другую часть года – в сторону, противоположную от него.
Последствия наклона земной оси.
От наклона земной оси к плоскости эклиптики зависит размещение границ . По широте 66°33’ с. ш. проходит Северный полярный круг, а по широте 66°33’ ю. ш. – проходит Южный полярный круг.
Северную и Южную полярные зоны отделяют полярные круги от умеренных зон Северного и Южного полушарий. Южный тропик (23°27’ ю. ш.) и Северный тропик (23°27’ с. ш.) создают границу между южной и северной умеренными зонами и внутритропической зонами.
В полярных областях часть года Солнце почти параллельно горизонту двигается по кругу и не заходит (полярный день). В тех самых областях в другое время года Солнце не восходит (полярная ночь).
Шесть месяцев составляет длительность полярной ночи и полярного дня вблизи полюсов. С приближением к Южному или Северному полярному кругу и отдалением от полюсов эта длительность сокращается.
Четыре месяца длятся полярная ночь и полярный день на 78° южной и северной широты, а на широтах Южного и Северного полярного кругов – по 24 часа. Солнце никогда не описывает полного круга на небосклоне и никогда не достигает зенита — в умеренных зонах. А к зениту в полдень, Солнце приближается в пределах этих зон, но ближе к тропикам.
Отличия между полушариями.
Времена года в Южном и Северном полушариях – противоположны.
Приблизительно 22 декабря начитается лето в Южном полушарии. Но некоторые отличия все же существуют. Всего за несколько дней до того, как Земля достигнет перигелия (ближайшая к Солнцу точка орбиты) – там бывает зимнее солнцестояние.
Больше тепла от Солнца Земля, в целом, получает в это время, чем в афелии (максимально отдаленной от Солнца точке орбиты).
Казалось бы, лето в Южном полушарии должно быть теплее, чем на аналогичных широтах в Южном полушарии, а зима – холоднее.
Но часто наблюдается противоположное соотношение в умеренных широтах. 6% составляет отличие в количестве тепла, которое получает Земля в перигелии и афелии, но благодаря большой площади в Южном полушарии изменяется больше, чем в северном, вследствие упомянутого выше эффекта.
Вот мы и выяснили с Вами, как же меняются времена года, и это было с точки зрения науки...
Инструкция
Как известно, Земля постоянно совершает два разных движения – вокруг собственной оси с периодом обращения 24 часа, и вокруг Солнца по эллиптической орбите, с цикличностью 1 год. Первое обеспечивает смену дня и ночи, второе – смену времен года. То, что орбита Земли имеет форму эллипса и она в своем годичном движении периодически оказывается на разных расстояниях от Солнца – от 147,1 в перигелии до 152,1 млн.км в афелии - на смену холодных и теплых периодов практически не влияет. В результате этой разницы Земля получает дополнительно всего лишь 7% солнечного тепла.
Ключевое значение имеет угол наклона оси планеты к плоскости эклиптики. Земная ось – это воображаемая линия, проходящая через центр планеты и ее полюса. Именно вокруг нее и происходит суточное вращение. Эклиптика – плоскость, в которой лежит орбита планеты. Если бы земная ось была перпендикулярна к плоскости эклиптики, смены времен года на планете не происходило бы. Их бы просто не существовало. Земная ось находится под углом 66,5° к плоскости эклиптики и отклонена от ее оси на угол 23,5°. Такое положение планета сохраняет постоянно, ее ось всегда «глядит» на Полярную звезду.
В результате движения Земли по орбите ее Северное и Южное полушария поочередно оказываются наклонены в сторону Солнца. Полушарие, находящееся ближе к Солнцу получает в 3 раза больше тепла и света, чем противоположное - в это время зима там лето.
Земля продолжает свое движение по орбите, сохраняя угол наклона оси, и положение дел меняется. Теперь другое полушарие наклонено к Солнцу и получает больше тепла и света. Наступает лето.
Но разница расстояний до Солнца тоже оказывает некоторое влияние на земной климат. Южное полушарие оказывается ближе к Солнцу в момент прохождения Землей перигелия - ближайшей к Солнцу точки на орбите планеты. Поэтому Южное полушарие несколько теплее Северного. В свою очередь Северное полушарие наклонено к Солнцу в афелии - самой дальней точке орбиты. Несмотря на то, что в это время в Северном полушарии лето, температура там ниже, в Южном.
В своем движении по орбите, 2 раза в год Земля находится в таком положении, когда солнечные лучи практически перпендикулярны ее поверхности и оси вращения. 21 марта и 23 сентября - дни весеннего и осеннего равноденствия, когда день и ночь практически равны по продолжительности. В это время Земля пересекает небесный экватор, и переходит из Северного полушария в Южное или наоборот. Именно на дни равноденствия приходится астрономическая смена времен года.
Моменты равноденствия ежегодно смещаются относительно начала суток. В обычный год оно наступает позже на 5 часов 48 минут 46 секунд относительно предыдущего года. В високосный - раньше на 18 часов 11 минут 14 секунд. Именно поэтому равноденствие иногда приходится не на указанные дни, а на соседние с ними календарные даты.
Перемещаясь в космическом пространстве, Земля совершает четыре вида движения. Она вращается вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики. Один такой оборот, называемый галактическим годом, наша планета вместе с Солнечной системой совершает за 280 млн лет.
Влияние этого движения на процессы, происходящие на Земле, пока не изучено. Земля вращается вокруг Солнца со скоростью приблизительно 30 км/с по орбите, имеющей форму эллипса, на среднем расстоянии от светила 150 млн. км. Если представить невероятное, что Солнце вдруг перестанет притягивать Землю, то наша планета умчится в космос со скоростью 30 км/с.
Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 365, 24 суток. Это время называется звёздным годом.
Земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты, по которой происходит движение планеты, под углом 66°33`22″. Ось не меняет своего положения при движении Земли, поэтому в течение года разные участки земной поверхности получают неодинаковое количество света и тепла. Наклон земной оси и обращение Земли вокруг Солнца являются причиной смены времён года.
Земля вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот за 23 часа 56 минут и 4,1 секунды - звёздные сутки. Благодаря этому движению на планете происходит смена дня и ночи.
Вместе со своим естественным спутником - , масса которой соизмерима с массой нашей планеты, Земля вращается вокруг общего с Луной центра масс, совершая один оборот за 27 суток и 8 часов. Земля и Луна считаются двойной планетой. В Солнечной системе только Плутон имеет спутник - Харон, масса которого соизмерима с массой этой планеты. У большинства планет Солнечной системы по нескольку спутников, и их массы намного меньше масс самих планет.
Смена времен года
С июня по август Земля находится в таком положении относительно Солнца, что Северное полушарие освещается больше и получает большее количество тепла. В это время земная ось наклонена северным концом к Солнцу и в Северном полушарии лето. 22 июня - в день летнего солнцестояния - Солнце стоит в зените над Северным тропиком. В Южном полушарии с июня по август - зима, потому что южный конец земной оси отклонён от Солнца. Южное полушарие как будто отвернулось от светила и поэтому получает меньше тепла и света. За Южным полярным кругом в это время стоит полярная ночь.
Земля постоянно движется по своей орбите вокруг Солнца. 23 сентября, в день осеннего равноденствия, Солнце стоит в зените над экватором, в Северном полушарии в это время осень, а в Южном - весна. Оба полушария освещены равномерно, и к ним поступает одинаковое количество тепла.
К декабрю Земля оказывается с другой стороны от Солнца - на противоположной стороне своей орбиты. Теперь полушария словно меняются местами: южный конец земной оси обращен к Солнцу и в Южном полушарии лето. 22 декабря, в день зимнего солнцестояния, Солнце стоит в зените над Южным тропиком.
В день весеннего равноденствия - 20-21 марта Солнце снова стоит в зените над экватором, день равен ночи и полушария равномерно освещаются и нагреваются. Затем дни в Северном полушарии начинают удлиняться, а в Южном становиться короче.
Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:
Поиск по сайту.
Загрузка...
