Årsakene til årstidene blir relevante for hver person. Allerede i barndommen begynner barnet å stille spørsmål. Hvorfor kommer vinteren? Hva skjer med planeten vår? Hvorfor har forskjellige land ulikt klima?
Den første og viktigste forklaringen er opprettelsen av optimale klimatiske forhold for menneskelig bolig. Temperaturer over hele planeten blir behagelige for å leve.
Hva sier astronomi om de skiftende årstidene?
Vår, sommer, høst, vinter er evige og uforanderlige naturfenomener. Årsaken til slike naturfenomener er klodens bevegelse i verdensrommet. Jorden beveger seg i en konvensjonell bane, som har formen av en langstrakt sirkel.
Dessverre lever mange mennesker fortsatt etter stereotypiene til skolepensum, der forklaringen på hvorfor vinteren kommer var planetens tilnærming og avstand fra solen under dens bevegelse.
Astronomer har lenge tilbakevist denne teorien og hevder at endringen skjer på grunn av planetens rotasjonsakse. Den er skråstilt 23 grader, så solstrålene varmer ujevnt opp forskjellige deler av jorden til forskjellige tider.
Hvorfor er det veldig kaldt om vinteren?
Jordens bane rundt solen tar 1 år eller 365 dager. Under hele bevegelsen roterer planeten langs sin konvensjonelle akse, som blir
Når den nordlige vender seg mot solen, mottar den maksimalt antall stråler, mens i den sørlige vil slike stråler falle "tilfeldig" ned på jordoverflaten.
Høst og vinter er de periodene når jorden er på maksimal avstand fra solen. Dagen blir kort, og solen skinner, men varmer ikke.
Minimumsmengden av varme fra himmellegemet er forklart enkelt. Strålene faller til overflaten på skrå, solen stiger ikke høyt over horisonten, så oppvarmingen av luften vil gå sakte.
Hva skjer med luftmasser om vinteren?
Når lufttemperaturen synker, avtar fordampningen og luftfuktigheten endres. Når konsentrasjonen av vanndamp i atmosfæren avtar, reduseres også evnen til å fange varme på jordoverflaten til et minimum.
Den gjennomsiktige atmosfæriske luftmassen er ikke i stand til å absorbere infrarød stråling, som varmer opp luften og jordoverflaten. Hvorfor er det kaldt om vinteren? Kun fordi overflaten og luften ikke kan holde på varmen, som allerede tilføres i minimale mengder.
Hvordan er solen om vinteren?
Det er ekstremt viktig å forklare barna om solen og dens endringer om vinteren. Her skal det legges vekt på at Solen er en enorm, varm stjerne som et stort antall planeter kretser rundt.
Solen har en enorm temperatur; ingen person eller fly kan nærme seg den, da den ganske enkelt vil smelte og ødelegge dem.
Takket være solenergi og stråler er liv mulig på planeten Jorden: trær vokser, dyr og mennesker lever. Uten solens varme vil alle levende ting dø i løpet av kort tid.
Solenergi og stråler om vinteren varmer ikke like intenst, men kan gi mer skade på huden. Denne funksjonen har en logisk forklaring: hele overflaten av planeten, som skal reflektere strålene, er lys og speillignende, siden den er dekket med snø. Menneskekroppen kan ikke reflektere; den mottar ultrafiolette stråler og er aktivt mettet med dem. Legene understreker at soling om vinteren er farligere enn om sommeren. Huden er overmettet med ultrafiolett stråling fra solen og kan til og med bli brent.
Hvorfor vinteren kommer kan forklares for barn og voksne ved å kjenne det grunnleggende innen astronomi. Men hva er skjult i vinternaturen, hvilke interessante fakta om vinteren er kjent for vitenskap og mennesker?
- Snøfnugg. Forskere har gjentatte ganger studert snøfnugg som faller til jordens overflate. Slikt arbeid krever spesiell opplæring, utstyr og samvittighet. Oppdagelsen for folk var at snøflak kan ha 7 typer: stjernekrystaller, nåler, søyler, søyler med tips, gjennomsiktige dendritter, snøflak med uregelmessig form.
- Snømassens hastighet. For mange er snø et mykt, luftig stoff, men med store mengder snømasse kan den falle ned fra jordoverflaten i form av et snøskred. Minimumshastigheten for et slikt skred er 80 km/t, maksimum er 360 km/t. En enorm snømasse ødelegger alt i veien. Hvis en person faller under et snøskred, dør han på grunn av den enorme vekten eller mangel på oksygen.
- For de fleste av verdens befolkning er spørsmålet om hvorfor vinteren kommer ikke aktuelt. De vet ikke engang at det kan være en kraftig endring i lufttemperaturen, avlesningene vil falle under 0, og det vil snø. I noen kongeriker i varme land organiserer de spill på kunstig snø laget av sukker for å underholde undersåttene.
Hvorfor kommer vinteren? Hvert barn stiller dette spørsmålet før eller siden. Ved å bruke materialet som presenteres, vil hver forelder kunne svare på dette spørsmålet enkelt og interessant.
Konseptet "Sesonger"
Gjennom året opplever planeten vår sesongmessige endringer i naturen. På grunn av helningen av jordens akse til baneplanet i en vinkel på $66$ grader og rotasjon i bane rundt solen, opplever planeten et skifte av årstider. Det er fire årstider på jorden - vår, sommer, høst, vinter. Hellingen av jordaksen og dens konstante retning i rommet fører til at den nordlige og den sørlige halvkule ikke er like opplyst i samme periode av året. På planetens nordlige halvkule faller den astronomiske begynnelsen av årstidene sammen med øyeblikket da solen passerer gjennom vårjevndøgn - 21. mars, sommersolverv - 22. juni, høstjevndøgn - 23. september og vintersolverv - 22. desember . Dermed viser det seg at den tilsynelatende banen til solens bevegelse over himmelsfæren er delt av disse punktene i sektorer på 90 grader.
Definisjon 1
Perioden hvor solen passerer en av disse sektorene kalles tid på året.
Varigheten av årstidene fra et astronomisk synspunkt er også forskjellig:
- Vårens varighet – $92,8$ dager;
- Sommerens varighet – $93,6$ dager;
- Høstens varighet – $89,8$ dager;
- Vinterens varighet – $89,0$ dager.
Årstider er preget av visse gjennomsnittstemperaturer.
Merknad 1
Høst på den sørlige halvkule og vår på den nordlige halvkule begynner når solen passerer gjennom den første deklinasjonssirkelen. På dette tidspunktet vil den direkte oppstigningen til solen være null (våjevndøgn). Når solens høyre oppstigning er $90$ grader (sommersolverv), begynner vinteren på den sørlige halvkule, og sommeren kommer på den nordlige halvkule. Med begynnelsen av høstjevndøgn er solens høyre oppstigning $180$ grader, da våren kommer til den sørlige halvkule og høsten til den nordlige halvkule. Med begynnelsen av vintersolverv kommer vinteren til den nordlige halvkule og sommeren til den sørlige halvkule.
Årstider på den nordlige halvkule
Solen sender mye varme til jorden, takket være at det eksisterer liv. Imidlertid vil varmen som når jordoverflaten være forskjellig i ulike regioner fordi den er ujevnt fordelt. Naturligvis er vinteren kaldere enn sommeren overalt. Årsaken er at jordaksen (en tenkt linje) som forbinder nord- og sørpolen er skråstilt til planet til jordens ekvator i en vinkel på $66$ grader. På grunn av hellingen, roterer jorden rundt solen, vekselvis med enten den nordlige eller sørlige halvkule. Helningen til solstrålene som faller på jordens overflate endres gjennom året - om vinteren vil den være større, og om sommeren vil den være mindre. Flere vertikale stråler bærer mer energi.
Definisjon 2
Begrep "Klima" oversatt fra gresk betyr "skråning". På den nordlige halvkule kommer vinteren når planeten så å si "vender seg bort" fra solen. På dette tidspunktet stiger solskiven lavere og lavere over horisonten, og strålene blir flatere og mindre varme. De midterste breddegrader på den nordlige halvkule er tydelig delt inn i to hovedtider, motsatt i naturen, årstider - sommer og vinter. De skiller seg fra hverandre i temperaturer, forskjellen mellom disse er $20-30$ grader. I kontinentale regioner er denne forskjellen enda større; i Sibir, for eksempel, er den opp til $50$ grader.
De viktigste klimasonene på den nordlige halvkule er arktiske, tempererte og tropiske. Atlanterhavskysten av Nord-Amerika og Vest-Europa ligger i en temperert oseanisk klimasone, så det meste av nedbøren skjer om høsten og første halvdel av vinteren. Sporadiske regn sammen med sykloner begynner om våren og sommeren. I den arktiske sonen kommer årstidsskiftet til uttrykk i vekslingen mellom polardag og polarnatt. Det er liten sesongvariasjon i nedbør og temperaturene holder seg under frysepunktet. Den kontinentale delen av den tempererte sonen – Øst-Europa og Sør-Sibir – har tørrere høster og vintre, og sommermånedene er de våteste. I Fjernøsten, som ligger i monsunklimaregionen, faller nedbør i form av intense regnbyger utelukkende om sommeren. Solen er på sitt høydepunkt på sommer- og vintersolverv, og disse er de tropiske breddegradene på den nordlige og sørlige halvkule. Atmosfæren her er gjennomsiktig, luftmassene er tørre med en veldig høy temperatur, som over land kan nå den høyeste verdien på jorden $+58$ grader. Om vinteren avkjøles temperaturen raskt og frost er mulig på jorden. Skarpe kontraster er forbundet med nedbør. Den tropiske ørkenens klimaregion er dannet i vest og i det indre av kontinentene. Her, med nedadgående luftstrømmer, kan det falle mindre enn $100$ mm nedbør per år. Den østlige delen av det tropiske beltet ligger i en fuktig region med marine tropiske luftmasser som kommer fra havene, så det faller flere tusen millimeter nedbør gjennom året.
Årstider på den sørlige halvkule
På den sørlige halvkule skjer belteskiftet fra ekvator mot sør. Sonene gjentas og de viktigste er tropiske, tempererte, antarktiske. Bare ekvatorbeltet, som ligger på begge sider av ekvator, vil være ett. Her, gjennom hele året, er dag lik natt og middagshøyden til solen over horisonten endres ikke. Lufttemperaturen er nesten konstant. Det er ingen årstider her, dette er landet med "evig sommer".
Planetens klima og årstider ville vært helt annerledes hvis jordaksen ikke var vippet til baneplanet. I hovedsak ville det bare være to årstider, som jevnt overgår til hverandre - evig vinter i polarområdet og evig sommer i ekvatorialregionen. Under samme klima ville livet på jorden være mer monotont.
Årsaker til forskjeller i årstider
Sesongmessige endringer i naturtilstanden har sine egne årsaker, som er delt inn i direkte og indirekte årsaker. Direkte årsaker inkluderer geografiske:
- Sesongmessige endringer er assosiert med lengden på dagslyset - dagene om sommeren er lange og nettene er korte. Om vinteren er forholdet deres reversert;
Sesongmessige endringer er assosiert med solens midthøyde over horisonten.
På tempererte breddegrader om sommeren ved middagstid er solen nærmere senit, og den samme mengden solstråling er fordelt over et mindre område av jordens overflate.
Lengden på banen til solens stråler i atmosfæren påvirker graden av deres absorpsjon.
Jo lavere solen er over horisonten, jo mindre varme og lys gir den.
Indirekte astronomiske årsaker er:
- Jordens sfæriske form;
- Parallellisme av solstråler;
- Rotasjon av jorden rundt sin akse;
- Jordens bevegelse rundt solen;
Merknad 3
Den viktigste astronomiske årsaken til årstidene er knyttet til helningen av jordaksen og jordens bevegelse rundt solen.
Årstidsskiftet som er kjent for oss forekommer ikke overalt. De snakker ikke om dette på skolen, men faktum gjenstår. De fire periodene som "vårt" år er konvensjonelt delt inn i, kan bare skilles innenfor den tempererte klimasonen. I andre geografiske soner er bildet av vekslende værsykluser betydelig forenklet.
For eksempel, i den ekvatoriale klimasonen er været det samme hele året - gjennomsnittlige daglige temperaturer er 24 °C, og nedbørsmengden avhenger av plasseringen av et bestemt område av jordens overflate i forhold til havet, topografi og rådende vinder.
I den tropiske klimasonen er det 2 årstider - tørt og varmt, og deretter tørt og veldig varmt. I Antarktis er det det samme, bare i en annen nøkkel. Kald og tørr og veldig veldig kalde og tørre årstider. Dermed - Årstider er kun tilgjengelig for innbyggere i tempererte klimasoner på begge halvkuler, så vel som i de tilstøtende subbeltene - subtropisk, subarktisk og subantarktisk, men i en mer uskarp og jevn versjon.
Relatert materiale:
Hvorfor oppstår dårlig humør om høsten?
Hvorfor skifter årstidene?
Hovedårsaken til årstidene er jordas rotasjon rundt solen. En annen nøkkelårsak, som er mest uttalt i tempererte breddegrader, er den karakteristiske helningen til jordaksen. I forhold til ekliptikkens plan er den i en vinkel på 66,56°.
Derfor er det på denne breddegraden vi ser den mest komplette, fullblods og livlige endringen av årstider, dagene for solverv, jevndøgn, polar dag-natt.
På grunn av helningen til jordaksen, stiger solen over jorden i forskjellige vinkler gjennom året. Om vinteren er vinkelen skarpere. Om sommeren - strekker seg til en rett vinkel. Men den når ikke. Hele 90° kan bare festes ved ekvator. Og ved polene glir solstrålene ganske enkelt, begrenset av den maksimale innfallsvinkelen på 27-30 °.
For den tempererte sonen vil tiden da planeten er så nær og tilbøyelig til solen som mulig kalles "sommer". Den er fjern og avviker langs aksen fra ekliptikkens plan - "om vinteren". Regelen gjelder kun for én halvkule. Overgangsprosessene mellom de to ytterpunktene ble kalt «høst» og «vår».
Vi ser alle at årstidene endrer seg: om sommeren soler vi oss og svømmer i åpne naturlige reservoarer, samler engblomster, sitter ved bålet; om høsten beundrer vi skogens fargerike skjønnhet; Om vinteren går vi aking og går på ski, og om våren nyter vi den varme solen og ser hvor fort knoppene på trærne sprekker og blir til et grønt antrekk. Men hvorfor endres årstidene?
Hovedårsaken til årstidene er helningen til jordens rotasjonsakse.
Men først, la oss snakke om hva begrepet "sesonger" betyr. Dette er fire perioder som året er konvensjonelt delt inn i. Vær oppmerksom på ordet "betinget".
I astronomi er det:
1) Kalender sesonger, som er akseptert i de fleste land i verden - deler året inn i fire sesonger på tre måneder hver. Her er det tydelig at delingen er betinget, pga Kalenderdatoen for utbruddet av vinteren (eller en annen sesong) er kanskje ikke sammenfallende med det faktiske været.
2) Astronomiske årstider– regnet fra punktene solverv (sommer/vinter) og jevndøgn (vår/høst).
La oss finne ut hva "solverv" og "jevndøgn" er. 
Solverv- dette er øyeblikket for solens passasje gjennom ekliptikkens punkter (den store sirkelen til himmelsfæren som den synlige årlige bevegelsen til solen skjer langs) som er fjernest fra ekvator til himmelsfæren. 
- dette er øyeblikket når sentrum av solen, i sin tilsynelatende bevegelse langs ekliptikken, krysser himmelekvator.
3) Fenologi(et kunnskapssystem om sesongmessige naturfenomener), ved å bruke begrepet "sesong", bestemmer varigheten og tidspunktet for begynnelsen av hver klimatiske sesong i samsvar med naturlige forhold. Årstid skiller seg i karakteristiske værforhold og temperatur.
Så årstidsskiftet forklares av: Jordens årlige revolusjon rundt solen, helningen til jordens rotasjonsakse i forhold til banen og elliptisiteten til banen.
Kalender sesonger
I de fleste land Nordlige halvkule Følgende datoer for sesongene godtas:
- vår - 1. mars - 31. mai (mars, april, mai);
- sommer - 1. juni - 31. august (juni, juli, august);
- høst - 1. september - 30. november (september, oktober, november);
- vinter - 1. desember-28. februar (29) (desember, januar, februar).
La oss huske det i Nordlige halvkule(nord for ekvator) er kontinentene og landene: Asia(temperert klima), Europa, Nord-Amerika, en liten del av Sør-Amerika(nord for ekvator), omtrent ⅔ av Afrika, nord for Kongo-elven(Algeria, Benin, Burkina Faso, Gambia, Ghana, Guinea-Bissau, Djibouti, Egypt, Vest-Sahara, Kapp Verde, Kamerun, Kenya, Elfenbenskysten, Liberia, Libya, Mauritania, Mali, Marokko, Niger, Nigeria, Senegal, Somalia , Sudan, Sierra Leone, Togo, Tunisia, Uganda, Den sentralafrikanske republikk, Tsjad, Ekvatorial-Guinea, Eritrea, Etiopia, Sør-Sudan), nordlige land Oseania, lokalisert på den nordlige halvkule: Marshalløyene, Mikronesia, Palau, Søramerikanske land som ligger på den nordlige halvkule: Venezuela, Guyana, Colombia, Surinam, Fransk Guyana.
I Sørlige halvkule andre datoer for sesongene:
- vår - 1. september-30. november;
- sommer - 1. desember-28. februar (29);
- høst - 1. mars-31. mai;
- vinter - 1. juni - 31. august.
Den sørlige halvkule (sør for ekvator) inneholder følgende kontinenter og land:
Asia(helt), Øst-Timor (for det meste), Indonesia, Afrika ( Angola, Botswana, Burundi, Zambia, Zimbabwe, Komorene, Lesotho, Madagaskar, Mauritius, Malawi, Mosambik, Namibia, Rwanda, Swaziland, Seychellene, Tanzania, Sør-Afrika), mest Gabon, Den demokratiske republikken Kongo, Republikken Kongo, delvis Kenya, Sao Tome og Principe, Somalia, Uganda, Ekvatorial-Guinea, Oseania ( Australia, Vanuatu, Nauru, New Zealand, Papua Ny-Guinea, Samoa, Salomonøyene, Tonga, Tuvalu, Fiji, det meste av Kiribati).Sør Amerika(Argentina, Bolivia, Paraguay, Peru, Uruguay, Chile, mest Brasil, Ecuador, delvis Colombia.
Astronomiske årstider
Som vi allerede har sagt, er hovedårsaken til årstidene vippningen av jordaksen i forhold til ekliptikkplanet. Hvis jordaksen ikke var vippet, ville lengden på dag og natt vært den samme hvor som helst på jorden, og i løpet av dagen ville solen stige over horisonten til samme høyde hele året. Og da ville det ikke vært noen endringer i årstidene. Men jordaksen danner en vinkel på 66,56° med baneplanet. Dette er godt synlig i dette diagrammet.
Astronomisk er årstidene regnet fra punktene sommersolverv, høstjevndøgn, vintersolverv og vårjevndøgn. Det er to jevndøgn i løpet av et år, når solen beveger seg fra ett punkt på halvkulen til et annet: fra den nordlige halvkule til den sørlige halvkule, og omvendt. Vår- og høstjevndøgn er et overgangspunkt fra en sesong til en annen. På disse dagene begynner soloppgangen nesten nøyaktig i øst, og solnedgang nesten nøyaktig i vest.
Intervallet mellom jevndøgnene er seks måneder, og et helt år anses å være det tropisk år, den varer i 365,2422 dager. I følge den julianske kalenderen er det 365¼ dager i et år. Derfor går hvert påfølgende år 6 timer fremover, og hvert fjerde år er det skuddår, hvor det legges til en dag til, som faller 29. februar. Hvert fjerde år returnerer en ekstra dag jevndøgn til begynnelsen av forrige dato.
Equinox perioder:
- Vårjevndøgn - 20. - 21. mars. Solen beveger seg fra den sørlige halvkule til den nordlige halvkule.
- Høstjevndøgn - 22. - 23. september. Solen beveger seg fra den nordlige halvkule til den sørlige halvkule.
Fra 20. mars (21.) til 22. september (23), på grunn av jordaksen, vender den nordlige halvkule mot solen det meste av dagen, så det er mer varme og lys der enn på den sørlige halvkule, hvor det er vinter på denne tiden. Om sommeren blir dagene lengre og solens posisjon blir høyere. Etter seks måneder beveger jorden seg til motsatt punkt av sin bane. Den aksiale helningen forblir den samme, men nå vender den sørlige halvkule mot solen det meste av dagen, og dagene blir lengre og varmere. På den nordlige halvkule begynner vinteren på denne tiden.
Men årstiden påvirkes også elliptisk form baner: årstider har forskjellig lengde. I løpet av året nærmer planeten Jorden seg enten til solen eller beveger seg bort fra den, og det er grunnen til at årstidene varierer i varighet på forskjellige kontinenter på kloden.
For eksempel, på den nordlige halvkule er sommeren lengre - 93,6 dager (og på den sørlige halvkule 89 dager), høst - 89,8 dager (og på den sørlige halvkule er den lengre - 92,8 dager). Vinter - 89 dager (og i Yuzhny - 93,6), vår - 92,8 dager (i Yuzhny - 89,8).
Klimatiske årstider
Tidspunktet for jevndøgn og solverv bør være midten av deres respektive årstider. Men klimatiske årstider i forhold til astronomiske er forsinket på grunn av mange faktorer, fordi... De fysiske egenskapene til land og vann er forskjellige på visse steder på planeten.
- I ekvatorialsonen(jordens geografiske belte ligger på begge sider av ekvator) det er kraftig regn om vinteren og sommeren, og relativt tørr vår og høst. Dette territoriet er preget av passatvindene(vinder som blåser mellom tropene hele året. I Det indiske hav går de over i monsuner- vind som med jevne mellomrom endrer retning: om sommeren blåser de fra havet, om vinteren fra land.
- I den tropiske sonen Den kalde årstiden er regntiden, den varme årstiden er den tørre årstiden. Men i ørkener regner det kanskje ikke selv i den kalde årstiden.
- I den tempererte sonen(Vest-Europa, Atlanterhavskysten av Nord-Amerika) mesteparten av nedbøren skjer om høsten og første halvdel av vinteren. I kaldt vær faller det snø i deler av territoriet. Våren og sommeren er preget av sporadiske regn med sykloner (atmosfæriske virvler med enorm diameter med lavt lufttrykk i sentrum). I sonen temperert kontinentalt og kontinentalt klima (Øst-Europa, Sør-Sibir), sommermånedene er de våteste, og høsten og vinteren er tørrere. I sonen monsunklima(Fjernøsten) nedbør faller ofte om sommeren i form av kraftige regnskyll; vintrene er tørre og snøfrie.
- I Arktiske og antarktiske belterårstidene kommer kun til uttrykk i skifte av polardag og polarnatt. På grunn av den pågående istiden er det liten forskjell i nedbørsnivåer mellom årstider og temperaturene holder seg under frysepunktet.
Dermed er årstidene for den nordlige halvkule motsatte av årstidene for den sørlige halvkule. Når den nordlige halvkule vender mot solen, mottar den mer varme og lys, noe som gjør dagene lengre og nettene kortere. Etter seks måneder endres solens posisjon i forhold til jorden, så på den sørlige halvkule blir dagene lengre, solen stiger høyere, mens vinteren begynner på den nordlige halvkule.
Sentral-Russland er i sonen temperert og temperert kontinentalt klima.
på våren naturen begynner å våkne fra vintersøvnen; dette er en periode med plantevekst og blomstring. Det skjer også endringer i dyreverdenen - perioden med reproduksjon og egglegging hos fugler begynner.
Hei, vårens første gress!
Hvordan blomstret du? Er du glad for varmen?
Jeg vet at du har det gøy og folk der,
De jobber sammen i hvert hjørne.
Sett ut et blad eller en blå blomst
Hver ung stubbe har det travelt
Tidligere enn selje fra ømme knopper
Den første vil vise et grønt blad.
S. Gorodetsky
Vi ser aktiv vekst av planter, begynnelsen av modning av frukt og grønnsaker, og utseendet til kyllinger.
- Jo varmere dagen er, jo søtere er det i skogen
- Pust inn den tørre, harpiksaktige aromaen,
- Og jeg hadde det gøy om morgenen
- Vandre gjennom disse solfylte rommene!
- Skinn overalt, sterkt lys overalt,
- Sanden er som silke... Jeg vil klamre meg til den knudrete furua
- Og jeg føler: Jeg er bare ti år gammel,
- Og stammen er en gigantisk, tung, majestetisk.
- Barken er grov, rynket, rød,
- Men hvor varmt, hvor varmt alt blir varmet opp av solen!
- Og det ser ut til at lukten ikke er furu,
- Og varmen og tørrheten til en solrik sommer.
I. Bunin "Barndom"
Veksten av planter bremser ned, men de gir oss i rikelig grad all avlingen, trærne kaster bladene, naturen forbereder seg på fred.
Det er en trist tid! Oj sjarm!
Din avskjedsskjønnhet er hyggelig for meg -
Jeg elsker naturens frodige forfall,
Skoger kledd i skarlagensrød og gull,
I kalesjen deres er det støy og frisk pust,
Og himmelen er dekket av bølgende mørke,
Og en sjelden solstråle, og den første frosten,
Og fjerne grå vintertrusler.
SOM. Pushkin
om vinteren naturen hviler, mange dyr går i dvale. Den naturlige syklusen er over. Men bare for å begynne på nytt.
Flott bilde
Hvor kjær du er meg:
Hvit slette,
Fullmåne,
Den høye himmelens lys,
Og skinnende snø
Og fjerne sleder
Ensom løping.
Hvorfor er det kaldt om vinteren og varmt om sommeren? Overraskende er det mange mennesker, selv voksne, smarte og utdannede, som ikke vet svaret på dette spørsmålet. På grunn av jordens bevegelse rundt solen - selvfølgelig, men hvorfor akkurat? Det vanligste - feil - svaret er dette: fordi om vinteren er jorden lenger fra solen enn om sommeren. Dette kan imidlertid ikke være en forklaring: Tross alt, på den sørlige halvkule bytter årstidene plass, det er varmt der i januar og kaldt i juli! Faktisk beveger ikke jorden seg rundt solen i en sirkel, men det er nøyaktig motsatt: når det er sommer, er jorden lenger fra solen, og når det er vinter, er den nærmere!
Sommer og vinter skjer forresten ikke overalt. Og der de skjer, går de gjennom det annerledes. Det viser seg at det er viktig ikke bare at vi kretser rundt Solen, men også hvordan vi snurrer rundt vår egen akse! For å forstå alt dette, la oss løse noen problemer, og først reiser vi til andre planeter og først deretter tilbake til jorden.
Som alltid er det mye mer nyttig å løse noe selv enn å lese andres løsning, så prøv å forstå hvert problem selv. Og hvis det ikke går, hjelper vi deg. Du trenger kanskje en ball (eller enda bedre, en globus) og en bordlampe (en lyspære uten lampeskjerm ville være best). På ballen må du tegne polene og ekvator - en stor sirkel i midten mellom polene. Dette vil være en planet; lampen vil være solen. Hvis det ikke er noen lyspære, kan du erstatte den med ditt eget hode: hvilken del av planeten du ser er opplyst av solen, det er dag der; og uansett hvilken du ikke ser, er det natt der. Du kan også lage en plastelinaball med to fyrstikkhåndtak, dette vil være en lokal innbygger. Vi vil kalle de imaginære innbyggerne på planetene (som dessverre ikke eksisterer andre steder enn Jorden) små menn. Tiden når planeten gjør en revolusjon rundt solen (den er forskjellig for alle planeter!) vil kalles lokalt år, og tiden planeten roterer rundt sin akse er i dagevis.
Jupiter
Denne planeten har en rotasjonsakse nesten nøyaktig vinkelrett på planet der den kretser rundt solen. Det vil si, hvis solen din ligger på bordet, og Jupiter kryper langs bordet rundt den, er en av Jupiters poler alltid rettet rett opp - la det være nordpolen. Og Jupiter kryper av en grunn, men snurrer raskt rundt sin (vertikale) akse (fig. 1). Bare i tilfelle, la oss avklare en detalj til: alle planetene beveger seg rundt solen mot klokken (sett fra Nordstjernen) og nesten alt roterer rundt en akse i samme retning.
Innledende øvelse. Finn stedet på Jupiter der solen for øyeblikket befinner seg på sitt senit, det vil si nøyaktig over hodet. Finn nå alle stedene der det er i horisonten ( ledetråd: disse punktene på overflaten av planeten danner en stor sirkel). På hvilke punkter på Jupiter står solen opp nå, og hvor går solnedgangen (sammenlign så med figur 2 på neste side)? Plasser den lille mannen på en breddegrad på ca. 45° (omtrent halvveis mellom nordpolen og ekvator), be ham løfte den ene armen opp og strekk den andre mot nord. Roter planeten (uten å vippe aksen!) til Solen vises så høyt over horisonten for din lille mann som mulig; Det var middag for ham. Hvilken side av den er solen nå - i sør, i nord, i øst? Hva ville en medmenneske som bor på den sørlige halvkule si om dette?
Problem Yu1. Se for deg en skapning som bor på ekvator til Jupiter. Se hvordan solen beveger seg over himmelen for ham i løpet av dagen. I hvilken retning av verden (og enda mer presist, i hvilket punkt) stiger den? Kommer inn? Hvor på himmelen ser denne skapningen solen ved middagstid? Hvis den, som eldgamle mennesker, trodde at himmelen er en solid overflate (sfære) som stjernene beveger seg på, hvordan ville den da tegne den observerte banen til solen på denne overflaten?
Flytt nå Jupiter langs sin bane rundt Solen - la for eksempel gå et kvart Jupiter-år. Vil noe endre seg for vår lille mann?
Problem Yu2. Svar på de samme spørsmålene som i oppgave Y1 for den lille mannen som bor på Nordpolen.
På en hvilken som helst planet, som vi skal se senere, kan det være steder hvor solen er på sitt senit i det minste en gang i løpet av året. Området som inneholder alle slike steder kalles tropisk sone. Og det er steder hvor sola minst én dag i året ikke faller under horisonten - det vil si at minst én dag i året er det en polardag. Området der polardagen forekommer kalles polar sone(og grensen er Polarsirkelen; der berører solen horisonten en gang i året uten å gå ned under den). Forresten, der det er en polardag, er det også en polarnatt: dette vil du snart se.
Problem Yu3. Finn ut hvor de tropiske og polare sonene er på Jupiter.
Og til slutt, det siste problemet om Jupiter.
Problem Yu4. Prøv å finne ut hvordan livet er for en person som befinner seg midt mellom ekvator og polen - på en breddegrad på 45°. Hvor i horisonten står solen opp? Hvordan går det videre? Hva er den maksimale høyden den kan stige til?
Løsninger på problemer om Jupiter
Vær oppmerksom på at ingen steder i Jupiter diskuteres årstider. De er ikke på Jupiter! Når planeten beveger seg rundt solen, endres ingenting for de "lokale beboerne"; det samme skjer med dem hver dag.
(Yu1) En person som bor på ekvator ser solen stå opp nøyaktig i øst (sjekk dette ved å strekke en av hendene mot nord og den andre mot øst), så stiger solen rett opp og ved middagstid er den i senit, som er rett over hodet. Så fortsetter den å bevege seg i den samme store sirkelen, og etter nok et kvarter legger den seg mot vest. Natten varer nøyaktig halve dagen. Hele året er det samme!
(Yu2) For den lille mannen på polet er livet enda mer monotont. Solen er alltid i horisonten! Ikke daggry, ikke solnedgang - evig polarskumring. Solen står imidlertid ikke stille - den beveger seg igjen i en stor sirkel og forblir hele tiden i horisonten. Du kan bekrefte dette ved å strekke ut mannens hånd i alle retninger og rotere planeten rundt sin akse.
(Yu3) Vi har allerede sett at blant innbyggerne i ekvator passerer solen gjennom senit hver dag. Og bare for dem: jo lenger nord en person bor, desto lavere er solens høyde på dagen (og jo mindre varmer den opp planetens overflate). Se fig. 3.
Derfor er den tropiske sonen på denne planeten ekvator. Og polarsonen er faktisk to punkter: Solen synker ikke under horisonten bare ved polene (fig. 4).
(U4) For alle «observatører» står solen opp nøyaktig i øst og går ned i vest. I løpet av dagen beveger den seg i en stor sirkel, men denne sirkelen er skråstilt mot horisontplanet jo sterkere, jo lavere breddegrad (fig. 5). Hvis breddegraden er 45°, vil solen stige over horisonten med 90°−45° = 45°. Gjennom året beveger solen seg hver dag i samme sirkel.
Har du funnet ut Jupiter? La oss fly til en annen planet nå!
Uranus
Denne planeten "går liggende på siden" - dens rotasjonsakse ligger nøyaktig i planet for dens banebevegelse rundt solen (fig. 6). Det er veldig viktig at planetene, som enhver godt vridd topp, aldri vil endre rotasjonsretningen, og Uranus-aksen "ser" alltid i samme retning - til den samme fjerne stjernen! (Og den vender ikke alltid mot solen, som man kanskje tror.) Etter å ha allerede hatt litt erfaring med å studere Jupiter, la oss utforske denne planeten. Vær oppmerksom på at nå endres situasjonen for hver innbygger på planeten gjennom året! Når du løser problemer, tegn flere bilder, velg en praktisk vinkel: noen ganger er en toppvisning mer passende, noen ganger en sidevisning.
Problem U1. Finn (og tegn) de polare og tropiske sonene til Uranus. Vær oppmerksom på at kravet må oppfylles minst en gang i året.
Problem U2. La oss starte denne gangen med en beboer på polet. Forstå hvordan lyset endres gjennom året. Når (på hvilket sted i banen) er det sommer og vinter? Finnes det dager hvor solen er på topp – og hvor mange slike dager er det i løpet av et år? Er det en polardag og en polarnatt, og i så fall hvor lenge (hvilken del av året) varer de? Fargelegg de tilsvarende punktene og områdene på planetens bane (sett ovenfra eller ovenfra).
Problem U3. De samme spørsmålene for en beboer ved ekvator.
Problem U4. De samme spørsmålene for en innbygger i "Venezia der" - på breddegrad 45°.
Og til slutt, det vanskeligste
Problem U5. For hver av heltene med problemer U2–U4, tegn (omtrent) den synlige banen til solen på himmelen i løpet av året: for en innbygger i Jupiter, roterer solen i samme sirkel hele året. Og her? Clue: Er det en dag hvor solen ikke beveger seg?
Løsninger på problemer om Uranus
(U1) La oss huske at tropene er steder der solen er på sitt senit. Og dette skjer når som helst på Uranus to ganger i året, og bare ved polene - en gang i året (fig. 7).
Så den tropiske sonen er overalt, og dens grenser - tropene - er ved polene! Polare soner er også overalt, fordi for eksempel på dager når planetens akse ser direkte mot solen (venstre og høyre i figur 8), har halvparten av planeten polardag, og den andre halvparten har polarnatt. Bare på ekvator til Uranus i disse dager er polar skumring: Solen er i horisonten; Det er ingen ekte polar dag eller natt ved ekvator.
(U2) Ved polen varer polardagen seks måneder – Solen går ikke ned, men beskriver en sirkel i løpet av dagen i nesten samme høyde. Hvis Uranus ikke var så langt fra Solen, ville det vært veldig varmt der på den tiden: midt på polardagen er solen på sitt senit! Dessuten, når det er en polardag ved den ene polen, er det en polarnatt ved den andre (i figur 8 - "sommer" og "vinter"). Så, etter en kort polarskumring, setter polarnatten inn, som også varer i seks måneder.
(U3) For innbyggere i ekvator passerer solen gjennom senit akkurat når det er skumring ved polene (de øvre og nedre posisjonene til planeten i figuren). Men ved midnatt er solen nøyaktig "under føttene dine". Og etter kvart år (på biletet - posisjonane til planeten til venstre og høgre) er den i horisonten heile dagen - men den beveger seg ikkje i ein sirkel, slik den gjorde ved Jupiterpolen, men står stille! Sjekk dette ved hjelp av en "liten mann". På alle andre dager varer dag og natt ved ekvator likt.
(U4) For «venetianerne» er dagene når solen er på sitt senit atskilt med et kvart år (disse dagene tilsvarer posisjonene til planeten, vist i figur 8 med røde linjer).
De samme dagene berører Sola horisonten uten å gå ned under den – og mellom dem varer polardagen hele sommeren (kvart år). Midt på sommeren går ikke solen ned, men står heller ikke så høyt opp. Dagen da planetens akse peker nøyaktig mot solen, på Uranus fra b O Vi kan kalle det en solhverv med en bedre rett enn vi har: Solen på denne dagen står bokstavelig talt på et punkt. Som vi allerede har sett, for innbyggere i ekvator er dette punktet i horisonten, for innbyggere på nordpolen er det i senit. For «venetianerne» henger solen i en høyde på 45°, og ikke i sør, som man kanskje tror, men i nord. Generelt, om sommeren er solen alltid på den nordlige delen av himmelen... Om våren og høsten veksler dager og netter, slik det skjer hos oss. Og om vinteren er det en polarnatt, som i likhet med polardagen varer kvart år.
Siden nesten hele planeten har lange polare dager og polare netter, har Uranus det kjedeligste været i hele solsystemet. Store områder av atmosfæren varmes opp og avkjøles jevnt: ingen endringer i temperatur og trykk, ingen sterk vind...
Ikke som på Neptun, selv om den er en og en halv gang lenger unna Solen. Orkaner og sykloner som er interessante for astronomer forekommer på Uranus bare om våren og høsten, når dag veksler med natt på en "normal" måte.
(U5) Det er bemerkelsesverdig at for alle menneskene på planeten er den synlige banen til solen den samme kurven, bare de ser på den fra forskjellige vinkler, akkurat som på Jupiter var den store sirkelen som solen beveger seg langs, tilbøyelig til horisonten for hver observatør på sin egen måte. La oss starte med Nordpolen. På dagen for solverv (til venstre i figur 8) står solen i senit, og begynner deretter gradvis å gå ned i en spiral, og gjør en nesten horisontal sving hver dag. Sirklene beskrevet av solen blir lavere og bredere; etter kvart går neste revolusjon langs horisonten, og så fortsetter spiralen i seks månader «under bakken». Solen når sitt laveste punkt - nøyaktig under føttene dine - og går tilbake til horisonten, og deretter til senit.
Ved ekvator er alt nøyaktig det samme, bare hele denne spiralen "ligger på siden." Så hvis noen, som bodde på ekvator, bestemte seg for å se solen ligge hele året (med hodet mot nord), og ville notere solens posisjon ikke bare over, men også under horisonten, ville han få nøyaktig samme bilde som på Nordpolen.
Nå er det ganske enkelt å gjette hvordan den årlige bevegelsen til solen ser ut på en hvilken som helst breddegrad (fig. 9).
Nå forlater vi solsystemet midlertidig, fordi det ikke har planeten vi trenger nå.
Planet Zeta - den "gyldne middelvei"
Denne imaginære planeten er "mellomgrunnen" mellom Jupiter og Uranus. Dens rotasjonsakse er skråstilt til baneplanet i en vinkel på 45° (fig. 10).
Oppgave D1. Hvordan ser de polare og tropiske sonene ut på denne planeten?
Oppgave D2. Hvordan beveger solen seg gjennom året for en observatør ved polen? ved ekvator? i Venezia"? Skjer det på sitt senit, og i så fall når? Faller den under horisonten hver dag, og hvis ikke, hvor lenge varer polardagen?
Oppgave D3. For hvert av disse stedene tegner du den tilsynelatende årlige banen til solen på himmelen.
Løsninger på problemer om planeten Zeta
(D1) På Jupiter var den tropiske sonen bare ekvator, på Uranus hele planeten. Her er en mellomsituasjon: de nordligste punktene der solen kan sees i senit har en breddegrad på 45°, det vil si at de er nøyaktig halvveis mellom ekvator og nordpolen. På hele denne sirkelen (parallell) oppstår den varmeste dagen når retningen til planetens akse er nærmest retningen til solen (fig. 11).
Denne samme dagen er også den lengste: Som man kan se av det samme bildet, når solen sitt senit ved middagstid, og berører horisonten ved midnatt; Beveger du deg litt mot polen vil ikke solen gå ned den dagen, men den vil heller ikke stige til zenit. Seks måneder senere gjentas den samme situasjonen på den sørlige halvkule. Så de polare sonene er "hetter" rundt begge polene, og de tropiske sonene er et "belte" rundt ekvator. Grensene til begge faller sammen ved Zeta, disse er paralleller på 45° nordlig og sørlig breddegrad. De er både tropiske og polare (fig. 12).
(D 2) Ved polene går ikke solen ned på seks måneder (på nordpolen om sommeren, i sør om vinteren), og de resterende seks månedene er det natt. I løpet av dagen lager solen en sirkel, praktisk talt uten å endre høyden over horisonten. Ved maksimal høyde - 45° - skjer det midt på polardagen. Dette øyeblikket kalles solverv - selv om Solen, i motsetning til Uranus, ikke står stille. Det er to solhverv totalt - den ene er sommer (når det er dag på nordpolen), den andre er vinter (når det er dag i sør). Og dagene da planetens akse er vinkelrett på retningen til solen (planeten over og under i figur 10) kalles jevndøgn. I disse dager er det polarskumring på begge polene. Som du ser, er det mellom hver jevndøgn og solhverv nøyaktig en fjerdedel av et lokalt år.
Innenfor den tropiske sonen er solen på sitt senit 2 ganger i året; ved ekvator er dette bare dagene for jevndøgn. Om sommeren ser innbyggerne i ekvator solen i nord, og om vinteren - i sør. Ved ekvator er dag alltid lik natt, og solen stiger opp fra horisonten og går ned strengt vertikalt mot den. Innbyggere i "Venezia" ser solen på sitt senit bare en gang i året - på sommersolverv. Samme dag setter den seg ikke, men berører bare horisonten. To ganger i året - på dagene av jevndøgn - dag er lik natt; et halvt år er det lengre enn natten, et halvt år er det kortere. Og på dagen for vintersolverv stiger ikke solen - dette er den korteste, men fortsatt polare natten.
(D3) Som på Uranus, er den tilsynelatende årlige banen til solen en spiral, tilbøyelig forskjellig for innbyggere på forskjellige steder på planeten. Men, i motsetning til Uranus, fyller ikke spiralen hele sfæren. Det er lett å verifisere dette ved å tegne solens bane ved polen: der er spiralens akse vertikal og solen stiger ikke over 45°.
Nå vil det ikke lenger være vanskelig å forstå hvordan årstidene fungerer på jorden. Faktisk er jorden veldig lik Zeta, med bare én forskjell: aksen til planeten vår avviker fra "vertikalen" ikke med 45°, men bare 23° over horisonten. Så i denne parameteren er vi litt nærmere Jupiter enn Zeta. På grunn av dette har vi en spiral på på den annen side er den mer flat: de fjerneste svingene i spiralen er 23° fra midten. (Hvis noen begynte å "rette ut" aksen vår og bringe den nærmere vertikalen, ville spiralen bli flatet ut til en sirkel, som Jupiters.) På grunn av dette, for eksempel, stiger solen ved polene aldri over 23° over horisont. Ved å "vippe" spiralen kan du sørge for at den tropiske sonen også er det på det samme som på Zeta - breddegraden til tropene er igjen den samme 23°. Og polarsirklene er de samme 23° unna polene. For eksempel ligger Moskva i et mellomområde mellom begge: det er verken polare netter eller solen på sitt senit i Moskva.
Til slutt, for de som likte å reise rundt på planetene, legger vi til noen flere oppgaver.
Kunstner Anna Gorlach
Laster inn...
