Как происходит смена времен года на Земле
Кто-то любит зиму, а кто-то лето. Кому-то нравится осенний листопад, а кто-то наблюдает за распускающимися почками весной. Если бы не было смен времен года, то не существовало бы этих прекрасных моментов. Но как все это происходит? Отчего зависит перемена времен года на Земле?
Инструкция
Земля вращается вокруг Солнца по орбите. Но также Земля и вращается вокруг своей оси. Благодаря именно двум этим вращениям происходит смена. Минимальная смена – смена дня и ночи. Максимальная – переход с одного года на другой. Также известно, что Земля находится под углом по отношению к Солнцу. Это и является главным фактором смены.
Когда Земля вращается вокруг своей оси, то происходит смена дня и ночи. Рассвет всегда на Востоке, а Закат на Западе. Когда идет день, то сторона, на которой светло, находится лицом к Солнцу. Когда наступает ночь, то на самом деле – это не темнота, а космос со звездами и созвездиями.Земля проходит полный круг вокруг Солнца за 365 дней и 6 часов.
Именно для того, чтобы сравнять календарный и астрономический года, раз в 4 года на календаре появляется високосный год. Угол оси между Землей и Солнцем равен 23о и 27 минут. Из-за этого всегда 1 полушарие находится ближе к солнцу, а другое дальше.
Чем ближе к экватору, тем слабее заметен переход между временами года потому, что именно в зоне экватора солнце расположено к Земле всегда максимально близко. Соответственно и на полюсах всегда мерзлота из-за того, что они всегда максимально удалены от Солнца.Чем ближе к 90о угол Солнечных лучей к Земле, тем ближе лето.
Отсюда и получается, что когда на одном полушарии лето и солнечные лучи находятся под прямым углом, то на другом полушарии зима. А если лучи проходят по касательной, то наступает осень или зима и в том и в другом полушарии.Но существуют 2 дня, называемыми равноденствием. 23 сентября 21 марта день всегда равен ночи и в одном и в другом полушарии.
Интересно также и то, что различны и периоды времен года в разных полушариях.Северное полушарие:- Лето – июнь, июль и август;
– Осень – сентябрь, октябрь и ноябрь;
– Зима – декабрь, январь и февраль;
– Весна – март, апрель и май.А в южном полушарии смена года происходит в другое время:- Лето – декабрь, январь и февраль;- Осень – март, апрель и май;- Зима – июнь, июль и август;
– Весна – сентябрь, октябрь и ноябрь.
Обратите внимание
Удаленность Земли от Солнца фактически не влияет на смену года. Единственное влияние на смену происходит благодаря наклону оси Земли.
Распечатать
Как происходит смена времен года на Земле
Давайте поговорим о смене времен года
Смена времен года, схема
Почему происходит смена времен года? Древние мыслители и астрономы Греции полагали, что смена времен года объясняется мистическими причинами, никак не связанными с движением планет в Солнечной системе.
Более того, для них вся остальная вселенная находилась в движении вокруг нашей планеты, а сама Земля оставалась неподвижной. Подобная модель сохранилась и в эпоху Средневековья, по религиозным соображениям.
Николай Коперник совершил переворот, доказав, что Земля и прочие планеты движутся вокруг Солнца, а, как мы увидим, именно этим движением объясняется смена времен года.
Движение вокруг Солнца — вот ответ на вопрос
Земля со спутника Электро-Л. На видео показано как менялась Земля с 1 января по 31 декабря 2012 года.
Наша планета имеет два постоянных движения: она движется вокруг своей оси, а так же оборачивается вокруг Солнца. Первым движением объясняется смена дня и ночи — один полный оборот происходит за 24 часа, мы называем это сутками. Второе движение является непосредственной причиной смены времен года.
Ось планеты находится под непрямым углом к падающим на нее солнечным лучам, если бы было иначе — смена времен года никогда бы не происходила, ночь и день всегда были бы одинаковыми и длились по 12 часов, как на экваторе, так и в Лондоне, и в заполярье.
Однако, ось наклонена по отношению к солнечным лучам и не составляет с ними прямого угла, поэтому в течении полугода северное полушарие получает большую часть солнечного тепла, предоставляя солнечным лучам большую поверхность, чем южное. То же самое происходит с южным полушарием в течении другой половины года.
Почему на Юге теплее круглый год
Поскольку во время движения по своей орбите Земля находится на разных расстояниях по отношению к Солнцу — лето в южном полушарии теплее, чем лето в северном. Это объясняется тем, что во момент, когда расстояние между Землей и Солнцем является минимальным — именно Южное полушарие находится ближе к Солнцу, чем северное.
Конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.
Смена времен года, смонтирована на основе изображений геостационарного спутника METEOSAT-9, полученных в период с 21 декабря 2010 по 20 сентября 2011 года.
Заключение
Итак, смена времен года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это непрямой угол между земной орбитой и солнечными лучами. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.
Однако, возникает вопрос: какое время года было бы в таком случае на Земле — вечная зима или вечное лето? Ответ: ни то, ни другое.
Дело в том, что если бы земная ось не была бы наклонена — на экваторе, куда лучи падают под прямым углом, было бы вечное лето, а чем дальше от экватора — тем холоднее.
Если же наша планета не двигалась бы вокруг Солнца, но ось была бы так же наклонена по отношению к солнечным лучам — в одном из полушарий было вечное лето, а в другом зима, в зависимости от расположения Земли относительно Солнца.
Избранное
ПодробностиКатегория: АстрономияОпубликовано 10.09.2012 17:10Просмотров: 37034
Главная причина смены времен года – наклон оси вращения Земли.
Мы все видим, что времена года меняются: летом мы загораем и плаваем в открытых природных водоемах, собираем луговые цветы, сидим у костра; осенью восхищаемся разноцветной красотой леса; зимой катаемся на санках и на лыжах, а весной радуемся теплому солнышку и наблюдаем, как быстро лопаются почки на деревьях и превращаются в зеленый наряд. Но почему происходит смена времен года?
Главная причина смены времен года – наклон оси вращения Земли.
Но сначала давайте поговорим о том, что означает термин «времена года». Это четыре периода, на которые условно поделен год. Обратите внимание на слово «условно».
В астрономии различают:
1) Календарные времена года, которые приняты в большинстве стран мира – деление года на четыре сезона по три месяца в каждом. Вот здесь как раз понятно, что деление это условно, т.к. календарная дата наступления зимы (или другого времени года) может не совпадать с реальной погодой.
2) Астрономические времена года – отсчитываются от точек солнцестояния (лето/зима) и равноденствия (весна/осень).
Давайте разберемся, что такое «точки солнцестояния» и «равноденствия».
Солнцестояние – это момент прохождения Солнца через точки эклиптики (большого круга небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), наиболее удаленные от экватора небесной сферы.
Равноденствие – это момент, когда центр Солнца в своём видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор.
3) Фенология (система знаний о сезонных явлениях природы), используя понятие «сезон», определяет длительность и сроки начала каждого климатического времени года в соответствии с природными условиями. Сезон отличается характерными для него погодными условиями и температурой.
Итак, смена времен года объясняется: годичным обращением Земли вокруг Солнца, наклоном оси вращения Земли относительно орбиты и эллиптичностью орбиты.
Календарные времена года
В большинстве стран Северного полушария приняты следующие даты времен года:
- весна — 1 марта-31 мая (март, апрель, май);
- лето — 1 июня-31 август (июнь, июль, август);
- осень — 1 сентября-30 ноября (сентябрь, октябрь, ноябрь);
- зима — 1 декабря-28 (29) февраля (декабрь, январь, февраль).
Напомним, что в Северном полушарии ( к северу от экватора) находятся континенты и страны: Азия (умеренный климат), Европа, Северная Америка, маленькая часть Южной Америки (севернее Экватора), около ⅔ Африки, севернее реки Конго (Алжир, Бенин, Буркина-Фасо, Гамбия, Гана, Гвинея-Бисау, Джибути, Египет, Западная Сахара, Кабо-Верде, Камерун, Кения, Кот-д'Ивуар, Либерия, Ливия, Мавритания, Мали, Марокко, Нигер, Нигерия, Сенегал, Сомали, Судан, Сьерра-Леоне, Того, Тунис, Уганда, Центральноафриканская Республика, Чад, Экваториальная Гвинея, Эритрея, Эфиопия, Южный Судан), страны северной Океании, расположенные в Северном полушарии: Маршалловы острова, Микронезия, Палау, страны Южной Америки, расположенные в Северном полушарии: Венесуэла, Гайана, Колумбия, Суринам, Французская Гвиана.
В Южном полушарии другие даты времен года:
- весна — 1 сентября-30 ноября;
- лето — 1 декабря-28 (29) февраля;
- осень — 1 марта-31 мая;
- зима— 1 июня-31 августа.
В Южном полушарии (к югу от экватора) находятся континенты и страны:
Азия (полностью), Восточный Тимор (большей частью), Индонезия, Африка (Ангола, Ботсвана, Бурунди, Замбия, Зимбабве, Коморские Острова, Лесото, Мадагаскар, Маврикий, Малави, Мозамбик, Намибия, Руанда, Свазиленд, Сейшельские острова, Танзания, ЮАР), большей частью Габон, Демократическая Республика Конго, Республика Конго, частично Кения, Сан-Томе и Принсипи, Сомали, Уганда, Экваториальная Гвинея, Океания (Австралия, Вануату, Науру, Новая Зеландия, Папуа-Новая Гвинея, Самоа, Соломоновы Острова, Тонга, Тувалу, Фиджи, большей частью Кирибати). Южная Америка (Аргентина, Боливия, Парагвай, Перу, Уругвай, Чили, большей частью Бразилия, Эквадор, частично Колумбия.
Астрономические времена года
Как мы уже говорили, основной причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики.
Если бы ось Земли не была наклонена, то продолжительность дня и ночи в любом месте Земли была бы одинакова, а днем солнце поднималось бы над горизонтом на одну и ту же высоту в течение всего года.
И тогда никаких изменений времен года не происходило бы. Но ось Земли образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Наглядно это видно на данной схеме.
Астрономически времена года отсчитываются от точек летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния и весеннего равноденствия.
В году две точки равноденствия, когда солнце переходит из одной точки полушария в другую: из Северного полушария – в Южное, и наоборот.
Весеннее и осеннее равноденствие являются переходной точкой от одного времени года к другому. В эти дни восход солнца начинается почти ровно на востоке, а заход почти строго на западе.
Промежуток между равноденствиями составляет полгода, а целый год принято считать тропическим годом, он продолжается 365,2422 суток. По Юлианскому календарю, в году 365¼ суток.
Поэтому каждый следующий год продвигается на 6 часов вперед, а каждый четвертый год является високосным годом, где добавляется на сутки больше, которые приходятся на 29 февраля.
Таким образом, каждые четыре года дополнительный день возвращает равноденствие на начало прежнего числа.
Периоды равноденствий:
- Весеннее равноденствие – 20 – 21 марта. Солнце переходит из Южного полушария в Северное.
- Осеннее равноденствие – 22 – 23 сентября. Солнце переходит из Северного полушария в Южное.
С 20 (21) марта до 22 (23) сентября из-за наклона земной оси Северное полушарие обращено к Солнцу бо́льшую часть суток, поэтому там больше тепла и света, чем в Южном, где в это время зима. Летом дни становятся длиннее, а положение Солнца — выше. Через полгода Земля переходит на противоположную точку своей орбиты.
Наклон оси остаётся таким же, но теперь Южное полушарие оказывается обращённым к Солнцу большую часть суток, дни становятся длиннее и теплее. В Северном полушарии в это время наступает зима.
Но на время года влияет также и эллиптическая форма орбиты: времена года имеют разную продолжительность. В течение года планета Земля то приближается к Солнцу, то отдаляется от него, именно поэтому на разных континентах земного шара времена года отличаются продолжительностью.
Например, в Северном полушарии лето длиннее – 93,6 суток (а в Южном 89 суток), осень – 89,8 суток (а в Южном она длиннее – 92,8 суток). Зима – 89 суток (а в Южном – 93,6), весна – 92,8 суток (в Южном – 89,8).
Климатические времена года
Время равноденствия и солнцестояния должны быть серединой соответствующих сезонов. Но климатические сезоны относительно астрономических задерживаются из-за многих факторов, т.к. физические особенности земли и воды различны в определенных местах планеты.
- В экваториальном поясе (географический пояс Земли, расположенный по обе стороны от экватора) зимой и летом идут сильные дожди, а весна и осень относительно засушливы. Для этой территории характерны пассаты (ветры, дующие между тропиками круглый год. В Индийском океане они превращаются в муссоны – ветры, периодически меняющие свое направление: летом дуют с океана, зимой с суши.
- В тропическом поясе холодным временем года является сезон дождей, жарким — засушливый сезон. Однако в пустынях дожди могут не выпадать и в холодное время года.
- В умеренном поясе (Западная Европа, атлантическое побережье Северной Америки) основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы. В холодное время на части территории выпадает снег. Весна и лето характеризуются эпизодическими дождями с циклонами (атмосферные вихри огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре). В зоне умеренно-континентального и континентального климата (Восточная Европа, Южная Сибирь) самыми влажными оказываются летние месяцы, а осень и зима суше. В зоне муссонного климата (Дальний Восток) осадки чаще выпадают летом в виде сильных ливней, зима сухая и бесснежная.
- В арктическом и антарктическом поясах смена времён года выражается только в смене полярного дня и полярной ночи. Из-за продолжающегося ледникового периода разница в уровнях осадков в разные сезоны невелика, а температура остается ниже нуля.
Таким образом, сезоны для Северного полушария противоположны сезонам для Южного полушария.
Когда Северное полушарие обращено к Солнцу, оно получает больше тепла и света, дни становятся длиннее, а ночи короче.
Через полгода положение Солнца относительно Земли меняется, поэтому уже в Южном полушарии дни становятся длиннее, Солнце поднимается выше, в то время как на Северном полушарии начинается зима.
Центральная Россия находится в зоне умеренного и умеренно-континентального климата.
Весной природа начинает пробуждаться от зимнего сна, это период роста и цветения растений. Изменения происходят и в мире животных – начинается период размножения, кладки яиц у птиц.
Здравствуй, весенняя первая травка!Как распустилась? Ты рада теплу?Знаю, y вас там веселье и давка,Дружно работают в каждом yглy.Высyнyть листик иль синий цветочекКаждый спешит молодой корешокРаньше, чем ива из ласковых почек
Первый покажет зеленый листок.
С. Городецкий
Летом мы видим активный рост растений, начало созревания плодов и овощей, появление птенцов.
- Чем жарче день, тем сладостней в бору
- Дышать сухим смолистым ароматом,
- И весело мне было поутру
- Бродить по этим солнечным палатам!
- Повсюду блеск, повсюду яркий свет,
- Песок – как шелк… Прильну к сосне корявой
- И чувствую: мне только десять лет,
- А ствол – гигант, тяжелый, величавый.
- Кора груба, морщиниста, красна,
- Но как тепла, как солнцем вся прогрета!
- И кажется, что пахнет не сосна,
- А зной и сухость солнечного лета.
И. Бунин «Детство»
Осенью рост растений замедляется, но они обильно отдают нам весь свой урожай, деревья сбрасывают листву, природа готовится к покою.
Унылая пора! Очей очарованье!Приятна мне твоя прощальная краса —Люблю я пышное природы увяданье,В багрец и в золото одетые леса,В их сенях ветра шум и свежее дыханье,И мглой волнистою покрыты небеса,И редкий солнца луч, и первые морозы,
И отдаленные седой зимы угрозы.
А.С. Пушкин
Зимой природа отдыхает, многие животные впадают в зимнюю спячку. Природный цикл завершился. Но только для того, чтобы начаться снова.
Чудная картина,Как ты мне родна:Белая равнина,Полная луна,Свет небес высоких,И блестящий снег,И саней далеких
Одинокий бег.
А. Фет
Почему происходит смена времён года?
Движение Земли вокруг Солнца
Привычная для нас смена времен года происходит не повсеместно. В школе про это не говорят, но факт остается фактом. Четыре периода, на которые условно разделен «наш» год, можно выделить лишь в пределах умеренного климатического пояса. В других географических поясах картина чередования погодных циклов значительно упрощена.
Например, в экваториальном климатическом поясе погода одинакова весь год – среднесуточные температуры равняются 24°C, а количество осадков зависит от расположения конкретного участка земной поверхности относительно океана, рельефа и господствующих ветров.
В тропическом климатическом поясе выделяют 2 сезона – сухой и жаркий, а потом сухой и очень жаркий сезон. В Антарктиде – тоже самое, только в другой тональности. Холодный и сухой и очень-очень холодный и сухой сезоны.
Таким образом – Времена года доступны лишь жителям умеренного климатического пояса в обоих полушариях, а также в прилегающих к ним суб-поясах – субтропическом, субарктическом и субантарктическом, но в более смазанном и нивелированном варианте.
Почему происходит смена времен года?
Смена времён года
Основная причина смены времен года это вращение Земли вокруг Солнца. Еще одна ключевая причина, которая максимально проявляет себя в умеренных широтах, является характерный наклон земной оси. По отношению к плоскости эклиптики она находится под углом 66,56°.
Поэтому именно на этой широте мы видим самую полноценную, полнокровную и яркую смену времен года, дни солнцестояния, равноденствия, полярный день-ночь.
Благодаря наклону земной оси Солнце всходит над землей на протяжении всего года под разными углами. Зимой – угол острее. Летом – тянется к прямому углу. Но не дотягивается. Полноценные 90° можно зафиксировать лишь на экваторе. А на полюсах солнечные лучи просто скользят, ограниченные максимальным значением угла падения в 27-30 °.
Для умеренного пояса время, когда планета максимально приближена и наклонена к Солнцу, будет именоваться «летом». Отдалена и отклонена по оси от плоскости эклиптики – «зимой». Правило действует лишь для одного полушария. Переходные процессы между двумя крайними точками назвали «осенью» и «весной».
Если углубиться в разницу между сезонами в разных полушариях Земли, то картинка будет такова. Двигаясь по экватору, земная ось не меняет угол своего наклона. Изменениям поддаются лишь «бока», которые она подставляет Солнцу. Нижний – лето в Южном полушарии. Верхний – в Северном.
Почему растения сажают весной?
Последствия движения Земли вокруг Солнца и наклонной земной оси
Благодаря динамике и наклону оси, проткнувшей Землю от полюса до полюса, жители умеренного климатического пояса наблюдают смену целых четырех времен года, других поясов – только двух.
Времена года на Земле
Как известно, на Земле нет определенного времени года, времена года на Земле постоянно меняются, причем это происходит весьма удивительным способом. Всем давно известно, что цикл времен года повторяется каждый год и благодаря особому наклону Земли относительно Солнца эти времена года повторяются вновь и вновь без всяких сбоев и недочетов.
Теплая и прекрасная весна сменяет холодное зимнее время года, жаркое лето, в свою очередь, сменяет весну, затем осень, когда природа начинает готовиться к холодам, сменяет лето и, наконец, зима сменяет осень.
Мы так привыкли к такому ритму жизни природы и порой даже не знаем как так получается, что количество солнечного тепла меняется относительно целого года ведь расстояние от Земли до Солнца остается прежним.
Откуда появились времена года на Земле?
Когда Земля была еще совсем молодой и на ней не было ничего кроме раскаленной поверхности. Поверхность планеты Земля была очень горячей и в это время с Землей случилось самое загадочное и невероятное явление, которое навсегда изменило облик нашей планеты в Солнечной системе.
Всему виной – Луна, которую мы наблюдаем сегодня в ночном небе.
Когда была Земля еще совсем молодой с ней столкнулось другое большое, относительно Земли, космическое тело, после которого и образовалась Луна, но это не только дало нам прекрасного ночного спутника в небе, но и сдвинула нашу ось и сделала её просто уникальной.
Случайно ли было всё это? На этот вопрос, возможно, в далеком будущем мы получим ответ. Спустя некоторое время после этих событий создалась возможность появления жизни на Земле. Сегодня существует множество гипотез возникновения Земли, каждая из которых противоречит другой и истина так и не была найдена.
Как меняются времена года на Земле?
Смена времен года происходит на нашей планете с давних времен. Так как же происходит смена времен года на Земле? Начнем, пожалуй, с зимы. Это время года гораздо холоднее, чем остальные. Зимой в северном полушарии выпадает снег и устанавливаются морозы, а в южном полушарии дела обстоят совершенно по-другому.
С декабря по февраль там устанавливается жаркое лето. Строение и состав Земли сыграли большую роль в формировании климата. Из-за особого наклона нашей планеты. С декабря по февраль Южное полушарие нашей планеты наклонено к Солнцу более, чем Северное и, поэтому, южное полушарие получает больше тепла и света, чем северное.
В то время как на юге лето, на севере – зима с полярной ночью за северным полярным кругом.
В день весеннего равноденствия 20 марта Земля совершает поворот к Солнцу и Солнце теперь находится в зените над экватором. В это время на обоих полушариях день равен ночи и оба полушария получают одинаковое количество тепла и света.
На южном полушарии наступает осень, а на северном – весна.
Затем Земля начинает поворачиваться к Солнцу другой стороной и теперь больше света и тепла получает северное полушарие и там наступает лето, в то время как другое полушарие охватывает зима.
В день летнего солнцестояния Солнце становится в Зените над Северным полушарием. Теперь в южном полушарии наступает зима, с южной полярной ночью, а в северном полушарии устанавливается лето.
22 сентября – день осеннего равноденствия и Солнце вновь находится в зените над экватором, теперь на северном полушарии наступает осень, а на южном – весна.
Земля теперь поворачивается к Солнцу южным полушарием и с декабря по февраль там наступает лето.
Этот цикл повторяется из года в год, создавая изменения времен года на Земле.
Благодаря особому наклону Земли к Солнцу времена года на планете меняются и дают нам такую разнообразную и по-своему красивую природу в каждый из этих времен года.
После появления циклического изменения времен года бурно началась эволюция жизни на Земле. Некоторое виды начали приспосабливаться к своим ареалам обитания и привыкать в циклическому изменению времен года.
Времена года
В течение года на нашей планете происходят сезонные изменения в природе. Благодаря наклону земной оси к плоскости орбиты под углом $66$ градусов и вращению по орбите вокруг Солнца, на планете происходит смена времен года. На Земле $4$ времени года – весна, лето, осень, зима.
Наклон земной оси и постоянное её направление в пространстве приводят к тому, что Северное и Южное полушария освещаются не одинаково в один и тот же период года.
В Северном полушарии планеты астрономическое начало времен года совпадает с того момента, когда Солнце проходит через точку весеннего равноденствия – $21$ марта, точку летнего солнцестояния –$22$ июня, точку осеннего равноденствия –$23$ сентября и точку зимнего солнцестояния – $22$ декабря. Таким образом, получается, что видимый путь движения Солнца по небесной сфере делится этими точками на секторы по 90 градусов.
Определение 1
Период, за который Солнце проходит один из этих секторов, называется временем года.
Продолжительность времен года с астрономической точки зрения тоже разная:
Ничего непонятно?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
- Продолжительность весны – $92,8$ суток;
- Продолжительность лета – $93,6$ суток;
- Продолжительность осени – $89,8$ суток;
- Продолжительность зимы – $89,0$ суток.
Времена года характеризуются определенными средними температурами.
Замечание 1
Осень в Южном полушарии и весна в Северном начинается тогда, когда Солнце проходит через начальный круг склонения. В это время прямое восхождение Солнца будет равно нулю (весеннее равноденствие).
Когда прямое восхождение Солнца будет равно $90$ градусов (летнее солнцестояние), тогда в Южном полушарии наступает зима, а в Северное полушарие приходит лето.
С наступлением осеннего равноденствия прямое восхождение Солнца составляет $180$ градусов, в это время в Южное полушарие приходит весна, а в Северное полушарие – осень. С началом зимнего солнцестояния в Северное полушарие приходит зима, а в Южное полушарие – лето.
Времена года в Северном полушарии
Солнце посылает Земле очень много тепла, благодаря которому существует жизнь. Однако тепло, достигающее поверхности Земли, в разных её районах будет различно, потому что распределяется неравномерно. Естественно, что зимний период повсюду холоднее летнего.
Причина заключается в том, что земная ось (воображаемая линия), которая соединяет Северный и Южный полюсы имеет наклон к плоскости земного экватора под углом $66$ градусов. Благодаря наклону Земля, вращаясь вокруг Солнца, обращается к нему поочередно либо Северным, либо Южным полушарием.
Наклон падающих на земную поверхность солнечных лучей в течение года изменяется – зимой он будет больше, а летом – меньше. Более отвесные лучи несут больше энергии.
Определение 2
Термин «Климат» в переводе с греческого означает «наклон». В Северное полушарие зима приходит тогда, когда планета, как бы «отворачивается» от Солнца. В это время диск Солнца поднимается над горизонтом все ниже и ниже, а лучи становятся пологими и менее горячими.
Средние широты северного полушария четко делятся на два главных, противоположных по своему характеру, сезона – летний и зимний. Они отличаются друг от друга температурами, разница между которыми составляет $20-30$ градусов.
В континентальных районах эта разница еще больше, в Сибири, например, она составляет до $50$ градусов.
Основными климатическими поясами Северного полушария являются арктический пояс, умеренный и тропический. Атлантическое побережье Северной Америки и Западная Европа лежат в зоне умеренного океанического климата, поэтому основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы.
Эпизодические дожди вместе с циклонами начинаются весной и летом. В арктическом поясе смена времен года выражается в смене полярного дня и полярной ночи. Сезонные колебания уровня осадков здесь невелики, а температуры остаются ниже нуля.
Континентальная часть умеренного пояса – Восточная Европа и Южная Сибирь – имеют более сухую осень и зиму, а летние месяцы оказываются самыми влажными. На Дальнем Востоке, который находится в области муссонного климата, осадки выпадают в виде интенсивных ливней исключительно летом.
Солнце находится в зените в день летнего и зимнего солнцестояния, а это есть тропические широты Северного и Южного полушария. Атмосфера здесь прозрачна, воздушные массы сухие с очень высокой температурой, которая над сушей может достигать наивысшего значения на Земле $+58$ градусов.
В зимний период температура быстро остывает и на почве возможны заморозки. Резкие контрасты связаны с выпадением осадков. Область тропического пустынного климата формируется на западе и во внутренних районах материков. Здесь, при нисходящих токах воздуха, за год может выпадать менее $100$ мм осадков.
Восточная часть тропического пояса расположена во влажной области с морскими тропическими воздушными массами, поступающими с океанов, поэтому в течение года выпадает несколько тысяч миллиметров осадков.
Времена года в Южном полушарии
В Южном полушарии смена поясов идет от экватора к югу. Пояса повторяются и основными являются – тропический, умеренный, антарктический.
Только экваториальный пояс, расположенный по обе стороны от экватора будет один. Здесь в течение всего года день равен ночи и полуденная высота Солнца над горизонтом не меняется.
Температура воздуха практически постоянна. Здесь нет времен года, это край «вечного лета».
Замечание 2
Южное полушарие занято в основном океаном, поэтому лето здесь будет прохладнее, чем в Северном полушарии, а зима – теплее.
Климаты на планете и времена года были бы совсем другие, если бы земная ось не имела наклона к плоскости орбиты. По существу было бы всего два времени года, плавно переходящие друг в друга – вечная зима в полярной области и вечное лето в экваториальной области. В условиях одинакового климата жизнь на Земле была бы более однообразна.
Причины различий времен года
Сезонные изменения состояния природы имеют свои причины, которые подразделяются на прямые причины и косвенные. К прямым причинам относятся географические:
- Сезонные изменения связаны с продолжительностью светлого времени суток – дни летом длинные, а ночи короткие. В зимний период их соотношение меняется на обратное;
- Сезонные изменения связаны с полуденной высотой Солнца над горизонтом.В умеренных широтах летом в полдень Солнце находится ближе к зениту, и одинаковое количество солнечной радиации распределяется на меньшей площади земной поверхности.
- Длина пути прохождения лучей Солнца в атмосфере влияет на степень их поглощения.Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньше тепла и света оно дает.
Косвенными являются астрономические причины:
- Шарообразная форма Земли;
- Параллельность солнечных лучей;
- Вращение Земли вокруг оси;
- Движение Земли вокруг Солнца;
Замечание 3
Основная астрономическая причина смены времен года связана с наклоном земной оси и движением Земли вокруг Солнца.
Времена года
Статья содержит информацию, позволяющую объяснить такое явление как времена года, разъясняет закономерность, по которой осуществляется чередование времен года, указывает на причины, способствующие этому.
Такое привычное всем явление как времена года, имеет важное значение для планеты. Ученые утверждают, что именно годовая сезонность повлияла на зарождение жизни на Земле.
В этих процессах все тесно связано между собой. Немалая роль здесь отводится таким периодам как весеннее равноденствие (20 – 21 марта), когда небесное светило переходит из южного полушария в северное; и осеннее равноденствие (22 – 23 сентября), когда Звезда перемещается в противоположном направлении.
Рис. 1. Дни осеннего равноденствия.
За отрезок времени между мартом и сентябрем за сутки основную часть времени к дающей тепло Звезде устремлено Северное полушарие. Оно получает большее количество тепла, нежели Южное.
Каждые 6 месяцев положение нашей планеты относительно Солнца изменяется, а ее крен сохраняется прежним. Поэтому в Южных широтах продолжительность дня увеличивается, а солнце поднимается выше. В Северных же широтах господствуют холода. Годового цикла хватает для нагрева либо охлаждения определенных частей планеты.
Рис. 2. Годовой цикл движения планеты.
Для полноты картины чередования времен года нужно принимать во внимание факторы, которые определяют положение земного шара в космосе.
Таких факторов несколько:
- планета совершает за 24 часа полный оборот. Благодаря этому светлое время суток чередуется с ночью. Когда на территориях, которые обращены к Солнцу, – жаркий полуденный зной, на неосвещаемых участках – полнейший мрак;
- земля движется по овальной траектории вокруг светила, производя абсолютный оборот в течение календарного года.
Земная орбита представлена эллиптическим контуром, а не круговым как это может показаться. На ней находится ближайшая к Солнцу точка, которая называется перигелием.
От нее до освещающей и согревающей планету Звезды около 147 млн. км. Удаленная же точка от небесного светила – афелий 152 млн. км.
3% расхождения в расстояниях приводят почти к 7% разницы в количестве энергии получаемой землей от солнца.
Распространенным заблуждением является тот факт, что чем ближе наша планета к Солнцу, тем теплее – именно на перигелий в Северном полушарии приходится влияние самого холодного зимнего месяца.
Положение планеты абсолютно не влияет на смену времен года. Все дело в наклоне ее оси. При вращении Земли вокруг Солнца за календарный год к небесному светилу поочередно обращаются оба полушария земли.
То из полушарий, которое ближе обращено к Солнцу и радуется солнечным летним дням.
Рис. 3. Нагрев Земли солнечными лучами
В этот период оно получает в три раза больше света и тепла. А на противоположном – наоборот наблюдается нехватка солнечного света и тепла.
Если бы не существовало угла наклона, и земной шар перемещался вертикально относительно Солнца, то такое явление как сезонность года было бы неизвестно человечеству. Причина в том, что любые точки на освещаемой половине были бы одинаково удалены относительно Солнца, а значит и воздушные массы нагревались бы равномерно.
Из темы по географии для 5 класса “Времена года”, нам удалось выяснить, за какой промежуток времени планета совершает полный оборот вокруг своей оси. Выяснили степень важности перемены времен года для планеты.
Поняли что происходит в период весеннего и осеннего равноденствия. Как распределяется тепло по поверхности Земли в разных полушариях. Почему не возможно равномерное распределение тепла и света.
Какой фактор главным образом влияет на смену времен года.
Топ заблуждений об астрономии. 1. Смена времён года
Первое заблуждение можно было бы счесть совершенно детским, однако печальная ирония в том, что сейчас я всё чаще слышу его пересказ совсем даже не из детских уст.
Вплоть до того, что в одной передаче некая учительница даже хвасталась тем, что «все дети в их школе очень много знают, в том числе о смене времён года».
Причину чего она и озвучивала:
Времена года сменяются потому, что Земля движется по эллиптической орбите, поэтому иногда она находится дальше от Солнца, а иногда ближе.
Тиражирование этого заблуждения уже походит на эпидемию. Даже в мультиках про географию для детей временами называют именно этот вариант. Прокрался он и на некоторые с виду серьёзные сайты.
Итак, смена времён года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это [тут типа спойлер]. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.
Правда, тут хотя бы назван «второй фактор», хотя и ошибочно сказано, будто бы «не будь одного из них, времена года бы не сменялись».
Однако нет, друзья мои, «второго фактора» вполне хватило бы для означенной смены. О чём, впрочем, можно было бы догадаться, если самую малость вспомнить некоторые нюансы этих самых времён года. Так, в частности, когда в Северном полушарии зима, в Южном — лето.
И если бы объяснение про эллиптическую орбиту было верным, то из этого бы следовало, что эти два полушария то ли летают по разным орбитам, то ли по одной, но с большим отрывом друг от друга. В общем, с целостностью Земли явно что-то было бы не в порядке.
На том же сайте, кстати, можно прочитать, что
Конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.
Но вообще-то в Южной Африке зима теплее потому, что полуостров Ямал находится примерно на 70° северной широты, а Южная Африка — на 30° южной. Если же мы бы взяли что-то относительно симметричное — например, Южную Африку и Израиль (30° южной против 30° северной), то о «намного теплее» у нас речь бы не шла.
Конечно, температура определяется не только широтой, но ещё и близостью к морю или горам, наличием тёплых или холодных течений и так далее (в частности, в Южной Африке гораздо более ощутимо скачет температура), но в этом случае видно, что при симметричном расположении и графики температур симметричны.Иными словами, «первый фактор» тут явно не главный.
Да, эллиптичность орбиты правда оказывает некоторое влияние на климат, но дело тут вовсе не в разной удалённости от Солнца — разница-то совсем небольшая. Удалённость в перигелии (в самой ближней к Солнцу точке орбиты) отличается от удалённости в афелии (самой дальней точке) отличается всего на 3%.
Этого слишком мало, чтобы обусловить большую разницу температур на симметричных широтах. И, самое главное, как уже намекалось выше, если бы мы имели дело только с этим фактором, то зима и лето наступали бы на всей планете сразу.В общем, эллиптичность орбиты приводит лишь к тому, что зима в Южном полушарии на два—три дня короче, чем в Северном, а лето, напротив, длиннее.
Реально же основной вклад в смену времён года вносит то самое, с чем радикально ошиблись в мультике, нарисовав Землю без наклона к её орбите. А она ведь на самом деле наклонена: на 23,44°.
Благодаря этому наклону часть года Земля преимущественно повёрнута к Солнцу своим Северным полушарием, а другую часть — Южным.Это приводит, во-первых, к большей продолжительности дня, а во-вторых, к большему углу подъёма Солнца над поверхностью земли в одно и то же время суток.
Где-то на севере Норвегии солнце в полдень летом выглядит примерно, как на первой картинке, а зимой — как на второй.В результате этих двух эффектов земля и атмосфера летом прогреваются ощутимо сильнее, чем зимой.
Однако этот эффект тем менее заметен, чем ближе данная точка поверхности к экватору: ведь с него и зимой и летом солнце видно примерно под одним и тем же углом — оно почти прямо над головой, да и продолжительность дня тоже весь год примерно одинаковая.
С другой стороны, ближе к полюсам этот эффект столь сильно выражен, что часть года там солнца вообще не видно, но зато другую часть года его видно круглые сутки.
Иными словами, явления, условно называемые «полярная ночь» и «полярный день» напрямую связаны как со сменой времён года, так и с тем явлением, которое его вызывает — наклоном оси вращения Земли относительно плоскости орбиты её вращения вокруг Солнца.И, кстати, со вращением вокруг Солнца связано второе весьма распространённое заблуждение.
На сайте «XX2 век»
doc-файл
Топ заблуждений об астрономии. 1. Смена времён года
Первое заблуждение можно было бы счесть совершенно детским, однако печальная ирония в том, что сейчас я всё чаще слышу его пересказ совсем даже не из детских уст. Вплоть до того, что в одной передаче некая учительница даже хвасталась тем, что «все дети в их школе очень много знают, в том числе о смене времён года». Причину которой она и озвучивала:
Тиражирование этого заблуждения уже походит на эпидемию. Даже в мультиках про географию для детей временами называют именно этот вариант. Прокрался он и на некоторые с виду серьёзные сайты.
Правда, тут хотя бы назван «второй фактор», хотя и ошибочно сказано, будто бы «не будь одного из них, времена года бы не сменялись.
https://www.youtube.com/watch?v=ayy3i-D5XB4
Однако нет, друзья мои, «второго фактора» вполне хватило бы для означенной смены.
О чём, впрочем, можно было бы догадаться, если бы самую малость вспомнить некоторые нюансы этих самых времён года. Так, в частности, когда в Северном полушарии зима, в Южном — лето.
И если бы объяснение про эллиптическую орбиту было бы верным, то из этого бы следовало, что эти два полушария то ли летают по разным орбитам, то ли по одной, но с большим отрывом друг от друга.
В общем, с целостностью Земли явно что-то было бы не в порядке.
На том же сайте, кстати, можно прочитать, что
Но вообще-то в Южной Африке зима теплее потому, что полуостров Ямал находится примерно на 70° северной широты, а Южная Африка — на 30° южной. Если же мы бы взяли что-то относительно симметричное — например, Южную Африку и Израиль (30° южной против 30° северной), то о «намного теплее» у нас речь бы не шла.
Конечно, температура определяется не только широтой, но ещё и близостью к морю или горам, наличием тёплых или холодных течений и так далее (в частности, в Южной Африке гораздо более ощутимо скачет температура), но в этом случае видно, что при симметричном расположении и графики температур симметричны.
Иными словами, «первый фактор» тут явно не главный.
Да, эллиптичность орбиты, правда, оказывает некоторое влияние на климат, но дело тут вовсе не в удалённости от Солнца — она-то совсем небольшая. Удалённость в перигелии (в самой ближней к Солнцу точке орбиты) отличается от удалённости в афелии (самой дальней точке) всего на 3%. Этого слишком мало, чтобы обусловить большую разницу температур на симметричных широтах.
И, самое главное, как уже намекалось выше, если бы мы имели дело только с этим фактором, то зима и лето наступали бы на всей планете сразу.
В общем, эллиптичность орбиты приводит лишь к тому, что зима в Южном полушарии на два—три дня короче, чем в Северном, а лето, напротив, длиннее.
Реально же основной вклад в смену времён года вносит то самое, с чем радикально ошиблись в мультике, нарисовав Землю без наклона к её орбите. А она ведь на самом деле наклонена: на 23,44°.
Благодаря этому наклону часть года Земля преимущественно повёрнута к Солнцу своим Северным полушарием, а другую часть — Южным.
Это приводит, во-первых, к большей продолжительности дня, а во-вторых, к большему углу подъёма Солнца над поверхностью земли в одно и то же время суток.
Где-то на севере Норвегии солнце в полдень летом выглядит, примерно, как на правой картинке, а зимой — как на левой.
В результате этих двух эффектов земля и атмосфера летом прогреваются ощутимо сильнее, чем зимой.
Однако этот эффект тем менее заметен, чем ближе данная точка поверхности к экватору: ведь с него и зимой, и летом солнце видно примерно под одним и тем же углом — оно почти прямо над головой, да и продолжительность дня тоже весь год примерно одинаковая.
С другой стороны, ближе к полюсам этот эффект столь сильно выражен, что часть года там солнца вообще не видно, но зато другую часть года его видно круглые сутки.
Иными словами, явления, условно называемые «полярная ночь» и «полярный день» напрямую связаны как со сменой времён года, так и с тем явлением, которое его вызывает — наклоном оси вращения Земли относительно плоскости орбиты её вращения вокруг Солнца.
И, кстати, с вращением вокруг Солнца связано второе весьма распространённое заблуждение. О нём — в следующей заметке.
Отчего происходит смена времен года?
Итак, Земля имеет два различных движения. Во-первых, она поворачивается вокруг своей оси один раз в сутки. Во-вторых, она обходит вокруг Солнца в течение одного года. В результате первого движения Земли происходит смена дня и ночи; в результате второго, как это вы сейчас увидите, происходит смена времён года.
Если бы Земля двигалась вокруг Солнца так, что ось её вращения всё время была расположена под прямым углом к солнечным лучам, никакой смены времён года на Земле не существовало бы. Посмотрите на рис. 4. Откуда бы Солнце ни освещало Землю — справа, слева, спереди или сзади, лишь бы его лучи падали на земную поверхность под прямым углом к земной оси, — никакой разницы не получилось бы.
Во всех случаях лучи Солнца падали бы отвесно на земном экваторе и скользили бы вдоль земной поверхности у полюсов. В любом месте на Земле (кроме полюсов), из-за её вращения вокруг оси, ночь тянулась бы 12 часов и столько же продолжался бы день. Солнце всегда бы всходило на востоке и садилось на западе, совершая по небу изо дня в день всё один и тот же путь.
Смены времён года на Земле не было бы.
В действительности, однако, дело обстоит не так.
Оказывается, что лучи Солнца только два раза в году — 21 марта и 23 сентября — падают на Землю под прямым углом к оси её вращения. Это значит, что только два раза в году — весной и осенью — бывает так, что день и ночь длятся по 12 часов, всю же остальную часть года либо ночь бывает длиннее дня, либо день длиннее ночи.
Посмотрите на рис. 8. Он изображает Землю, на которую солнечные лучи падают справа. Поэтому на правой половине Земли день, а на левой — ночь. Обратите теперь внимание на то, как расположена ось вращения Земли.
Она наклонена к лучам Солнца и при этом так, что её северная часть (на рисунке — верхняя) наклонена по направлению к Солнцу, а южная (на рисунке — нижняя) наклонена прочь от Солнца.
Вследствие этого северная часть Земли получает значительно больше тепла и света, чем южная.
Наклон земной оси к лучам Солнца в конце июня
Посмотрите теперь на северный полюс Земли. Не только он сам, но и значительная часть земной поверхности вокруг него освещается солнечными лучами. Сколько бы Земля ни вертелась, ни на самом северном полюсе, ни вокруг него при таком положении земной оси ночь не может наступить: круглые сутки будет день.
В местностях, более удалённых от северного полюса, смена дня и ночи уже будет происходить, но, как это нетрудно сообразить, день будет длиннее ночи. И только на земном экваторе, то-есть как раз посредине между двух полюсов Земли, продолжительность дня и ночи будет одинакова.
Совершенно иное будет происходить в южном полушарии. Как сам южный полюс Земли, так и значительная часть земной поверхности вокруг него не освещаются солнечными лучами.
Это значит, что на южном полюсе и около него круглые сутки будет длиться ночь.
В более удалённых от южного полюса местностях ночь уже будет сменяться днём, но её продолжительность вплоть до экватора будет больше продолжительности дня.
Из всего сказанного теперь легко понять, что при таком наклоне земной оси, как на рис. 8, в северном полушарии Земли будет лето, а в южном — зима (зимние месяцы в южном полушарии — июнь—август).
Посмотрите теперь на рис. 9. На нём тоже изображена Земля, освещенная справа солнечными лучами. Однако ось вращения Земли на этот раз наклонена в противоположном направлении: северный её конец от Солнца, а южный — к Солнцу. Северный полюс с окружающей его частью земной поверхности погружён в темноту.
На нём и около него круглые сутки длится ночь. Несколько дальше от него смена дня и ночи происходит, но всюду день короче ночи. В северном полушарии Земли будет зима. В южном полушарии Земли в это время, очевидно, лето.
Там день либо длиннее ночи, либо (на южном полюсе и поблизости от него) длится круглые сутки.
Наклон земной оси к лучам Солнца в конце декабря
Наклон земной оси к лучам Солнца в конце марта и в конце сентября
О том, как расположена ось вращения Земли относительно лучей Солнца весной и осенью, уже говорилось: солнечные лучи падают на Землю под прямым углом к земной оси. В таком положении Земля изображена на рис. 10. Конечно, надо помнить, что в то время, когда в северном полушарии Земли бывает осень, в южном полушарии бывает весна, и наоборот.
Теперь посмотрите на рис. 11. Он даёт общую картину изменения положения земной оси относительно Солнца в течение года.
Изменение наклона земной оси к лучам Солнца в течение года
В середине рисунка находится Солнце. Путь Земли изображён несколько сбоку, поэтому он не круглый, а вытянутый. Земля показана на нём в четырёх положениях: 21 марта, 22 июня, 23 сентября и 22 декабря.
На рисунке отчётливо видно, что в различные времена года ось вращения Земли сохраняет одно и то же положение, наклонённое к пути, по которому Земля движется вокруг Солнца.
Именно поэтому в разные части года Солнце освещает сильнее то северное, то южное полушарие Земли, то-есть именно поэтому происходит смена времён года.
Действительно, при положении Земли 21 марта и 23 сентября северное и южное полушария Земли (как и на рис. 10) расположены одинаково относительно солнечных лучей.
На всей Земле в это время день и ночь длятся по 12 часов. 21 марта в северном полушарии — весна, в южном — осень; 23 сентября, наоборот, — в северном полушарии — осень, в южном — весна (на рис. 11 21 марта видна освещенная Солнцем половина Земли, а 23 сентября — неосвещённая).
Положение Земли 22 июня такое же самое, что и на рис. 8. Северное полушарие Земли получает от Солнца больше тепла и света, чем южное. В северном полушарии — лето, в южном — зима. Наконец, положение Земли 22 декабря соответствует рис. 9. При этом положении северное полушарие Земли получает меньше тепла и света, чем южное. В северном полушарии — зима, в южном — лето.
Итак, оказывается, что смена времён года происходит на Земле потому, что ось вращения Земли наклонена к пути, по которому Земля движется вокруг Солнца.
Если бы не было наклона земной оси, если бы она была расположена к пути Земли вокруг Солнца под прямым углом, в любом месте на Земле суточный путь Солнца над горизонтом оставался бы в течение года неизменным. И не было бы тогда ни весны, ни лета, ни осени, ни зимы.
Весь год погода в отдельных местах на Земле была бы приблизительно одинаковая: у земных полюсов всего холоднее, на экваторе всего жарче. Но смены времён года не существовало бы.