Почему наступают зима, весна, лето, осень?

Наука и жизньМать и дитя

Почему летом жарко, а зимой холодно?

Павел Амнуэль

22 сентября в 15 часов 31 минуту по московскому времени Солнце пересечёт плоскость орбиты Земли (эклиптику). В это время на всей планете день будет равен ночи. Затем в Южном полушарии день продолжит увеличиваться — там наступит астрономическая весна. А в Северном полушарии, наоборот, дни будут становиться всё короче — наступит астрономическая осень. И так будет продолжаться три месяца, до 21 декабря — дня зимнего солнцестояния, когда день окажется самым коротким, а ночь самой длинной в году. Именно в эти зимние дни (а вовсе не тогда, когда в Северном полушарии лето) Земля, двигаясь по своей эллиптической орбите, окажется в перигелии, то есть на самом близком расстоянии от Солнца — 147 млн км. В афелии, самой удалённой от Солнца точке орбиты, на расстоянии, равном 152 млн км, Земля находится, когда в Северном полушарии лето. В Южном полушарии в это время зима. Поэтому объяснить смену времён года тем, что летом Земля к Солнцу ближе, чем зимой, нельзя.

Тогда почему наступают зима, весна, лето, осень?

Дело в том, что ось вращения Земли наклонена к плоскости экватора, угол наклона составляет 23,5 градуса. Из-за того, что направление оси вращения всё время остаётся постоянным, Земля движется вокруг Солнца как бы «бочком», по-разному подставляя солнечным лучам свою поверхность на разных участках орбиты, то есть в разное время года. Поэтому мы видим, что летом в Северном полушарии Солнце поднимается над горизонтом гораздо выше, чем зимой. А от угла падения солнечных лучей зависит, насколько сильно они отражаются от земной поверхности и насколько сильно поглощаются. Чем больше солнечных лучей поглощает поверхность, тем сильнее она нагревается. Если угол падения невелик (зимой), то солнечные лучи гораздо сильнее отражаются, а поглощаются гораздо хуже. И значит, зимой холодно. В высоких арктических широтах Солнце поднимается над горизонтом всего на несколько градусов, его лучи скользят вдоль земной поверхности, почти не поглощаясь и не нагревая её. Затем Солнце и вовсе скрывается под горизонтом на долгих полгода — наступает арктическая ночь.

Положение Земли относительно Солнца во время солнцестояний в июне и в декабре. Во время летнего солнцестояния 20—21 июня в Северном полушарии, повёрнутом благодаря наклону земной оси к Солнцу, — лето, самый длинный день и самая короткая ночь в году. При этом в Южном полушарии, напротив, зима, и день самый короткий, а ночь самая длинная. Во время зимнего солнцестояния 21—22 декабря к Солнцу повёрнуто Южное полушарие: там лето, максимум солнечного тепла, самый длинный день и самая короткая ночь. Северное полушарие теперь, наоборот, получает минимум солнечных лучей, там зима, день самый короткий, а ночь самая длинная.

После 21—22 декабря начинается астрономическая зима, и продолжается она до тех пор, пока день опять не сравняется по продолжительности с ночью. 20 марта наступает день весеннего равноденствия, астрономическая зима заканчивается, и начинается весна. Солнце вновь пересекает плоскость земной орбиты и оказывается в Северной полусфере. С каждым днём оно будет подниматься всё выше, дни станут длиннее и теплее.

Заканчивается астрономическая весна в день летнего солнцестояния — 20—21 июня. Этот день самый длинный, а ночь самая короткая в году. После него начинается астрономическое лето, которое продолжается до 22—23 сентября, дня осеннего равноденствия.

Разумеется, в Южном полушарии всё наоборот: в сентябре там наступает астрономическое лето, а в марте — астрономическая зима. И лишь в дни равноденствий продолжительность дня и ночи одинакова на всей планете.

Если бы экватор Земли точно совпадал с плоскостью орбиты, то есть наклона оси не было бы, Солнце во всех широтах (и в Северном полушарии, и в Южном) поднималось бы всегда на одинаковую высоту. На экваторе оно каждый день в полдень находилось бы точно в зените — там царило бы вечное лето, а на полюсах постоянно двигалось вдоль линии горизонта, не опускаясь и не поднимаясь, — там была бы вечная зима и вечные сумерки. В средних широтах тоже никакой смены времён года не происходило бы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Тайна завитка под буквой «Д» Тайна завитка под буквой «Д»

История раскрытия, изложенная в двух частях с предисловием

Наука и жизнь
Краткая история времени Краткая история времени

От Большого взрыва до черных дыр

kiozk originals
«Слон» на трансзвуке «Слон» на трансзвуке

Грузовая авиация работала, спасая мировую экономику

Популярная механика
Не хочу идти в школу: три истории с комментариями Не хочу идти в школу: три истории с комментариями

Три ситуации, связанные с трудностями в школе

Psychologies
Зимовье людей Зимовье людей

Как живут российские деревни и поселки, отрезанные от большой земли

Популярная механика
Контрацепция: что, когда и как рассказывать подросткам Контрацепция: что, когда и как рассказывать подросткам

Стоит ли нам говорить с подростками о контрацепции?

Psychologies
Вместо соли Вместо соли

В последнее время ценность соли в глазах человечества сильно упала

Наука и жизнь
«Легендарный хакер» поневоле: история самой масштабной «пандемии» компьютерного вируса и его случайного создателя «Легендарный хакер» поневоле: история самой масштабной «пандемии» компьютерного вируса и его случайного создателя

В 2000 году владельцы Windows попадались на удочку одного незадачливого студента

TJ
Число круче, чем π Число круче, чем π

На сегодняшний день нет области знаний, где бы число е не использовалось

Наука и жизнь
Семь очень древних звуков, которые удалось воссоздать ученым Семь очень древних звуков, которые удалось воссоздать ученым

Как «заговорили» тираннозавры, египетские мумии и кое-кто еще!

Maxim
Личное дело Натана Стругацкого Личное дело Натана Стругацкого

В архиве РНБ (бывшая Публичка) обнаружили личное дело Натана Стругацкого

Дилетант
Тайна темной энергии: раскрыта ли загадка самого большого резервуара энергии во Вселенной? Тайна темной энергии: раскрыта ли загадка самого большого резервуара энергии во Вселенной?

Раскрыта ли одна из самых волнующих тайн современной космологии?

Forbes
Каменные джунгли Каменные джунгли

Мальдивцы стараются спасти свои леса от глобального потепления, сажая кораллы

Вокруг света
Берингово море потеряло рекордное количество зимнего льда за последние 5,5 тысячи лет Берингово море потеряло рекордное количество зимнего льда за последние 5,5 тысячи лет

В течение следующих десятилетий, зимний лед может вообще полностью исчезнуть

N+1
Уральская гора Ямантау, которой еще с 1990-х опасаются американцы Уральская гора Ямантау, которой еще с 1990-х опасаются американцы

Российская гора с плохой международной репутацие

Maxim
12 очаровательных городков Греции 12 очаровательных городков Греции

Мы всегда торопимся на пляжи островов. Хотя могли бы гулять по милым улочкам

GQ
Резолюционное сознание Резолюционное сознание

Как Брежнев уклонялся от бюрократических головоломок

Огонёк
Нечеловеческий секс Нечеловеческий секс

Почему мы все еще занимаемся сексом по старинке – с живыми людьми?

Популярная механика
Balenciaga Balenciaga

Самая мрачная коллекция Balenciaga от Демны Гвасалии

Weekend
«Долина цветов» – парк с почти 500 видами цветов «Долина цветов» – парк с почти 500 видами цветов

В этом индийском месте настоящее изобилие флоры и фауны

National Geographic
Для тех, кто не любит погорячее: что делать при тепловом ударе Для тех, кто не любит погорячее: что делать при тепловом ударе

Иногда «мозги кипят» – это не просто фигуральное выражение

Cosmopolitan
Как открыть свой бизнес за месяц? 4 главных этапа Как открыть свой бизнес за месяц? 4 главных этапа

Как разумно использовать свое время, какие приоритеты расставить и с чего начать

Playboy
8 актеров, получивших «Оскар» за свою первую роль 8 актеров, получивших «Оскар» за свою первую роль

Вот кого ненавидит Ди Каприо!

Maxim
8 крутых машин, которые изменили мир 8 крутых машин, которые изменили мир

Восемь лучших машин из лучших, которые помогли изменить мир таким

Популярная механика
Нервничаешь после еды? 5 причин, с чем это может быть связано Нервничаешь после еды? 5 причин, с чем это может быть связано

Порой мы испытываем тревогу по непонятным причинам, например, после еды

Playboy
Верховный алгоритм Верховный алгоритм

Как машинное обучение изменит наш мир

kiozk originals
Нефтяные мухи – насекомые, личинки которых живут в сырой нефти Нефтяные мухи – насекомые, личинки которых живут в сырой нефти

Для них это приемлемо

National Geographic
Любимая дочь Григория Распутина: ссылка, цирк и кабаре Любимая дочь Григория Распутина: ссылка, цирк и кабаре

Жизнь Марии Распутиной ничуть не менее интересна, чем судьба ее знаменитого отца

Cosmopolitan
12 простых и эффективных упражнений для красивой осанки 12 простых и эффективных упражнений для красивой осанки

Комплекс упражнений, которые вернут красивую осанку

РБК
Интервью создателя CoinKeeper: зачем привлёк инвестиции на выход в Европу и почему учёт финансов — не только для бедных Интервью создателя CoinKeeper: зачем привлёк инвестиции на выход в Европу и почему учёт финансов — не только для бедных

Как CoinKeeper иногда принимают за криптосервис?

VC.RU
Открыть в приложении