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

Стрельба втемную Стрельба втемную

Эта история российского стрелка Влада Лобаева началась с ролика на Youtube

Популярная механика
Пес с тобой Пес с тобой

Лучший друг человека может быть и лучшим фитнес-тренером

GQ
Жизнь в кислотных облаках Жизнь в кислотных облаках

Как могла бы выглядеть венерианская жизнь?

Наука и жизнь
Команда соперников Команда соперников

Политический гений Авраама Линкольна

kiozk originals
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Правила жизни Вернера Херцога Правила жизни Вернера Херцога

Правила жизни немецкого кинорежиссера Вернера Херцога

Esquire
Курултай для своих, деспотия для чужих Курултай для своих, деспотия для чужих

В Орде русские князья считались бесправными вассалами

Дилетант
Спроси маму Спроси маму

Как общаться с клиентами и подтвердить правоту своей бизнес-идеи?

kiozk originals
Вместо соли Вместо соли

В последнее время ценность соли в глазах человечества сильно упала

Наука и жизнь
10 лучших детективов Агаты Кристи 10 лучших детективов Агаты Кристи

Романы, за которые мы так любим Агату Кристи

Maxim
Почему у дятла не болит голова? Почему у дятла не болит голова?

Как дятлы долбят по дереву со скоростью 7 метров в секунду без травм

Наука и жизнь
Как объяснить детям, что с деньгами сейчас туго Как объяснить детям, что с деньгами сейчас туго

Надо ли детям знать о том, что финансовые обстоятельства изменились?

Psychologies
Сайгачьи будни Сайгачьи будни

В России можно наблюдать весь цикл жизни степной антилопы

Наука и жизнь
Искусственный интеллект написал статью о безопасности ИИ Искусственный интеллект написал статью о безопасности ИИ

Может ли искусственный интеллект писать тексты

Популярная механика
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Королев против Королева Королев против Королева

Вадик Королев: зачем драться, если можно петь и танцевать

Собака.ru
На «Балтике» в ООН На «Балтике» в ООН

Рейс этого судна вошел не только в российскую, но и мировую политическую историю

Дилетант
Как платить смартфоном вместо карты? Как платить смартфоном вместо карты?

Как использовать свой смартфон для оплаты в магазинах

CHIP
Гёттинген на берегах Невы: Бесподобный учитель Пауль Эренфест Гёттинген на берегах Невы: Бесподобный учитель Пауль Эренфест

Кто такой Пауль Эренфест и что он сделал для физики?

Наука и жизнь
Без слез не взглянешь Без слез не взглянешь

Что делать, если дочь выбрала явно «не того» парня?

Лиза
Личное дело Натана Стругацкого Личное дело Натана Стругацкого

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

Дилетант
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
9 лучших автомаршрутов для путешествия по Великобритании и Ирландии 9 лучших автомаршрутов для путешествия по Великобритании и Ирландии

Великобритания – страна с одними из самых живописных пейзажей в мире

GQ
10 лучших кинофильмов по книгам Агаты Кристи 10 лучших кинофильмов по книгам Агаты Кристи

Эти экранизации романов Агаты Кристи ты точно должен увидеть

Maxim
9 самых популярных памятников архитектуры, которые поначалу считали уродливыми 9 самых популярных памятников архитектуры, которые поначалу считали уродливыми

Оказывается, когда-то признанные архитектурные памятники подвергались гонениям

Maxim
Мифология Мифология

Бессмертные истории о богах и героях

kiozk originals
Российские политики, которых номинировали на Нобелевскую премию мира Российские политики, которых номинировали на Нобелевскую премию мира

Кто из отечественных политиков был номинирован на Нобелевскую премию мира

РБК
Карантинный спорт, опыт редакции: как в Подмосковье прошла гонка крейсерских парусных яхт Карантинный спорт, опыт редакции: как в Подмосковье прошла гонка крейсерских парусных яхт

Марина Дульнева поучаствовала в регате, и поняла, как чувствует себя матрос

Esquire
«За несколько лет соцсети полностью переучили нас»: как вернуть внимание и работоспособность, которую отняли смартфоны «За несколько лет соцсети полностью переучили нас»: как вернуть внимание и работоспособность, которую отняли смартфоны

Выжимка подкаста The Supehuman Academy с Кэлом Ньюпортом

VC.RU
Социальные нормы и гендерное насилие: как они связаны? Социальные нормы и гендерное насилие: как они связаны?

Мужчина должен быть сильным и агрессивным, а женщина — покорной и терпеливой?

Psychologies
Открыть в приложении