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
«Долой Баффета, теперь я ваш папа!»: почему финтех-стартап Robinhood может стать дорогой в никуда для миллионов инвесторов «Долой Баффета, теперь я ваш папа!»: почему финтех-стартап Robinhood может стать дорогой в никуда для миллионов инвесторов

Стартап Robinhood уже привлек на фондовый рынок миллионы непрофессионалов

Forbes
Зимовье людей Зимовье людей

Как живут российские деревни и поселки, отрезанные от большой земли

Популярная механика
Процесс над салемскими ведьмами: 150 обвиненных, 19 повешенных Процесс над салемскими ведьмами: 150 обвиненных, 19 повешенных

22 сентября 1692 года были казнены последние восемь «ведьм»

Maxim
Следствие на крови Следствие на крови

Каким пыткам подвергался сын Петра I

Дилетант
12 способов жить по средствам 12 способов жить по средствам

Cервисы для контроля расходов

Cosmopolitan
Жуки-навозники: 70 миллионов лет эволюции Жуки-навозники: 70 миллионов лет эволюции

Деятельность жуков-навозников имеет воистину планетарное значение

Наука и жизнь
В ожидании зла. Зачем смотреть фильм «Ассистентка», отсылающий к скандалам #metoo В ожидании зла. Зачем смотреть фильм «Ассистентка», отсылающий к скандалам #metoo

Почему стоит посмотреть минималистичную картину, отсылающую к скандалам #metoo

Forbes
Сайгачьи будни Сайгачьи будни

В России можно наблюдать весь цикл жизни степной антилопы

Наука и жизнь
Кто наследил? Кто наследил?

Разбираемся, что такое биомаркеры, как их ищут, и что они могут значить

N+1
Драма 1921 года Драма 1921 года

Страшные подробности царь-голода в Советской России 1921 года

Дилетант
Mercedes-Benz рассекретил новый флагманский седан Mercedes-Benz рассекретил новый флагманский седан

Mercedes-Benz презентовал седан S-класса седьмого поколения

Популярная механика
Вместо соли Вместо соли

В последнее время ценность соли в глазах человечества сильно упала

Наука и жизнь
Паста по правилам Паста по правилам

Паста – не гарнир, а полноценное блюдо. Как его приготовить полезным и вкусным?

Худеем правильно
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
Что такое эффект Манделы и 10 лучших его примеров Что такое эффект Манделы и 10 лучших его примеров

Все ли события, которые ты помнишь, происходили в реальной жизни?

Maxim
Конец Бонапарта Конец Бонапарта

Наполеон встретил смерть так же хладнокровно, как вражеские ядра и пули

Дилетант
Гормоны стресса — виновники лишнего веса! Как «приручить» кортизол и адреналин? Гормоны стресса — виновники лишнего веса! Как «приручить» кортизол и адреналин?

Как работают гормоны стресса и как сохранить здоровье и красоту?

Cosmopolitan
Занимательная критика Занимательная критика

Остатки древней цивилизации: встреча с настоящими минойцами на острове Крит

Вокруг света
Чтение выходного дня: отрывок из резонансного романа «Американская грязь» о жизни мигрантов в эпоху Дональда Трампа Чтение выходного дня: отрывок из резонансного романа «Американская грязь» о жизни мигрантов в эпоху Дональда Трампа

Отрывок из книги о мигрантах, заставившей спорить всю Америку

Esquire
Охота на Лисовую Охота на Лисовую

Мария Лисовая олицетворяет красоту землян в блокбастере «Вратарь Галактики»

Maxim
На драйве На драйве

Гонки и адреналин на съемочной площадке спортивной драмы «Мастер»

OK!
Измеряйте самое важное Измеряйте самое важное

Как Google, Intel и другие компании добиваются роста с помощью OKR

kiozk originals
История одной песни: американский шансон «Tie a Yellow Ribbon…», 1973 История одной песни: американский шансон «Tie a Yellow Ribbon…», 1973

Песня Тони Орландо для американцев звучала как блатняк

Maxim
Почему чешется «там»? 8 основных причин и способы решения проблемы Почему чешется «там»? 8 основных причин и способы решения проблемы

От того, что ты без конца лезешь «туда» почесать, легче не станет

Playboy
Прожекторперисхилтон: история Пэрис Хилтон и феномен современной селебрити-культуры Прожекторперисхилтон: история Пэрис Хилтон и феномен современной селебрити-культуры

Как Пэрис Хилтон повлияла на современную культуру и культ потребления?

Esquire
6 опасностей психотерапии «Инстаграме» 6 опасностей психотерапии «Инстаграме»

Может ли социальная сеть заменить полноценную психотерапию?

Psychologies
Мастер перевоплощений: такой разный Джуд Лоу Мастер перевоплощений: такой разный Джуд Лоу

От обаятельного вдовца до Папы Римского: Джуду Лоу подвластна любая роль

Cosmopolitan
Как правильно организовать рабочее место Как правильно организовать рабочее место

Правильная организация рабочего места повышает продуктивность

Cosmopolitan
Физика стенопа: удивительные факты о фотоаппарате из мусора Физика стенопа: удивительные факты о фотоаппарате из мусора

Самое интересное о необычном аппарате, созданном из мусора и науки

Популярная механика
Открыть в приложении