Эллиптическая орбита Земли
Орбита Земли вокруг Солнца не является идеально круглой, а представляет собой эллипс. Это значит, что в течение года расстояние между Землей и Солнцем постоянно меняется.
- Перигелий — точка на орбите, в которой Земля находится ближе всего к Солнцу. Это происходит около 3–5 января, когда расстояние между Солнцем и Землей составляет примерно 147 миллионов километров.
- Афелий — точка на орбите, в которой Земля дальше всего от Солнца. Это случается около 4–6 июля, когда расстояние увеличивается до 152 миллионов километров.
Разница между этими точками составляет около 5 миллионов километров, что примерно равно 3% от среднего расстояния Земли до Солнца (150 миллионов километров).
Таким образом, летом (примерно в июле) наша планета удаляется от Солнца, а зимой (в январе) приближается к нему.
Почему расстояние не влияет на смену сезонов?
Может показаться, что чем ближе Земля к Солнцу, тем теплее, а чем дальше — тем холоднее. Но это заблуждение. На самом деле, смена сезонов на Земле определяется не расстоянием до Солнца, а наклоном оси вращения Земли.
Наклон оси вращения Земли
Ось вращения Земли наклонена под углом примерно 23,5° относительно плоскости её орбиты вокруг Солнца. Этот наклон означает, что в разные времена года разные полушария Земли получают разное количество солнечного света:
- Летом в северном полушарии ось Земли наклонена к Солнцу. Это приводит к тому, что солнечные лучи падают на северное полушарие под более прямым углом, а дни становятся длиннее. В результате температура повышается.
- Зимой в северном полушарии ось Земли наклонена от Солнца, солнечные лучи падают под более острым углом, а дни становятся короче. Это приводит к снижению температуры.
В южном полушарии всё происходит наоборот: когда в северном полушарии лето, в южном — зима, и наоборот.
Почему Земля ближе к Солнцу зимой?
Теперь, когда мы знаем, что сезоны зависят от наклона оси Земли, а не от расстояния до Солнца, давайте разберем, почему Земля находится ближе к Солнцу именно зимой (в северном полушарии).
- Эллиптическая орбита
Орбита Земли описывается законами Кеплера, согласно которым:
Планеты движутся по эллиптической орбите с Солнцем в одном из фокусов.
Скорость движения планеты по орбите меняется: она двигается быстрее, когда ближе к Солнцу, и медленнее, когда дальше.
Земля достигает перигелия (ближайшей точки к Солнцу) в январе, а афелия (дальнейшей точки) — в июле. Это связано с гравитационными законами, а не с особенностями климата.
- Географическое распределение континентов
Интересно, что география Земли также играет роль. Большая часть суши находится в северном полушарии, а океанов — в южном. Вода имеет более высокую теплоёмкость, чем суша, то есть она медленнее нагревается и медленнее охлаждается.
- Летом в северном полушарии суша быстро нагревается, создавая тёплую погоду.
- Зимой в северном полушарии океаны в южном полушарии компенсируют близость Земли к Солнцу, сглаживая температурные колебания.
Влияние расстояния до Солнца на климат
Несмотря на то, что сезоны зависят от наклона оси, расстояние до Солнца тоже оказывает небольшое влияние. Когда Земля ближе к Солнцу (зимой в северном полушарии), она получает примерно на 7% больше солнечного излучения, чем в афелии (летом).
Однако это увеличение энергии распределяется по всей поверхности планеты и не оказывает значительного влияния на температуру, особенно в северном полушарии, где климат определяется сушей. Южное полушарие, наоборот, испытывает более мягкие зимы благодаря океанам.
Почему важно понимать эту особенность?
Понимание того, что смена сезонов зависит от наклона оси вращения Земли, а не от расстояния до Солнца, помогает объяснить многие климатические и астрономические явления.
- Это подчёркивает важность наклона оси как ключевого фактора, влияющего на погоду и климат.
- Эллиптическая орбита Земли и её взаимодействие с Солнцем также играют роль, хотя и второстепенную.
Хотя Земля находится ближе к Солнцу зимой и дальше летом, смена сезонов определяется наклоном оси вращения планеты. Благодаря этому в северном полушарии тёплое лето приходится на момент, когда Земля удалена от Солнца, а холодная зима — на момент её максимального приближения. Это ещё раз доказывает, насколько сложным и интересным является устройство нашей планеты и её взаимодействие с Солнцем.