Кажется, что ответ лежит на поверхности: летом Солнце ближе к Земле, вот и греет сильнее. Это одна из самых старых и живучих научных иллюзий. Но правда куда интереснее и не так очевидна. Если бы всё было так просто, то во всём мире лето и зима наступали бы одновременно. Но пока в июле в Москве жарко, в Сиднее — довольно прохладно.
Так в чём же секрет? Всё дело в наклоне земной оси.
Земля-маятник: Главный секрет времен года
Представьте, что Земля — это огромный волчок, вращающийся вокруг Солнца. Но она не стоит строго вертикально — она наклонена относительно плоскости своей орбиты примерно на 23,5 градуса. Этот наклон — наш главный «дирижёр погоды». Он остаётся неизменным в течение всего года, пока Земля путешествует по орбите.
Что это значит на практике?
- Лето (например, в Северном полушарии): Северное полушарие «наклонено» к Солнцу. Лучи светила падают на эту часть планеты более прямо, концентрированно. Они не «размазываются» по большой площади, а интенсивно прогревают земную поверхность. Кроме того, Солнце поднимается выше над горизонтом, а день становится значительно длиннее ночи. Больше времени на прогрев — выше температура.
- Зима (в Северном полушарии): В это же время Южное полушарие «отвёрнуто» от Солнца, и там царит лето. В Северном же полушарии солнечные лучи падают полого, по касательной. Та же порция солнечной энергии вынуждена прогревать гораздо большую площадь, поэтому её эффективность резко падает. Солнце низко стоит над горизонтом, дни короткие, а ночи длинные — тепла просто не успевает накопиться.
Наглядный пример: Возьмите фонарик и посветите прямо на стену. Вы получите яркое, концентрированное пятно света. Теперь наклоните фонарик — пятно станет больше, но тусклее. Так же и с солнечными лучами: прямо — жарко, полого — прохладно.
А что же расстояние до Солнца?
Вот здесь кроется самый изящный парадокс. Орбита Земли — не идеальный круг, а слегка вытянутый эллипс. И Земля находится ближе всего к Солнцу (в перигелии) как раз в январе, в разгар зимы в Северном полушарии. А дальше всего (в афелии) — в июле, когда у нас лето.
Выходит, зимой мы ближе к источнику тепла, но это никак не спасает нас от морозов. Почему? Потому что разница в расстоянии (около 5 миллионов километров) слишком незначительна по сравнению с общей дистанцией до Солнца (около 150 миллионов км), чтобы перевесить эффект от наклона земной оси.
Интересные последствия земного наклона
- Феномен «белых ночей» и полярных суток. За Полярным кругом летом Солнце вообще не опускается за горизонт несколько недель. Это происходит потому, что из-за сильного наклона ось Северного полюса постоянно направлена к Солнцу, и оно не уходит из зоны видимости. Зимой же, наоборот, наступает полярная ночь.
- Разная высота Солнца. Вы никогда не задумывались, почему зимнее солнце кажется «ленивым» и едва поднимается над горизонтом? А летом оно «палит» с самого зенита? Всё тот же наклон оси.
- Зеркальность сезонов. Пока мы строим снеговиков, жители Австралии загорают на пляже. Наши зимы — их лето, и наоборот.
Так что в следующий раз, глядя на летнее солнце или на зимний снегопад, вспомните об этом грандиозном космическом балете. Не расстояние, а именно элегантный наклон в 23,5 градуса — вот истинный виновник нашей радости от летнего тепла и зимнего уюта. Это тонкое равновесие, которое делает нашу планету такой разнообразной и пригодной для жизни.