Вы когда-нибудь задумывались над тем, почему Солнце светит круглый год, будь то зима, весна, лето или осень. Каждый день восходит оно на востоке, а заходит на западе. Правда, из-за туч на небе мы не всегда можем разглядеть его яркие лучики. Почему же тогда зимой брррр как холодно, во всяком случае у нас, в России, другие страны брать не будем. «Почему-почему? Может… зимой жаркое-прежаркое солнце становится холоднее? Или оно не стоит на месте, отдаляется зимой (вот и греет меньше), а потом возвращается обратно?» – начал придумывать гипотезы школьник из Волоконовки (районного центра Белгородской области) Павел Печинский. А вот и нет! Чтобы разгадать эту тайну, Павел решил провести своё расследование. Свою работу он так и назвал «Почему солнце зимой светит, но не греет?», и победил с ней на районном конкурсе «Я – исследователь».
Солнце в цифрах:
Возраст: более 4,5 млрд лет
Диаметр: 1 391 000 км (а это 109 диаметров Земли)
Расстояние до Земли: около 150 млн км
Солнечные лучи достигают Земли за: 8,2 минуты
Температура: в ядре – 15 млн С, на поверхности – около 5 тысяч С
«Солнце – самая важная для людей звезда, ведь без него не было бы жизни на Земле. Вокруг него вращаются планеты, их спутники и даже кометы и метеориты. Из всех планет больше всего повезло Земле. Она расположилась третьей по счёту, а главное на очень удачном расстоянии: находилась бы она чуточку ближе к нему – мы бы сгорели, чуть дальше – замёрзли бы в ледниках», – рассказал Паша.
Во вращении вокруг Солнца Паша и нашёл разгадку холодной зимы и тёплого лета.
«Земля и другие планеты Солнечной системы – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон – вращаются не только вокруг Солнца, но ещё и вокруг воображаемой оси, так называют линию, на Земле она проходит через Северный и Южный полюса нашей планеты. Из-за этих постоянных вращений и получается, что в разное время года Земля по-разному подставляет солнечным лучам свою поверхность, то один бок, то другой. Когда солнечные лучики падают на землю прямо, становится жарче. Но стоит им только падать на неё под углом, как они тут же греют её слабее», – поделился открытиями исследователь.
Самое жаркое место на нашей планете - экватор. На нём и зимой, и летом наклон солнечных лучей всегда одинаковый – они прямые. А прямые лучи быстро и сильно нагревают землю, вот там круглый год и стоит жара. Хорошенечко прогревшись за день, даже за ночь поверхность здесь остыть не успевает.
Чтобы понять, как это происходит, Паша проделал несколько экспериментов.
Земля + Солнце = …
Эксперимент 1
Нам понадобятся:
листы картона (белого и чёрного цвета)
два глобуса (или любых больших одинаковых шара, похожих на них)
вентилятор
настольные лампы
Снежное покрывальце
Что отличает зиму от других времён года? Конечно же, мороз и снежное покрывало, которым она укутывает землю. Воссоздадим (конечно же, о-очень примерно) кусочек зимы и лета прямо на наших столах.
Уложите рядышком два картонных листа: один белого цвета (это зимнее снежное покрывало) и чёрного (наверняка вы уже догадались, что это – не покрытая снегом земля). Остаётся только «включить» солнышко. И им станет настольная лампа. Включаем лампу, свет направляем прямо на листы и ждём минут 40. А теперь по очереди приложите руку к листам: белый почти совсем не нагрелся, а вот чёрный стал тёплым. Итак…
Тёмная поверхность, на которую попадают лучики света, нагревается в разы быстрее, чем такая же, но белая. Вот и получается, что летом солнечные лучи устремляются на тёмную землю (а она впитывает тепло!), а зимой – на белый снежок. Он и сам не нагревается, и спрятавшейся под ним почве не даёт. Светит-светит, а согреть никак не может, ведь снег мешает.
Эксперимент 2
Ветер-ветер, ты могуч…
…и, конечно же, гоняешь стаи туч. Но у нас будешь просто дуть на наши подопытные глобусы или шарики, похожие на них. Размещаем наши кругляши рядышком, направляем холодный ветер (то есть поток воздуха вентилятора) на один из них. Не забываем включить лампы над каждым из глобусов. И снова ждём 40 минут. Прикладываем руки к глобусам. Немудрено: глобус, который обдувал воздух, так и остался холодным.
Эксперимент 3
Солнышко над горизонтом
Возьмите два глобуса. Разместите своих подопытных прямо на столе, а над ними, как и в предыдущих экспериментах, – лампы. Только на этот раз пусть одна будет в 10 см под углом примерно в 30 градусов, а вторая на высоте 30 см, но под углом 90 градусов. Через 40 минут сравните температуру. Глобус, оказавшийся под лампой повыше и под прямым углом, нагрелся больше.
Зимой Солнце не поднимается так высоко над горизонтом, как летом. Чем ниже находится оно, тем ниже температура воздуха зимой. Получается, что солнечные лучи скользят вдоль поверхности земли, поэтому почва не нагревается и не даёт тепло.
В тёплое время года Солнце можно заметить высоко над горизонтом, вот Земля и получает больше тепла. Зимой меньше, ведь оно совсем низко над горизонтом.
Эксперимент 4
Короткий день
И снова «вооружайтесь» двумя глобусами и двумя лампами. Над одним лампа пусть посветит 10 минут, над другим – 40. Конечно же, вы уже и сами догадались без прикладывания рук, какой глобус теплее: бесспорно тот, над которым лампа горела дольше.
Воздух зимой не успевает прогреваться ещё и потому, что солнечных дней меньше. Да и морозной зимой световые дни становятся значительно короче (сами вспомните, как быстро вечерами темнеет, не то, что летом!). Вот и получается, что время, когда солнце освещает землю, уменьшается. Отсюда лучей попадает в разы меньше, а с ними и в разы меньше тепла.