Зміна пір року - Астрономія для - чайників
Зміна пір року
Пояснити студентам причину зміни на Землі пір року — це, мабуть, найскладніше завдання для будь-якого викладача астрономії. Хоч би як викладач намагався пояснити, що зміна пір року ніяк не пов'язана з тим, наскільки далеко Земля знаходиться від Сонця, багато чи навіть більшість студентів у це не вірять. Проведені опитування показали: навіть випускники Гарвардського університету думають, що літо — це коли Земля знаходиться найближче до Сонця, а зима — коли Земля далі від Сонця.
При цьому студенти забувають, що коли у Північній півкулі літо, у Південній півкулі — зима. І коли в Австралії літо, в Україні — зима. Але і Австралія, і Україна знаходяться на одній і тій же планеті Земля.
Справжня причина зміни пір року – це нахил земної осі (рис. 5.2). Вісь обертання, уявна лінія, що з'єднує північний і південний полюси Землі, не перпендикулярна до площини земної орбіти, якою вона рухається навколо Сонця. І відхилення осі перпендикуляра становить 23,5°. Вісь спрямована на північ у крапку серед зірок біля Полярної зірки. (Насправді, вісь повільно змінює свій напрямок і згодом вказуватиме не на Полярну, а на іншу зірку.)
Мал. 5.2. Зміна пір року
Нині Полярна зірка (тобто та, яку вказує північний полюс Землі) — це
Вісь Землі спрямована "вгору" крізь Північний полюс і "вниз" - крізь Південний. Коли Земля знаходиться на одній стороні своєї орбіти, вісь, спрямована "вгору", вказує теж приблизно у бік Сонця, оскільки опівдні у Північній півкулі Сонце знаходиться високо у небі. Через шість місяців вісь, спрямована "вгору", тепер буде вказувати на протилежний бік від Сонця. Насправді, вісь завжди спрямована в тому самомунапрямі в космосі, але тепер Земля знаходиться з протилежного боку від Сонця.
Літо приходить у Північну півкулю, коли вісь, спрямована через Північний полюс вгору, вказує приблизно у бік Сонця. У цій ситуації Сонце опівдні знаходиться вище над горизонтом, ніж у всі інші сезони року, тому воно краще висвітлює Північну півкулю і дає більше тепла. В цей же час вісь, що проходить вниз через Південний полюс, спрямована від Сонця, тому Сонце опівдні знаходиться нижче над горизонтом, ніж будь-якої іншої пори року, і гірше висвітлює Південну півкулю. В цей час в Австралії настає зима.
Влітку світлого часу доби більше, ніж узимку, тому що Сонце знаходиться вище за горизонтом. Тому йому потрібно більше часу, щоб спочатку піднятися на цю висоту, а потім спуститися. І оскільки день триває довше, у цю пору року тепліше.
У міру того, як Земля рухається по орбіті навколо Сонця, здається, що Сонце переміщається по небу по якомусь колі, яке називається екліптикою (про це говорилося в розділі 3). Площина екліптики нахилена до площини екватора точно під таким самим кутом, як вісь Землі - 23,5 °. З цього погляду визначимо такі поняття.
У Північній півкулі літнє сонцестояння посідає день, коли світлий час доби найбільше на рік. У цей день Сонце піднімається на найвищу точку над горизонтом, тому йому потрібно більше часу, щоб піднятися на цю висоту, а потім спуститися. Аналогічно, зимове сонцестояння у Північній півкулі припадає на день, коли світлий час доби найменший на рік.
Ну ось, мабуть, і все, що я хотів сказати про час і пори року.