Как скучно было бы жить, если бы на смену морозной зиме не наступала бы юная и нежная весна, ее не сменяло бы лето с отпусками и свежими фруктами и овощами, а бархатная осень вообще любима многими людьми за ее спокойствие и красоту. Мы принимаем все времена года, радуемся им, и редко задумываемся, а почему происходит смена времен года. Это, оказывается, сложное природное явление, основанное на расположении планет – Солнца и Земли.
Годовой круг Земли
Если говорить о смене дня и ночи, то здесь понять намного легче. Повернулась Земля к Солнцу вашим городом, у вас день, отвернулась, смотрите вы в темный космос – у вас ночь. Обращается вокруг своей оси Земля за 24 часа. Причина смены времен года в том, что, кроме этого вращения, Земля совершает круговой путь вокруг Солнца. Проходит она этот круг за 365 дней и 6 часов, этот временной отрезок называется год. За 4 года накапливается 4 раза по 6 часов, и в календаре появляется високосный год, в котором 366 дней.
Как происходит смена времен года
Все дело в том, что Земля находится на орбите Солнца не прямо, а под наклоном, ось Земли и орбита Солнца образуют угол 23 градуса 27 минут. И получается, то одно полушарие всегда к Солнцу ближе, а второе дальше. Поэтому на одном лето, а на втором зима. Надо отметить, что для того, чтобы наступило лето, надо чтобы лучи Солнца попадали на Землю под прямым углом. Когда Земля поворачивается к Солнцу под наклоном по касательной, получается, что до южного и северного полушарий расстояние одинаковое, тогда наступает весна и осень. В году есть два дня, когда день равен ночи, и в северном и южном полушарии эти части суток сравниваются. Это происходит приблизительно 23 сентября и 21 марта. На экваторе всегда лето, потому что расстояние до солнца здесь не меняется, лучи всегда прямые, они и обеспечивают жару. Есть места, где всегда зима по той же самой причине. Солнечные лучи очень редко попадают на полюсы Земли под прямым углом, только по касательной. А, как мы знаем, скользящие лучи лед растопить не могут, они только освещают Землю. Стабильным всегда остается только одно – наклон оси Земли, она всегда направлена на Полярную звезду, которая указывает всегда на север.
Модель Земли и Солнца
Чтобы лучше понять, как происходит смена времен года, можно самостоятельно сделать модель Земли и Солнца. Возьмите настольную лампу и поставьте ее в центр стола. Теперь возьмите старый мяч, проткните его обычной вязальной спицей строго по центру. Так мы наглядно обозначили ось Земли. Наклоните ось примерно на 23-25 градусов, не дергайте рукой и не меняйте направление оси. Более освещенная половина шара сверху? Значит, там сейчас лето. Теперь вращайте мяч, передвиньте его на 90 градусов. Половина, ранее яркая, стала освещенной наравне со второй половиной. Следовательно, здесь наступила осень. Теперь двигайте еще на 90 градусов, наша половина мяча стала затемненной. Здесь теперь зима, лучи лампы попадают на нее только вскользь. Через следующие 90 градусов наша половинка будет освещена чуть ярче, и, вернувшись к прежнему положению, она опять станет самой светлой. Это прошел целый год!
Первопричина всего
Так устроен окружающий мир, смена времен года – это гениальная придумка природы, Вселенной. Именно она обеспечивает равновесие в пространстве, заставляет не только меняться времена года, но и циркулировать воду на планете, извергаться вулканы, перемещаться течения в океане. Все на Земле происходит именно благодаря этому, а именно – силам, обеспечивающим взаимодействие между планетами, а в нашем случае между Землей и Солнцем.
Почему происходит смена времен года? Древние мыслители и астрономы Греции полагали, что смена времен года объясняется мистическими причинами, никак не связанными с движением планет в Солнечной системе.
Более того, для них вся остальная вселенная находилась в движении вокруг нашей планеты, а сама Земля оставалась неподвижной. Подобная модель сохранилась и в эпоху Средневековья, по религиозным соображениям.
Николай Коперник совершил переворот, доказав, что Земля и прочие планеты движутся вокруг Солнца, а, как мы увидим, именно этим движением объясняется смена времен года.
Движение вокруг Солнца — вот ответ на вопрос
Земля со спутника Электро-Л. На видео показано как менялась Земля с 1 января по 31 декабря 2012 года.
Наша планета имеет два постоянных движения: она движется вокруг своей оси, а так же оборачивается вокруг Солнца. Первым движением объясняется смена дня и ночи — один полный оборот происходит за 24 часа, мы называем это сутками. Второе движение является непосредственной причиной смены времен года.
Ось планеты находится под непрямым углом к падающим на нее солнечным лучам, если бы было иначе — смена времен года никогда бы не происходила, ночь и день всегда были бы одинаковыми и длились по 12 часов, как на экваторе, так и в Лондоне, и в заполярье.
Однако, ось наклонена по отношению к солнечным лучам и не составляет с ними прямого угла, поэтому в течении полугода северное полушарие получает большую часть солнечного тепла, предоставляя солнечным лучам большую поверхность, чем южное. То же самое происходит с южным полушарием в течении другой половины года.
Почему на Юге теплее круглый год
Поскольку во время движения по своей орбите Земля находится на разных расстояниях по отношению к Солнцу — лето в южном полушарии теплее, чем лето в северном. Это объясняется тем, что во момент, когда расстояние между Землей и Солнцем является минимальным — именно Южное полушарие находится ближе к Солнцу, чем северное.
Конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.
Смена времен года, смонтирована на основе изображений геостационарного спутника METEOSAT-9, полученных в период с 21 декабря 2010 по 20 сентября 2011 года.
Заключение
Итак, смена времен года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это непрямой угол между земной орбитой и солнечными лучами. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.
Однако возникает вопрос: какое время года было бы в таком случае на Земле — вечная зима или вечное лето? Ответ: ни то, ни другое. Дело в том, что если бы земная ось не была бы наклонена — на экваторе, куда лучи падают под прямым углом, было бы вечное лето, а чем дальше от экватора — тем холоднее. Если же наша планета не двигалась бы вокруг Солнца, но ось была бы так же наклонена по отношению к солнечным лучам — в одном из полушарий было вечное лето, а в другом зима, в зависимости от расположения Земли относительно Солнца.
Еще в детстве мы замечаем, что природа вокруг нас непрерывно меняется. То на дворе жарко и солнечно, буйствует зелень и мы знаем, что это — лето. Но вот проходит месяц, другой и становится прохладнее, начинают падать листья, моросят дожди. Это — осень. Вслед за осенью приходит снежная зима, которая, в свою очередь, сменяется весной, когда тает снег и бегут ручьи. А потом вновь наступает лето. Почему же происходит смена времен года? Давайте попробуем разобраться.
Наша планета Земля, которая имеет форму шара, вращается вокруг звезды под названием Солнце. Полный оборот вокруг Солнца Земля делает ровно за один год. При этом Земля еще и вращается вокруг своей оси, делая один оборот в сутки. Именно за счет вращения вокруг своей оси на Земле происходит смена дня и ночи.
Точки, через которые проходит ось вращения Земли, называются полюсами. В Северном полушарии такая точка называется Северный полюс и находится он в Северном Ледовитом океане, а в Южном полушарии есть Южный полюс, который находится на материке под названием Антарктида.
Астрономы давно выяснили, что земная ось наклонена по отношению к плоскости, в которой Земля вращается вокруг Солнца. За счет этого наклона земной оси в разные времена года высота восхода Солнца над горизонтом разная. Например, летом Северное полушарие наклонено в сторону Солнца и можно заметить, что в полдень Солнце находится высоко над головой, почти в зените. При этом Солнце настолько хорошо прогревает поверхность Северного полушария, что там наступает лето и вся природа расцветает. Летом день очень длинный, а ночь короткая. А в областях, близких к Северному полюсу Солнце летом вообще не заходит за горизонт и там наступает полярный день.
Когда же Земля сделает еще полоборота вокруг Солнца, Северное полушарие будет наклонено в сторону, обратную от Солнца, и наступит зима. Солнце будет подниматься над горизонтом совсем невысоко. День станет коротким, а ночь — длинной. За счет короткого светового дня и низкой высоты Солнца над горизонтом поверхность Северного полушария прогревается плохо и наступает зима. В приполярных областях зимой наступает полярная ночь, когда Солнце вообще не поднимается из-за горизонта.
В Южном полушарии все происходит с точностью до наоборот — в июне, июле, августе там зима и идет снег, а в декабре, январе, феврале наступает летняя пора.
В промежуточных положениях Земли между «зимним» и «летним», когда Северный и Южный полюса одинаково удалены от Солнца, наступают, в зависимости от полушария, весенний или осенний периоды. Осенью и весной есть два особенных дня, когда день равен ночи. Такие дни называются днями равноденствия.
Подойдите на улице к любому встречному и попросите показать, в каком направлении вращается Земля. Вопрос очень простой, но многие люди ответят на него неправильно. И все потому, что они никогда не пытались понять, что происходит с движением Земли на самом деле.
Вряд ли сейчас найдется человек, который не знает о вращении Земли. встает , а садится на , вращение Земли и обеспечивает смену дня и ночи. Понять это очень просто с помощью глобуса и настольной лампы, имитирующей – при вращении глобуса его участки будут попеременно уходить в тень и снова выходить к свету.
Если вы находитесь в России, то есть в , и будете следить за движением Солнца, то вы увидите, что для вас оно движется слева направо (если вы стоите к нему лицом). Но это движение Солнца иллюзорно, на самом деле вращается Земля – в сторону, противоположную видимому движению Солнца. Если бы вы находились в южном полушарии и тоже следили за Солнцем, стоя к нему лицом, то для вас оно бы двигалось справа налево.
А что определяет смену времен года? Сочетание двух факторов: движения Земли вокруг Солнца и наклона земной оси по отношению к нему на 23,4º. Не будь земная ось наклонена, не было бы и смены времен года. Именно наклон земной оси приводит к тому, что Солнце попеременно сильнее прогревает то южное полушарие Земли, то северное. Когда в северном полушарии наступает лето, в южном начинается зима. Но пройдет полгода, и все изменится – Солнце начнет сильнее прогревать южное полушарие, там настанет лето. В северном же воцарится зима.
Наклон земной оси приводит и к тому, что длительность дня и ночи в разных частях мира неодинакова и меняется по мере движения Земли вокруг Солнца. Неизменна она лишь на экваторе и полюсах: на экваторе день и ночь в любое время года равны двенадцати часам, на полюсах день и ночь всегда длятся по полгода. Для остальных территорий длительность дня и ночи плавно меняется от летнего солнцестояния 21 июня, когда день максимален, а ночь наиболее коротка, до зимнего солнцестояния 21 декабря, когда день очень короток, а ночь самая продолжительная.
Видео по теме
Связанная статья
Источники:
- как происходит смена дня ночи
С давних времен люди пытались понять и объяснить различные природные явления – почему идет дождь, отчего день сменяется ночью, почему происходит смена времен года. Но еще и сейчас некоторые люди думают, что смена сезонов обусловлена удаленностью Земли от Солнца. На самом деле это не так.
Инструкция
Земная ось – воображаемая линия, соединяющая Северный и Южный полюс. Она имеет определенный угол наклона к плоскости орбиты (плоскости эклиптики) . Угол наклона оси - величина постоянная и составляет 23,5 градуса. Земная ось неизменно направлена в одну точку – на Полярную звезду. Именно наличием угла наклона оси планеты к плоскости ее орбиты и обусловлена смена года.
Благодаря угла наклона земной оси к плоскости эклиптики, одни и те же части земной поверхности в разное время ее движения по орбите освещаются солнцем по-разному, то есть получают разное количество тепла и света.
Часть года повернута к Солнцу Северным полюсом, другую часть года – Южным. То есть, часть года Северное полушарие получает большее количество тепла и света и сильнее нагревается. На территории расположенной к северу от экватора весна и лето приходят на смену зимним холодам. Южное полушарие в это время скрыто от прямых солнечных лучей. Солнечные лучи «скользящие» по поверхности Земли несут мало тепла и к югу от экватора наступает осень и зима.
Поскольку угол наклона земной оси не меняется, то при дальнейшем движении планеты по орбите (то есть другую часть года) наклоненным к Солнцу оказывается Южный полюс. Южное полушарие получает больше тепла и света, к югу от экватора приходит весна. Северное полушарие, получая меньше солнечного света, постепенно остывает. К северу от экватора – зима.
Экваториальная зона Земли постоянно находится под прямыми солнечными лучами поэтому на экваторе смены времен года не происходит.
Видео по теме
Источники:
- как происходит смена времени года
Люди с нетерпением ждут лета, планируют отпуск, представляют, как будут проводить теплые летние деньги, однако это время года имеет свои минусы и может считаться опасным.
Инструкция
Мошки и комары летом буквально преследуют нас. Конечно, от укуса комара еще никто особо не пострадал, а вот укусы мошек могут навредить организму. Не всегда большой укус маленького насекомого оказывается безопасным, иногда он может принести с собой нарушение циркуляции крови (это все зависит от организма человека), особенно опасны укусы около глаз, здесь рекомендуется немедленно обращаться к врачу. К подобным опасностям можно отнести ос, шмелей, всем известных клещей и прочих подобных насекомых.
Мы все видим, что времена года меняются: летом мы загораем и плаваем в открытых природных водоемах, собираем луговые цветы, сидим у костра; осенью восхищаемся разноцветной красотой леса; зимой катаемся на санках и на лыжах, а весной радуемся теплому солнышку и наблюдаем, как быстро лопаются почки на деревьях и превращаются в зеленый наряд. Но почему происходит смена времен года?
Главная причина смены времен года – наклон оси вращения Земли.
Но сначала давайте поговорим о том, что означает термин «времена года». Это четыре периода, на которые условно поделен год. Обратите внимание на слово «условно».
В астрономии различают:
1) Календарные времена года , которые приняты в большинстве стран мира – деление года на четыре сезона по три месяца в каждом. Вот здесь как раз понятно, что деление это условно, т.к. календарная дата наступления зимы (или другого времени года) может не совпадать с реальной погодой.
2) Астрономические времена года – отсчитываются от точек солнцестояния (лето/зима) и равноденствия (весна/осень).
Давайте разберемся, что такое «точки солнцестояния» и «равноденствия». 
Солнцестояние
– это момент прохождения Солнца через точки эклиптики (большого круга небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), наиболее удаленные от экватора небесной сферы. 
– это момент, когда центр Солнца в своём видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор.
3) Фенология (система знаний о сезонных явлениях природы), используя понятие «сезон», определяет длительность и сроки начала каждого климатического времени года в соответствии с природными условиями. Сезон отличается характерными для него погодными условиями и температурой.
Итак, смена времен года объясняется: годичным обращением Земли вокруг Солнца, наклоном оси вращения Земли относительно орбиты и эллиптичностью орбиты .
Календарные времена года
В большинстве стран Северного полушария приняты следующие даты времен года:
- весна - 1 марта-31 мая (март, апрель, май);
- лето - 1 июня-31 август (июнь, июль, август);
- осень - 1 сентября-30 ноября (сентябрь, октябрь, ноябрь);
- зима - 1 декабря-28 (29) февраля (декабрь, январь, февраль).
Напомним, что в Северном полушарии (к северу от экватора) находятся континенты и страны: Азия (умеренный климат), Европа, Северная Америка, маленькая часть Южной Америки (севернее Экватора), около ⅔ Африки, севернее реки Конго (Алжир, Бенин, Буркина-Фасо, Гамбия, Гана, Гвинея-Бисау, Джибути, Египет, Западная Сахара, Кабо-Верде, Камерун, Кения, Кот-д"Ивуар, Либерия, Ливия, Мавритания, Мали, Марокко, Нигер, Нигерия, Сенегал, Сомали, Судан, Сьерра-Леоне, Того, Тунис, Уганда, Центральноафриканская Республика, Чад, Экваториальная Гвинея, Эритрея, Эфиопия, Южный Судан), страны северной Океании, расположенные в Северном полушарии: Маршалловы острова, Микронезия, Палау, страны Южной Америки, расположенные в Северном полушарии : Венесуэла, Гайана, Колумбия, Суринам, Французская Гвиана.
В Южном полушарии другие даты времен года:
- весна - 1 сентября-30 ноября;
- лето - 1 декабря-28 (29) февраля;
- осень - 1 марта-31 мая;
- зима- 1 июня-31 августа.
В Южном полушарии (к югу от экватора) находятся континенты и страны:
Азия (полностью), Восточный Тимор (большей частью), Индонезия, Африка (Ангола, Ботсвана, Бурунди, Замбия, Зимбабве, Коморские Острова, Лесото, Мадагаскар, Маврикий, Малави, Мозамбик, Намибия, Руанда, Свазиленд, Сейшельские острова, Танзания, ЮАР), большей частью Габон, Демократическая Республика Конго, Республика Конго, частично Кения, Сан-Томе и Принсипи, Сомали, Уганда, Экваториальная Гвинея, Океания (Австралия, Вануату, Науру, Новая Зеландия, Папуа-Новая Гвинея, Самоа, Соломоновы Острова, Тонга, Тувалу, Фиджи, большей частью Кирибати). Южная Америка (Аргентина, Боливия, Парагвай, Перу, Уругвай, Чили, большей частью Бразилия, Эквадор, частично Колумбия.
Астрономические времена года
Как мы уже говорили, основной причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики. Если бы ось Земли не была наклонена, то продолжительность дня и ночи в любом месте Земли была бы одинакова, а днем солнце поднималось бы над горизонтом на одну и ту же высоту в течение всего года. И тогда никаких изменений времен года не происходило бы. Но ось Земли образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Наглядно это видно на данной схеме.
Астрономически времена года отсчитываются от точек летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния и весеннего равноденствия. В году две точки равноденствия, когда солнце переходит из одной точки полушария в другую: из Северного полушария - в Южное, и наоборот. Весеннее и осеннее равноденствие являются переходной точкой от одного времени года к другому. В эти дни восход солнца начинается почти ровно на востоке, а заход почти строго на западе.
Промежуток между равноденствиями составляет полгода, а целый год принято считать тропическим годом , он продолжается 365,2422 суток. По Юлианскому календарю, в году 365¼ суток. Поэтому каждый следующий год продвигается на 6 часов вперед, а каждый четвертый год является високосным годом , где добавляется на сутки больше, которые приходятся на 29 февраля. Таким образом, каждые четыре года дополнительный день возвращает равноденствие на начало прежнего числа.
Периоды равноденствий:
- Весеннее равноденствие - 20 - 21 марта. Солнце переходит из Южного полушария в Северное.
- Осеннее равноденствие - 22 - 23 сентября. Солнце переходит из Северного полушария в Южное.
С 20 (21) марта до 22 (23) сентября из-за наклона земной оси Северное полушарие обращено к Солнцу бо́льшую часть суток, поэтому там больше тепла и света, чем в Южном, где в это время зима. Летом дни становятся длиннее, а положение Солнца - выше. Через полгода Земля переходит на противоположную точку своей орбиты. Наклон оси остаётся таким же, но теперь Южное полушарие оказывается обращённым к Солнцу большую часть суток, дни становятся длиннее и теплее. В Северном полушарии в это время наступает зима.
Но на время года влияет также и эллиптическая форма орбиты: времена года имеют разную продолжительность. В течение года планета Земля то приближается к Солнцу, то отдаляется от него, именно поэтому на разных континентах земного шара времена года отличаются продолжительностью.
Например, в Северном полушарии лето длиннее - 93,6 суток (а в Южном 89 суток), осень - 89,8 суток (а в Южном она длиннее - 92,8 суток). Зима – 89 суток (а в Южном - 93,6), весна - 92,8 суток (в Южном - 89,8).
Климатические времена года
Время равноденствия и солнцестояния должны быть серединой соответствующих сезонов. Но климатические сезоны относительно астрономических задерживаются из-за многих факторов, т.к. физические особенности земли и воды различны в определенных местах планеты.
- В экваториальном поясе (географический пояс Земли, расположенный по обе стороны от экватора) зимой и летом идут сильные дожди, а весна и осень относительно засушливы. Для этой территории характерны пассаты (ветры, дующие между тропиками круглый год. В Индийском океане они превращаются в муссоны - ветры, периодически меняющие свое направление: летом дуют с океана, зимой с суши.
- В тропическом поясе холодным временем года является сезон дождей, жарким - засушливый сезон. Однако в пустынях дожди могут не выпадать и в холодное время года.
- В умеренном поясе (Западная Европа, атлантическое побережье Северной Америки) основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы. В холодное время на части территории выпадает снег. Весна и лето характеризуются эпизодическими дождями с циклонами (атмосферные вихри огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре). В зоне умеренно-континентального и континентального климата (Восточная Европа, Южная Сибирь) самыми влажными оказываются летние месяцы, а осень и зима суше. В зоне муссонного климата (Дальний Восток) осадки чаще выпадают летом в виде сильных ливней, зима сухая и бесснежная.
- В арктическом и антарктическом поясах смена времён года выражается только в смене полярного дня и полярной ночи. Из-за продолжающегося ледникового периода разница в уровнях осадков в разные сезоны невелика, а температура остается ниже нуля.
Таким образом, сезоны для Северного полушария противоположны сезонам для Южного полушария. Когда Северное полушарие обращено к Солнцу, оно получает больше тепла и света, дни становятся длиннее, а ночи короче. Через полгода положение Солнца относительно Земли меняется, поэтому уже в Южном полушарии дни становятся длиннее, Солнце поднимается выше, в то время как на Северном полушарии начинается зима.
Центральная Россия находится в зоне умеренного и умеренно-континентального климата .
Весной природа начинает пробуждаться от зимнего сна, это период роста и цветения растений. Изменения происходят и в мире животных – начинается период размножения, кладки яиц у птиц.
Здравствуй, весенняя первая травка!
Как распустилась? Ты рада теплу?
Знаю, y вас там веселье и давка,
Дружно работают в каждом yглy.
Высyнyть листик иль синий цветочек
Каждый спешит молодой корешок
Раньше, чем ива из ласковых почек
Первый покажет зеленый листок.
С. Городецкий
Мы видим активный рост растений, начало созревания плодов и овощей, появление птенцов.
- Чем жарче день, тем сладостней в бору
- Дышать сухим смолистым ароматом,
- И весело мне было поутру
- Бродить по этим солнечным палатам!
- Повсюду блеск, повсюду яркий свет,
- Песок - как шелк... Прильну к сосне корявой
- И чувствую: мне только десять лет,
- А ствол - гигант, тяжелый, величавый.
- Кора груба, морщиниста, красна,
- Но как тепла, как солнцем вся прогрета!
- И кажется, что пахнет не сосна,
- А зной и сухость солнечного лета.
И. Бунин «Детство»
Рост растений замедляется, но они обильно отдают нам весь свой урожай, деревья сбрасывают листву, природа готовится к покою.
Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса -
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса,
В их сенях ветра шум и свежее дыханье,
И мглой волнистою покрыты небеса,
И редкий солнца луч, и первые морозы,
И отдаленные седой зимы угрозы.
А.С. Пушкин
Зимой природа отдыхает, многие животные впадают в зимнюю спячку. Природный цикл завершился. Но только для того, чтобы начаться снова.
Чудная картина,
Как ты мне родна:
Белая равнина,
Полная луна,
Свет небес высоких,
И блестящий снег,
И саней далеких
Одинокий бег.
Loading...