Содержание
Почему происходит смена времен года
Причина смены времен года кроется в наличии угла наклона касательно оси. Из-за этого угла к источнику тепла полушария приближаются поочередно, когда планета крутится вокруг Солнца. На той половине небесного тела, которая получит больше тепла, наступает лето, а вторая половина греется не так быстро, поэтому на ней царит зима.
Ось вращения Земли наклоняется, поэтому Северное и Южное полушарие поочередно продвигаются к Солнцу. Чем ближе, тем становится теплее.
Почему меняются времена года
В древние времена смена сезонов года объяснялась людьми с помощью мифологии. Когда настала эпоха Возрождения, человечество доказало, что планета круглая и вращается вокруг Солнца. После этого версии, предложенные религией, опровергли.
Двигаясь по орбите, Земля поочередно приближается и отдаляется от Солнца. Расстояние между телами колеблется от 147,1 до 152,1 млн км. Когда начинается июнь, Земля по максимуму отдаляется, а когда начинается январь – приближается к небесному светилу.
Таким движением вокруг Солнца не объясняется смена времен года. Это известно не каждому взрослому человеку.
Смена зимы и лета происходит потому, что Земля прогревается прерывисто. Угол наклона оси касательно Солнца равен 23 градусам, поэтому угол падения на одно полушарие прямой, а на другое – острый. Когда случается очередной оборот, в большей степени освещается то один участок, то другой. Объясняется это переменой положения касательно светила. В одно полушарие поступает больше тепла – там наступает лето, в противоположном наступает зима.
На экватор лучи Солнца попадают постоянно, поэтому сезоны меняются мягче, большого количества снега и температуры ниже ноля там нет. Чем дальше климатический пояс находится от экватора, тем сильнее там изменения погоды.
Если бы угла наклона не было, Земля бы круглогодично грелась одинаково. Времен года в таком случае бы не было. На экваторе постоянно было бы лето, а по мере отдаленности от него погодные условия были бы суровее.
Погода не менялась бы и в том случае, если по орбите не было бы передвижения. В таком случае одно полушарие освещалось бы в большей степени, и там постоянно было бы лето. На противоположном, наоборот, была бы вечная зима.
Календарные времена года
В году 4 сезона – зима, весна, лето и осень. В зимний период дни становятся короче, температура – ниже. Увеличивается и количество осадков. В большем количестве регионов России выпадает снег, температура стоит ниже ноля. В тех районах, где климат мягче, похолодание не так заметно, но наблюдаются продолжительные ливни, затяжной дождь.
Осень с весной – переходные этапы между зимой и летом. Погода в это время часто меняется: весной становится теплее, осенью – холоднее. Меняются и осадки. Весной также дни становятся длиннее, осенью – короче.
В летний период продолжительность дня максимальная. Повышается и температура воздуха. Если какая-либо область расположена максимально близко к полюсу, ночь там может вовсе отсутствовать – круглые сутки там светло.
Снег выпадает лишь на территориях, которые приближены к полюсу. На южном полушарии летом сохраняется более теплая погода, поскольку Земля в это время подходит близко к Солнцу. В каждом сезоне 3 месяца. Когда они заканчиваются, времена года меняются.
Чем выше небесное светило возвышается над горизонтом, тем больше тепла будет выпадать на один и тот же участок Земли.
Астрономические времена года
Началом астрономических времен года считаются дни, когда центр небесного светила проходит сквозь четыре точки солнцестояния или равноденствия. Длительность астрономического лета – от 21 июня (летнее солнцестояние) до 23 сентября (осеннее равноденствие). Продолжительность его – 93 дня 14 ч и 23 минуты. После лета приходит осень, которая длится до 22 декабря (зимнее солнцестояние). Длительность ее – 89 дней 18 ч и 42 минуты.
Далее наступает зима, которая длится до 21 марта (весеннее равноденствие). Продолжительность сезона – 89 дней 30 минут. Весна заканчивается в день летнего солнцестояния.
Длительность ее – 92 дня 20 ч и 12 минут.
Начиная со дня весеннего равноденствия, сезоны по полушариям меняются.
Периоды равноденствий
Равноденствие – это период, при котором длительность светового дня почти равна продолжительности ночи. Ежегодно таких суток 2: весной (20-21 марта) и осенью (22-23 сентября). Солнцестояние – это сутки, на которые выпадают самые длинные световой день и ночь.
Климатические сезоны
Физические свойства жидкости и почвы влияют на то, что климатические сезоны меняются позднее астрономических, а также не совпадают с календарными. На продолжительность задержки влияет климатический пояс. Чем отдаленнее от экватора, тем сильнее отличаются лето и зима.
На экваторе и возле него летом и зимой выпадает много осадков, идут затяжные дожди. В весенний и осенний периоды влажность ниже, дожди прекращаются. Возле экватора температура воздуха высокая – снега там никогда не бывает.
В тропических поясах зимой идут дожди, а летом стоит зной и засуха.
В пустыне зимой ливни идут редко. Круглогодично температура там превышает отметку 0°С.
В умеренных поясах сезоны неоднозначны. Объясняется это тем, что они находятся вблизи океанов, теплых или холодных течений. В Европе условия более мягкие, чем в Сибири, поскольку она находится рядом с Гольфстримом. В США также не бывает слишком низких температур.
В умеренно-континентальных климатических поясах летом больше всего влаги. Зимой сухо и холодно. В океаническом поясе дождь и снег выпадают чаще осенью и зимой, а летом и весной число осадков снижается. Муссонный климат на Дальнем Востоке характеризуется обильными дождями летом, а вот зимой осадки там полностью отсутствуют.
Арктические и субарктические пояса характеризуются переменой полярных дня и ночи. Большую часть времени в этой местности нет солнца, поэтому там всегда темно. Присуща этим поясам и вечная мерзлота. В летний период температура воздуха тоже низкая, вследствие чего земля не нагревается. Погодные колебания атмосферных осадков несильно выражены.
Астрономические времена года
Четыре астрономических сезона, составляющие год: весна, лето, осень и зима начинаются, когда центр Солнца проходит одну из точек на эклиптике: весеннее и осеннее равноденствие, зимнее и летнее солнцестояние.
Основной причиной смены времен года является наклон оси нашей планеты по отношению к плоскости эклиптики, то есть плоскости вращения Земли вокруг Солнца. Ось Земли наклонена от плоскости эклиптики на 23,44 градуса. Если бы этот угол был равен нулю, на планете никогда бы не сменялись времена года, продолжительность дня и ночи была бы одинакова, а Солнце бы поднималось над горизонтом на одну и ту же высоту в течение всего года.
Смена времен года есть не только на Земле. Рассмотрим планеты Солнечной системы.
Ближайшие планеты к Солнцу Меркурий и Венера не подходит для примера, так как у этих планет почти отсутствует наклон оси вращения к эклиптике. У Меркурия это 0,01 градус, а у Венеры – 177 градусов (она перевернута), что можно приравнять 3 градусам.
Марс во многом похож на нашу планету. Наклон оси вращения Марса относительно плоскости его орбиты равен 25,2 градусов, что лишь немногим больше земного. Сезонность схожа с земной, но чуть более выражена. При наблюдении в разное время года можно разглядеть, как изменяются марсианские «шапки» на полюсах, происходит таяние.
Ось вращения Юпитера наклонена всего на 3 градуса по отношению к плоскости орбиты. На газовом гиганте климат не носит сезонного характера и постоянен на протяжении всего года.
Наклон оси вращения Сатурна равен 29 градусов, поэтому смена времен года на этой планете характеризуется более выраженными чем на Земле перепадами количества солнечного света, а, следовательно, и температуры. Все четыре сезона на Сатурне длятся примерно по 7 лет. Так как весь год окольцованной планеты длится 29 земных лет. В зависимости от времени года Сатурн может менять свою расцветку. В год, когда автоматическая межпланетная станция «Кассини» впервые приблизился к планете, на северном полушарии была зима и эта часть Сатурна имела голубой оттенок.
Сейчас же на северном полушарии – лето. Это явление возникает из-за интенсивности излучения ультрафиолета, зимой оно понижается, в летний период — повышается. Ну а самый заметный факт смены времен года на Сатурне – это конечно его кольца. Именно они для наблюдателя с Земли быстро ответят на вопрос: «Какое время года сейчас на Сатурне?» Наклон меняется в зависимости от времени года, так как кольца лежат в плоскости экватора планеты, а значит, имеют наклон к эклиптике равный 29 градусов. Когда в северном полушарии лето, планета разворачивает северное полушарие и свои кольца к Солнцу, а значит и к Земле, когда зима – мы видим южное полушарие. В период весны и осени кольца для наблюдателя становятся настолько узкими, что их сложно разглядеть. В моменты равноденствий Сатурн превращается в планету без колец. Они исчезают.
Угол наклона оси вращения Урана составляет 97,86 градусов — он лежит на боку, поэтому у планеты специфическая смена сезонов, не схожая с нашей планетой.
На Нептуне ось вращения отклонена на 30 градусов, поэтому смена времен года здесь схожа с земными, однако свои коррективы вносит расстояние планеты до Солнца.
Год на Нептуне составляет практически 165 земных лет, а каждый сезон длится 41 год. В 2005 году на южном полушарии началось лето, и продлится оно до 2046 года.
Всегда ли Солнце восходит в одном месте? Нет. Со сменой времен года изменяется и направление на точку восхода Солнца. В день зимнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца ближе всего к направлению на юг, а в день летнего солнцестояния они ближе всего к северу.
Дни равноденствий и солнцестояний
20 марта 2020 года в 10 часов 49 минут по местному времени наступила астрономическая весна. В этот момент центр солнечного диска пересечет небесный экватор и перейдет из южного небесного полушария в северное. Высота Солнца на небесной сфере и, соответственно, световой день будут увеличиваться до наступления астрономического лета. Этот день называют весенним равноденствием. То, что равноденствие наступило так рано, не удивительно – год был високосный.
21 июня 2020 года в 4 часа 44 минуты — астрономическое лето.
Солнце, двигаясь по своему пути, максимально удалится от небесного экватора и достигнет самой северной точки. Этот день называется солнцестоянием.
22 сентября 2020 года в 20 часов 31 минута — астрономическая осень. Солнце в этот день, двигаясь по своему пути на небесной сфере, пересекает экватор и переходит из северного полушария в южное. Этот день называется осенним равноденствием: день равен ночи. После чего ночь в северном полушарии Земли становится длиннее дня, а в южном полушарии Земли ночи становятся короче. Продолжится это астрономическое время года до 21 декабря.
Дни около осеннего равноденствия являются благоприятными для астрономов и любителей астрономии. Продолжительная ночь и сравнительно теплая погода дают возможность комфортно проводить астрономические наблюдения с вечера до утра, около 12 часов.
Во время равноденствий терминатор на Земле – линия, разделяющая дневную и ночную стороны планеты – располагается вертикально и соединяет северный и южный полюса.
Это можно увидеть на фотографиях нашей планеты, которые делают искусственные спутники.
21 декабря 2020 года в 17 часов 2 минуты — зимнее солнцестояние. Солнце, двигаясь по своему пути, максимально удалится от небесного экватора и достигнет самой южной точки. В северном полушарии продолжительность дня наименьшая, а в южном полушарии — наибольшая. Это самый благоприятный период для наблюдений различных небесных объектов ночного неба, но зимние холода и частая ненастная погода (в средней полосе России) не позволяют проводить полноценных наблюдений.
Материал подготовила Виктория Дамм, УНЦ «Планетарий»
Источники: астрономический календарь на 2019/2020 учебный год. Выпуск 70;
программа «Stellarium».
Что вызывает времена года? | Космическое пространство НАСА — Наука НАСА для детей
Краткий ответ:
Наклон оси Земли вызывает смену времен года. В течение года разные части Земли получают самые прямые солнечные лучи.
Итак, когда Северный полюс наклонен к Солнцу, в северном полушарии наступает лето. А когда Южный полюс наклонен к Солнцу, в северном полушарии наступает зима.
Все дело в наклоне Земли!
Многие считают, что летом Земля находится ближе к Солнцу и поэтому на ней жарче. И точно так же они думают, что Земля находится дальше всего от Солнца зимой.
Хотя эта идея имеет смысл, она неверна.
Это правда, что орбита Земли не является идеальной окружностью. Это немного однобоко. В течение части года Земля находится ближе к Солнцу, чем в другое время. Однако в Северном полушарии у нас зима, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, и лето, когда оно дальше всего! По сравнению с тем, как далеко находится Солнце, это изменение расстояния до Земли в течение года не имеет большого значения для нашей погоды.
Существует другая причина смены времен года на Земле.
Земная ось — это воображаемый полюс, проходящий прямо через центр Земли «сверху» к «низу».
Земля вращается вокруг этого полюса, совершая один полный оборот каждый день. Вот почему у нас есть день и ночь, и почему каждая часть земной поверхности получает их понемногу.
На Земле есть времена года, потому что ее ось не стоит прямо.
Но что заставило Землю наклониться?
Давным-давно, когда Земля была молода, считается, что что-то большое ударило Землю и выбило ее из колеи. Таким образом, вместо того, чтобы вращаться с вертикальной осью вверх и вниз, он немного наклоняется.
Между прочим, та большая штука, которая столкнулась с Землей, называется Тейя. Он также взорвал большую дыру на поверхности. Этот большой удар отправил на орбиту огромное количество пыли и обломков. Большинство ученых считают, что эти обломки со временем стали нашей Луной.
Поскольку Земля вращается вокруг Солнца, ее наклонная ось всегда указывает в одном направлении. Таким образом, в течение года на разные части Земли попадают прямые солнечные лучи.
Иногда это Северный полюс, наклоненный к Солнцу (примерно в июне), а иногда Южный полюс, наклоненный к Солнцу (примерно в декабре).
В июне в Северном полушарии лето, потому что солнечные лучи падают на эту часть Земли более прямо, чем в любое другое время года. В декабре в Северном полушарии зима, потому что в это время Южный полюс поворачивается к Солнцу.
Орбита Земли с перекосом
Перигелий Земли (точка, ближайшая к Солнцу) = 91 400 000 миль от Солнца
Афелий Земли (точка, наиболее удаленная от Солнца) = 94 500 000 миль от Солнца
Хотя разница составляет более 3 миллионов миль, по отношению ко всему расстоянию это не так уж и много.
И, хотите верьте, хотите нет, афелий (когда Земля находится дальше всего от Солнца) приходится на июль, а перигелий (когда мы находимся ближе всего) — на январь. Для тех из нас, кто живет в Северном полушарии, где лето в июле и зима в январе, это кажется отсталым, не так ли? Это только доказывает, что расстояние Земли от Солнца не является причиной смены времен года.
Связанные ресурсы для преподавателей
Времена года (Руководство для преподавателей, которое можно использовать с видео Seasons Spotlite)
Времена года (Урок Nearpod, которое можно использовать с видео Seasons Spotlite)
Наш мир: Положение Солнца
Положение Солнца (Руководство для преподавателя, которое можно использовать с видео Spotlite о положении Солнца)
Положение Солнца (Урок Nearpod, чтобы посмотрите видео Sun’s Position Spotlite)
Если вам это понравилось, вам может понравиться:
Плохая (космическая) погода отменяет голубиные бега!
Лунные и солнечные затмения
Как Солнце полностью закрывается во время затмения?
Почему у нас есть времена года?
Дерево в течение четырех времен года (Studio Light and Shade, iStockphoto)
Дерево в течение четырех времен года (Studio Light and Shade, iStockphoto)
Предметы
Науки о Земле,
Времена года,
космическая наука,
Земля, Луна, Солнце
Поговорим о науке
Удобочитаемость
4.7
Как это согласуется с моей учебной программой?
| Марка | Курс | Тема |
|---|
АБ
К
Детский сад (2008)
Окружающая среда и общественная осведомленность
AB
1
Наука 1-6 (1996)
Тема Б. Сезонные изменения
до н.э.
1
Наука 1 класс (июнь 2016 г.)
Большая идея: наблюдаемые закономерности и циклы возникают в местном небе и ландшафте.
до н.э.
К
Наука К (июнь 2016 г.)
Большая идея: ежедневные и сезонные изменения влияют на все живое.
МБ
1
Наука 1 класс (1999)
Кластер 4: Ежедневные и сезонные изменения
NB
1
Ты и твой мир (К-2) (2005)
Блок 2 – Наша окружающая среда
NB
3
Наука 3: Наша местная среда, октябрь (2019 г.)
Погода и климат
NL
1
Наука 1 (2015)
Блок 1: Ежедневные и сезонные изменения
NS
1
Наука 1 (2019)
Науки о Земле и космосе: ежедневные и сезонные изменения
NU
1
Учебная программа K-6 по науке и технологиям (СЗТ, 2004 г.
)
Земля и космические системы: суточные и сезонные циклы
ПЭ
1
Наука 1 класс (2012)
Науки о Земле и космосе
QC
Элементарный цикл 1
Наука и техника, элементарный
Земля и космос
КК
Элементарный цикл 3
Наука и техника, элементарный
Земля и космос
КК
п
Дошкольное образование
Обучение, связанное с когнитивным развитием
YT
1
Science Grade 1 (Британская Колумбия, июнь 2016 г.)
Большая идея: наблюдаемые закономерности и циклы возникают в местном небе и ландшафте.
ЮТ
К
Наука К (июнь 2016 г.)
Большая идея: ежедневные и сезонные изменения влияют на все живое.
СК
1
Наука 1 класс (2011)
Науки о Земле и космосе – ежедневные и сезонные изменения (DS)
SK
К
Детский сад (2010)
Науки о Земле и космосе: изучение нашего природного окружения (NS)
ON
1
Наука и техника, 1 класс (2022)
Цепь E: ежедневные и сезонные изменения
NT
1
Учебная программа K-6 по науке и технологиям (СЗТ, 2004 г.)
Земля и космические системы: суточные и сезонные циклы
Узнайте, почему времена года меняются.
Узнайте, чем они отличаются в Северном и Южном полушариях.
Почему на Земле времена года меняются?
Две вещи заставляют сезонов изменяться. Во-первых, Земля движется вокруг Солнца. Во-вторых, Земля имеет -ю ось вращения с наклоном -х.
Земля вращается вокруг оси . Эта воображаемая линия проходит от Южного полюса до Северного полюса. Но земная ось не вертикальна. На самом деле он наклонен под углом 23,5°. Планета всегда наклонена в том же направлении, что и орбиты Солнце.
Знаете ли вы?
Наклон оси Земли не всегда составлял 23,5°. Каждые 40 000 лет он совершает цикл между 22° и 24,5°.
Земля вращается вокруг своей оси. Ось вращения планеты наклонена на 23,5 градуса от перпендикуляра (Давайте поговорим о науке, используя изображение shoo_arts через iStockphoto).
Какое отношение наклонная ось Земли имеет к временам года? Это означает, что разные части планеты наклонены к Солнцу в разное время года.
Вот почему времена года в разных частях мира разные.
Не во всех частях Земли есть четыре четко выраженных времени года. Но все они подвержены сезонным колебаниям . Ближе к Северному полюсу и Южному полюсу световой день и температура меняются в зависимости от времени года. Летом дни длиннее, а температура холоднее, чем зимой. Около экватора день всегда длится около 12 часов. Но в этих районах обычно есть сезон дождей и сухой сезон.
Предупреждение о неправильном представлении
Люди часто думают, что летом Земля находится ближе к Солнцу. А зимой далеко. Это неправильно. На самом деле Земля ближе всего к Солнцу в январе! Расстояние между Землей и Солнцем не влияет на времена года. Времена года меняются из-за наклона Земли и движения планеты вокруг Солнца.
Знаете ли вы?
Земля обращается вокруг Солнца за 365,25 дня. У нас есть високосные годы, чтобы компенсировать лишние ¼ дня!
Чем отличаются времена года в северном и южном полушариях?
Времена года наступают в разное время в разных частях мира.