22. září v 15:31 moskevského času Slunce překročí rovinu nebeského rovníku. V tuto dobu se na celé planetě bude den rovnat noci. Pak na jižní polokouli bude den dále přibývat – přijde tam astronomické jaro. Na severní polokouli se naopak dny budou zkracovat a zkracovat – přijde astronomický podzim. A to bude pokračovat po tři měsíce, až do 21. prosince – zimního slunovratu, kdy se den ukáže jako nejkratší a noc nejdelší v roce. Právě v těchto zimních dnech (a už vůbec ne, když je na severní polokouli léto), bude Země pohybující se po své eliptické dráze v perihéliu, tedy v nejbližší vzdálenosti od Slunce – 147 milionů km. Země je v aféliu, nejvzdálenějším bodě své oběžné dráhy od Slunce, ve vzdálenosti 152 milionů km, když je na severní polokouli léto. V tuto dobu je na jižní polokouli zima. Proto je nemožné vysvětlit změnu ročních období tím, že v létě je Země blíže Slunci než v zimě.
Poloha Země vůči Slunci během slunovratů v červnu a prosinci. V době letního slunovratu 20. až 21. června na severní polokouli, pootočené vlivem náklonu zemské osy ke Slunci, je léto, nejdelší den a nejkratší noc v roce. Přitom na jižní polokouli je naopak zima a dny jsou nejkratší a noci nejdelší. Během zimního slunovratu 21. až 22. prosince je jižní polokoule otočena ke Slunci: je tam léto, maximální sluneční teplo, nejdelší den a nejkratší noc. Na severní polokouli naopak nyní dopadá minimum slunečního světla, je tam zima, dny jsou nejkratší a noci nejdelší.
Ve dnech rovnodennosti Slunce osvětluje přesně polovinu každé polokoule Země, takže na celé planetě jsou doby trvání noci a dne stejné.
Uranova revoluce kolem Slunce. Segment AB představuje osu rotace planety. Rovnodennosti, stejně jako dny slunovratu na Uranu, nastávají v intervalech 41-42 pozemských let.
Proč tedy přichází zima, jaro, léto, podzim?
Faktem je, že osa rotace Země je nakloněna k rovině ekliptiky (rovina oběžné dráhy Země), úhel sklonu vzhledem k vertikální ose k ní je 23,5 stupně. Vzhledem k tomu, že směr rotační osy zůstává po celou dobu konstantní, Země se pohybuje kolem Slunce jakoby „do strany“ a vystavuje svůj povrch slunečním paprskům různě v různých částech oběžné dráhy, tedy v různých časech. roku. Proto vidíme, že v létě na severní polokouli Slunce vychází nad obzor mnohem výše než v zimě. A úhel dopadu slunečních paprsků určuje, jak silně se odrážejí od zemského povrchu a jak silně jsou absorbovány. Čím více slunečního záření povrch absorbuje, tím více se zahřívá. Pokud je úhel dopadu malý (v zimě), pak se sluneční paprsky odrážejí mnohem silněji a mnohem hůře pohlcují. A to znamená, že je v zimě zima. Ve vysokých arktických šířkách Slunce vystupuje nad obzor jen o pár stupňů, jeho paprsky klouzají po zemském povrchu, téměř bez pohlcování a bez zahřívání. Pak Slunce na dlouhých šest měsíců zcela zmizí pod obzorem – nastává arktická noc.
Po 21. až 22. prosinci začíná astronomická zima a pokračuje, dokud se den opět nerovná délce noci. 20. března nastává jarní rovnodennost, končí astronomická zima a začíná jaro. Slunce opět překročí rovinu oběžné dráhy Země a ocitne se na severní polokouli. Každým dnem bude stoupat výše, dny se prodlužují a oteplují.
Astronomické jaro končí v den letního slunovratu – 20. – 21. června. Tento den je nejdelší a noc nejkratší v roce. Po ní začíná astronomické léto, které trvá do 22. – 23. září, dne podzimní rovnodennosti.
Na jižní polokouli je tomu samozřejmě naopak: v září tam začíná astronomické jaro a v březnu astronomický podzim. A pouze ve dnech rovnodennosti jsou délky dne a noci na celé planetě stejné.
Pokud by se zemský rovník přesně shodoval s rovinou její oběžné dráhy, to znamená, že by nedošlo k naklonění osy, Slunce by ve všech zeměpisných šířkách (jak na severní, tak na jižní polokouli) stoupalo vždy do stejné výšky. Na rovníku by každý den v poledne bylo přesně za zenitem – bylo by věčné léto a na pólech by se neustále pohyboval po obzoru, neklesal ani nevycházel – byla by věčná zima a věčné soumraku. Ani ve středních zeměpisných šířkách by ke změně ročních období nedošlo.
Mimochodem, stále má vliv fakt, že oběžná dráha Země není úplně kruhová a rozdíl ve vzdálenosti ke Slunci v aféliu a periheliu je asi 3 %: zimy na jižní polokouli jsou o něco chladnější než na severní polokouli. a letní měsíce jsou o něco chladnější – o něco teplejší.
Dochází ke změně ročních období na jiných planetách sluneční soustavy?
Planeta Merkur, nejblíže Slunci, je jediná ve Sluneční soustavě, jejíž rovníková rovina se přesně shoduje s rovinou ekliptiky. Dráha Merkuru je poměrně protáhlá (excentricita je 0,21). Proto je změna ročních období dána vzdáleností planety od Slunce. „V létě“ – v periheliu – může teplota na povrchu Merkuru osvětleného Sluncem dosáhnout 400 stupňů Celsia a v “zimě” – v aféliu – může klesnout na 100 stupňů.
Venuše se otáčí kolem své osy tak pomalu, že jeden den je delší než rok: rok trvá 224,7 dne a den přibližně 243 dní a rotace nastává proti orbitálnímu pohybu planety. Osa rotace Venuše je téměř kolmá k rovině ekliptiky, takže na ní prakticky nedochází ke střídání ročních období. A jaké jsou roční období, pokud je průměrná teplota na povrchu vyšší než 400 stupňů Celsia a tlak je 90 atmosfér?
Dráha Marsu je blízká kruhové, ale přesto je její prodloužení větší než oběžná dráha Země (excentricita je 0,093). Vzdálenost od Marsu ke Slunci v perihéliu je 206,6 milionů km a v aféliu 249,2 milionů km. Rozdíl je přibližně 40 milionů km. Ale stejně jako na Zemi, i na Marsu se zima a léto střídají hlavně kvůli sklonu rotační osy. Rovníková rovina Marsu je nakloněna k rovině jeho oběžné dráhy pod úhlem 25,2 stupňů (u Země, připomeňme, 23,5). Ke změně ročních období tedy dochází přibližně stejně jako na Zemi, pokud ovšem nepočítáme s tím, že rok na Marsu trvá 1,88 pozemského roku. V rovníkovém a středním pásmu se změna ročních období projevuje změnou teplot a v subpolárních oblastech se v zimě objevují bílé polární čepičky. Ale to není led, ale většinou oxid uhličitý zmrzlý zimním chladem. Atmosféra Marsu se totiž skládá hlavně z oxidu uhličitého.
Je třeba poznamenat, že na Marsu je rozdíl ve vzdálenosti od Slunce v perihéliu a aféliu mnohem důležitější než na Zemi. 40 milionů km stále nejsou 3 %, ale šestkrát více. Proto jsou na různých polokoulích Marsu zima a léto zcela odlišné. Na jižní polokouli jsou léta kratší a teplejší než na severní polokouli, protože tehdy planeta prochází perihéliem. A zima na jižní polokouli je delší a chladnější (kvůli tomu, že Mars je v aféliu).
Excentricita Jupiterovy oběžné dráhy je také malá, poloviční než Mars. Sklon Jupiterova rovníku k rovině jeho oběžné dráhy je pouze 3,1 stupně – to je velmi málo, a i kdyby byl Jupiter obyčejnou planetou s pevným povrchem, nemělo by smysl mluvit o změně ročních období: věčná zima by vládnou na pólech a věčné léto na rovníku se středními teplotami v jiných zeměpisných šířkách. Jižní polokoule by se v tomto smyslu nelišila od severní. Ale Jupiter je plynný obr, nemá pevný povrch a „počasí“ v jeho různých zeměpisných šířkách prakticky nezávisí ani na vzdálenosti od Slunce, ani na sklonu osy rotace. „Počasí“ na Jupiteru je určeno silnými turbulentními pohyby v atmosféře vodíku a hélia a rychlou rotací (den na Jupiteru trvá pouze 10 hodin).
Tato planeta je v mnoha ohledech podobná Jupiteru. Dráha Saturnu je přibližně stejně protáhlá, dny jsou přibližně stejné (jen o půl hodiny více než na Jupiteru). Sklon osy rotace vzhledem k rovině orbitálního pohybu je však blízký sklonu Země — liší se pouze o 3 stupně. Zdálo by se, že střídání ročních období na Saturnu by mělo být podobné tomu pozemskému (samozřejmě s přihlédnutím k tomu, že rok na Saturnu je 29x delší než ten pozemský) a nemělo by k němu docházet jednou za tři měsíce, ale jednou za sedm a čtvrt pozemského roku . Ale Saturn, stejně jako Jupiter, je plynný obr. Ano, Slunce během saturnského roku dvakrát protne orbitální rovinu a pak, stejně jako na Zemi, nastávají rovnodennosti a stejně jako na Zemi jsou nejdelší „dny“ a nejdelší „noci“, ale pouze na podnebí a zejména na „počasí“ to vše nemá prakticky žádný vliv. Na Saturnu, stejně jako na Jupiteru, mají hlavní vliv na atmosférické jevy mocné atmosférické bouře a vichřice a o změně ročních období lze diskutovat pouze v astronomickém smyslu, nikoli však ve smyslu klimatickém.
Uran obíhá kolem Slunce „ležícího na jeho boku“ – rotační osa planety se odchyluje od roviny ekliptiky o 8 stupňů. Planety Sluneční soustavy mají mnoho zvláštností, i když by se zdálo, že by se od sebe neměly příliš lišit, protože pocházejí z jednoho protoplanetárního mračna, které, jak houstlo, rotovalo kolem Slunce ve stejném směru jako planeta. samotná hvězda. Při procesu komprese do sebe jednotlivé „kousky“ protoplanetárního oblaku narážely, některé se zcela rozpadly, jiné se zvětšovaly, u některých se rotace kolem jejich osy zrychlila, u jiných zpomalila. A hmotnosti budoucích planet se ukázaly být odlišné. To je pochopitelné a přirozené. Proč je ale například rovníková rovina Uranu skloněna k rovině ekliptiky pod úhlem 98 stupňů? Co se stalo v těch vzdálených dobách, kdy se planety teprve formovaly? Kosmogonisté mají na tuto otázku odpověď (ačkoli na ni existuje mnoho variací). Protoplanetární kondenzace a nedávno vzniklé planety se často (samozřejmě astronomicky!) srážely, a to pod různými úhly a při různých rychlostech. V důsledku jedné z těchto kolizí Země získala satelit – Měsíc. V důsledku dalšího dostala budoucí planeta Uran takovou tečnou ránu, že se její rotační osa „převrátila“ a planeta „ležela na její straně“.
Rok na Uranu je 84krát delší než na Zemi. Zkusme si představit, jak se tam střídají roční období. Pokud jste na jednom z jejích pólů, pak na vrcholu léta směřuje osa planety téměř přesně ke Slunci, které je v zenitu. Ale uplyne několik pozemských let. Sluneční spirála, která udělá jednu otáčku za uranový den (17,2 hodiny), postupně klesá k obzoru a nakonec v den, kdy by obyvatelé Uranu, kdyby existovali, nazvali začátek kalendářní zimy, zapadá a znovu se objevuje pouze po půl roce uranu. A v tuto dobu se na opačném pólu planety Slunce objevuje zpod obzoru a spirálovitě stoupá k zenitu, kam dosáhne do poloviny léta.
Kdybyste byli na rovníku Uranu, roční období by se takto měnila. Slunce by vycházelo a zapadalo každý den, jako by bylo na Zemi. Ale na vrcholu uranové zimy se zdálo, že se kutálí po obzoru a půl dne se mělce schovával, jen asi osm stupňů (s přihlédnutím k lomu, který je v husté uranské atmosféře dosti silný, pak se neskrývá vůbec) a druhou půlku dne se k nebi moc vysoko (osm stupňů) nezvedalo. Na vrcholu léta Slunce vyjde téměř k zenitu. Tím se ale moc neoteplí a nám je to však jedno, protože léto a zima na planetě Uran nás zajímají pouze jako astronomické úkazy vznikající díky jeho podivné „ležící“ revoluci kolem Slunce.
Nejvzdálenější planeta sluneční soustavy, Neptun, oběhne Slunce každých 165 let. Co se týče prodloužení své oběžné dráhy a sklonu své rotační osy, Neptun se od ostatních planet liší jen málo, a pokud by byl hmotnostně podobný Zemi, mohli bychom říci, že se zde čtyři roční období vystřídají každých 41 pozemských let. . Z astronomického hlediska je to pravda: na Neptunu dochází k letnímu a zimnímu slunovratu a k rovnodennosti dochází dvakrát ročně. Ale samozřejmě vliv mají fyzikální podmínky: Neptun je plynný obr jako Jupiter, Saturn a Uran, a proto je jim podobný v přírodních podmínkách.
Pluto je úplně jiná věc! Její oběžný sklon je odlišný od všech ostatních planet (17 stupňů) a otáčí se v opačném směru. Ale už nepatří mezi planety sluneční soustavy. Od roku 2006 má Pluto méně „čestný“ titul „trpasličí planeta“, jeden z mnoha takových objektů Kuiperova pásu.
Přísluní — bod oběžné dráhy planety nebo jiného nebeského tělesa Sluneční soustavy nejblíže Slunci, aphelion – nejvzdálenější.
Ekliptický – čára, po které dochází k pohybu Slunce vzhledem ke hvězdám, viditelná ze Země, respektive rovina ekliptiky je rovina rotace Země kolem Slunce (rovina oběžné dráhy Země). Planety Sluneční soustavy se pohybují v blízkosti roviny ekliptiky stejným směrem jako Země. To je vysvětleno jejich vznikem ze společného protoplanetárního disku.
S nástupem března se Rusko každým dnem otepluje a lidé začínají převlékat zimní oblečení za jarní. Asi každý člověk zaznamenal vtipný úkaz – když se teplota na jaře dostane nad nulu, každého hned napadne, že je velmi teplo. Když ale na podzim začnou teploměry ukazovat stejné jednotky stupňů, hned se tepleji oblékáme. Nabízí se otázka: proč je stejné počasí na jaře a na podzim odlišné? Vědci již dlouho našli odpovědi na tuto otázku – existuje několik důvodů pro takový rozdíl. Pocit počasí v různých obdobích roku závisí jak na psychologických faktorech, tak na vlastnostech povětrnostních podmínek. Přesto se počasí za oknem hodnotí nejen ve stupních, ale také podle úrovně vlhkosti a tak dále. V tomto článku navrhuji ponořit se hlouběji do tohoto tématu a jednou provždy vyplnit tuto mezeru ve znalostech.
Počasí je na jaře a na podzim jiné, ale jaký je důvod?
Jak člověk cítí teplo a chlad?
Teplotu prostředí člověk vnímá pomocí tzv. termoreceptorů. Jsou umístěny na kůži, rohovce očí a sliznicích. Existují také receptory, které reagují na teplo ve vnitřních orgánech. Všechny jsou rozděleny do dvou typů:
- Studený, které vnímají studené signály;
- tepelný, které snímají tepelné signály.
Když je teplota vzduchu v neutrálním rozmezí asi 30 stupňů Celsia, oba typy termoreceptorů pracují s minimální aktivitou. Ale čím více se teplota odchyluje od neutrálního rozsahu, tím aktivnější jsou.
Termoreceptory jsou umístěny téměř po celém těle
Signály z chladových a tepelných receptorů jsou neustále přenášeny míšními neurony do hypotalamu – část mozku, která je zodpovědná za pocity hladu a žízně, sexuální chování, cirkadiánní rytmy a hlavně za regulaci tepla v těle. Když se prostředí příliš ochladí, hypotalamus signalizuje zúžení krevních cév, což snižuje průtok krve do pokožky a zabraňuje ztrátě tepla. A když je člověku horko, začne se potit, aby se tělo ochladilo odpařováním vody.
Proč je teplo na jaře a na podzim jiné?
Když se na jaře teplota vyšplhá nad nulu, je lidem horko a chtějí se rychle svléknout do zimního oblečení. A když stejná teplota nastane na podzim, lidé se snaží oblékat tepleji, aby nenastydli. Existuje pro to několik vysvětlení.
Lidé vnímají počasí jinak
První důvod různých pocitů zdánlivě stejného počasí spočívá v psychologických vlastnostech člověka. Po zimě, kdy teplota vzduchu může klesnout až ke 30 stupňům pod nulou, může počasí nad nulou působit jako opravdové vedro. Ale na podzim, po horkém létě, se teplota vzduchu +4 stupně může zdát velmi chladná – okamžitě se chcete oblékat tepleji.
Změna ročních období ovlivňuje pocit počasí
Počasí na jaře a na podzim není stejné
Jen se nám zdá, že počasí je na jaře a na podzim stejné. Zpravidla na jaře, při stejných podmíněných +4 stupních Celsia, je počasí suché a bezvětří – opravdu dobré počasí. A s nástupem září se vzduch vlhčí, objevuje se vítr a slunce mizí za mraky. Nezapomeňte, že na pocit tepla má vliv i vlhkost, vítr a další ukazatele počasí.
Podzim je ve skutečnosti chladnější než jaro
Lidé vnímají teplo jinak
Musíte si také uvědomit, že ne všichni lidé vnímají počasí stejným způsobem. V závislosti na typu postavy, věku a zdravotním stavu je někomu teplo i v zimě, jinému může být zima i v létě. Vzpomeňte si na případy, kdy v dusném autobuse požádal starší člověk o zavření okna – v podstatě to nebylo provedeno proto, že by to bylo škodlivé, ale proto, že člověku byla opravdu zima kvůli nedostatečnému prokrvení končetin, což je velmi častý jev ve stáří. Pocit chladu ovlivňuje i typ postavy: lidé s tukovými faldy lépe udrží teplo, takže méně mrznou, hubení lidé ztrácejí teplo mnohem rychleji.
Na pocit tepla má velký vliv i typ postavy
Dovolte mi připomenout, že vědci neustále mluví o globálním oteplování – teploty vzduchu jsou dnes ve většině částí světa mnohem vyšší, než byly před několika staletími. V budoucnu se Země ještě více zahřeje, což se jistě projeví na zdraví lidí.
