С чем связана смена времен года на земле: С чем связана смена времен года на Земле. Срочно!!!

Содержание

Смена времен года . Астрономия для «чайников»

Объяснить студентам причину смены на Земле времен года — это, наверное, самая сложная задача для любого преподавателя астрономии. Как бы преподаватель ни старался объяснить, что смена времен года никак не связана с тем, насколько далеко Земля находится от Солнца, многие или даже большинство студентов в это не верят. Проведенные опросы показали: даже выпускники Гарвардского университета думают, что лето — это когда Земля находится ближе всего к Солнцу, а зима — когда Земля дальше всего от Солнца.

При этом студенты забывают, что, когда в Северном полушарии лето, в Южном полушарии — зима. И когда в Австралии лето, в России — зима. Но и Австралия, и Россия находятся на одной и той же планете Земля.

Истинная причина смены времен года — это наклон земной оси (рис. 5.2). Ось вращения, воображаемая линия, соединяющая северный и южный полюса Земли, не перпендикулярна плоскости земной орбиты, по которой она движется вокруг Солнца.

И отклонение оси от перпендикуляра составляет 23,5°. Ось направлена на север в точку среди звезд возле Полярной звезды. (На самом деле, ось медленно меняет свое направление и со временем будет указывать не на Полярную, а на другую звезду.)

Рис. 5.2. Смена времен года

В настоящее время Полярная звезда (т. е. та, на которую указывает северный полюс Земли) — это α Малой Медведицы. Если вы потеряетесь ночью и захотите идти на север, то ищите Малую Медведицу (более подробно о поиске Полярной звезды говорится в главе 3).

Ось Земли направлена «вверх» сквозь Северный полюс и «вниз» — сквозь Южный. Когда Земля находится на одной стороне своей орбиты, ось, направленная «вверх», указывает тоже примерно в сторону Солнца, поскольку в полдень в Северном полушарии Солнце находится высоко в небе. Через шесть месяцев ось, направленная «вверх», теперь будет указывать в противоположную сторону от Солнца. На самом деле, ось всегда направлена в одном и том же направлении в космосе, но теперь Земля находится с противоположной стороны от Солнца.

Лето приходит в Северное полушарие, когда ось, направленная через Северный полюс вверх, указывает примерно в сторону Солнца. В этой ситуации Солнце в полдень находится выше над горизонтом, чем во все остальные сезоны года, поэтому оно лучше освещает Северное полушарие и дает больше тепла. В это же самое время ось, проходящая вниз через Южный полюс, направлена от Солнца, поэтому Солнце в полдень находится ниже над горизонтом, чем в любое другое время года, и хуже освещает Южное полушарие. В это время в Австралии наступает зима.

Летом светлого времени суток больше, чем зимой, потому что Солнце находится выше над горизонтом. Поэтому ему требуется больше времени, чтобы сначала подняться на эту высоту, а потом — спуститься. И, поскольку день длится дольше, в это время года теплее.

 По мере того как Земля движется по орбите вокруг Солнца, кажется, что Солнце перемещается по небу по некой окружности, которая называется эклиптикой (об этом говорилось в главе 3).

Плоскость эклиптики наклонена к плоскости экватора точно под таким же углом, как ось Земли — 23,5°. С этой точки зрения определим следующие понятия.

Момент пересечения небесного экватора центром видимого солнечного диска. Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное и обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие бывает около 23 сентября. Вблизи равноденствия продолжительность дня в средних широтах примерно равна продолжительности ночи.

 Когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное, т. е. пересекает небесный экватор «снизу вверх», наступает первый день весны, который называется днем весеннего равноденствия. Он приходится на 20–21 марта. В Южном полушарии Земли наступает астрономическая осень, а в Северном — астрономическая весна. Вблизи равноденствия продолжительность дня в средних широтах примерно равна продолжительности ночи.

 Когда Солнце достигает самой высокой (северной) точки на эклиптике, это день

летнего солнцестояния. Приходится примерно на 21–22 июня. С этого дня в Северном полушарии начинается астрономическое лето, а в Южном — астрономическая зима.

 Когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, т. е. пересекает небесный экватор «сверху вниз», это начало осени, день осеннего равноденствия. Обычно он приходится примерно на 23 сентября. В Южном полушарии Земли наступает астрономическая весна, а в Северном — астрономическая осень.

 Когда Солнце достигает самой нижней (южной) точки на эклиптике, это день

зимнего солнцестояния. Приходится примерно на 21–22 декабря. С этого дня в Северном полушарии начинается астрономическая зима, а в Южном — астрономическое лето.

В Северном полушарии летнее солнцестояние приходится на день, когда светлое время суток наибольшее в году. В этот день Солнце поднимается на самую высокую точку над горизонтом, поэтому ему требуется больше всего времени, чтобы подняться на эту высоту, а потом спуститься. Аналогично, зимнее солнцестояние в Северном полушарии приходится на день, когда светлое время суток наименьшее в году.

Ну вот, пожалуй, и все, что я хотел сказать о времени и временах года.

Познание мира — 3

17

КАК ПРОИСХОДИТ СМЕНА ВРЕМЁН ГОДА?

Когда на северном полушарии земного шара наступает зима, на южном полушарии бывает лето. А знаешь ли ты, почему так происходит? В этой теме будут раскрыты секреты этого явления. Прочитай, и ты всё узнаешь.

С приходом весны тают снега. Все вокруг зеленеет, распускаются цветы. Потом наступает лето. После лета осенью в садах зреют плоды. Осень сменяется зимой. Падает снег. Вот так времена года сменяют друг друга.

Так почему же происходит смена времён года?


рис. 1. Смена времён года

Смену времён года мы наблюдаем по замерзанию реки, появлению ласточек, опаданию листьев с деревьев и другим признакам. Однако листья с деревьев опадают не сразу с наступлением осени. Или же, ласточки прилетают не в тот же миг, как только начинается весна. Изменения во временах года происходят постепенно. Температура воздуха начинает постепенно охлаждаться. И зимои достигает самого низкого предела, а летом, нагреваясь, доходит до самой жаркой точки.

Мы уже знаем, что Земля имеет шарообразную форму и вращается вокруг Солнца. Полный оборот Земли вокруг Солнца происходит в течение 365 дней и 6 часов. Земля также вращается вокруг своей оси. Полный же оборот вокруг своей оси Земля производит за 24 часа. На примере уменьшенной модели Земли — глобуса ты сможешь понаблюдать за вращением Земли вокруг своей оси.
рис. 2. Верхнюю часть земного шара называют

северным полушарием, а нижнюю часть — южным полушарием. В результате этих движений земного шара, количество тепла и света, падающих на его северное и южное полушария, постоянно меняется. Путь, по которому Земля вращается вокруг Солнца, называется её орбитой. Так как орбита Земли имеет не округлую, а относительно овальную форму, расстояние между земным шаром и Солнцем не всегда бывает одинаковым. В январе Земля бывает ближе к Солнцу, а в июле — дальше от него. При отдалении Земли от Солнца, на ее поверхность падает больше тепла и световой энергии.

Сейчас у нас осень. Это связано с тем, что планета Земля достигает осеннего равноденствия

23 сентября. Во время этого природного явления день и ночь бывают равны. В течение года день и ночь дважды становятся равными: весной, т.е. 21 марта, и осенью. Но между этими равно-

Годовое движение земли смена времен года.

Виды движения земли

Времена года . Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток и 6 часов. Для удобства принято считать, что в году 365 дней. А через каждые четыре года, когда «накопятся» лишние 24 часа, наступает високосный год, в котором не 365, а 366 дней (29 — в феврале).

В сентябре, когда после летних каникул вы снова приходите в школу, наступает осень. Дни становятся короче, а ночи — длиннее и прохладнее. Через месяц-другой с деревьев опадут листья, улетят перелётные птицы, в воздухе закружатся первые снежинки. В декабре, когда снег укроет белой пеленой землю, придёт зима. Наступят самые короткие дни в году. Восход Солнца в это время поздний, а заход ранний.

В марте, когда приходит весна, дни удлиняются, солнце светит всё ярче, воздух становится теплее, кругом начинают журчать ручьи. Природа вновь оживает, и вскоре начинается долгожданное лето.

Так было и будет всегда из года в год. А задавались ли вы когда-нибудь вопросом: почему происходит смена времён года?

Географические следствия движения Земли . Вы уже знаете, что у Земли два основных движения: она вращается вокруг своей оси и обращается по орбите вокруг Солнца. При этом земная ось наклонена к плоскости орбиты на 66,5°. Движение Земли вокруг Солнца и наклон земной оси определяют на нашей планете смену времён года и продолжительность дня и ночи.

Два раза в году — весной и осенью — наступают дни, когда на всей Земле долгота дня равна долготе ночи — 12 часов. День весеннего равноденствия наступает 21-22 марта, день осеннего равноденствия — 22-23 сентября. На экваторе день всегда равен ночи.

Самый длинный день и самая короткая ночь на Земле наступают в Северном полушарии — 22 июня, а в Южном — 22 декабря. Это дни летнего солнцестояния.

После 22 июня, вследствие перемещения Земли по орбите, в Северном полушарии высота Солнца над горизонтом постепенно уменьшается, дни становятся короче, а ночи — длиннее. А в Южном полушарии Солнце поднимается над горизонтом выше и световой день увеличивается. Южное полушарие получает всё больше солнечного тепла, а Северное — всё меньше.

Самый короткий день в Северном полушарии наступает 22 декабря, а в Южном — 22 июня. Это день зимнего солнцестояния.

На экваторе угол падения солнечных лучей на земную поверхность и продолжительность дня изменяются мало, поэтому смену времён года там заметить практически невозможно.

О некоторых особенностях движения нашей планеты . На Земле есть две параллели, на которых Солнце в полдень в дни летнего и зимнего солнцестояния находится в зените, то есть стоит прямо над головой наблюдателя. Такие параллели именуются тропиками. На Северном тропике (23,5° с. ш.) Солнце в зените бывает 22 июня, на Южном тропике (23,5° ю. ш.) — 22 декабря.

Параллели, расположенные на 66,5° северной и южной широты, называются полярными кругами. Они считаются границами территорий, где наблюдаются полярные дни и полярные ночи. Полярный день — это период, когда Солнце не опускается за горизонт. Чем ближе от полярного круга к полюсу, тем длиннее полярный день. На широте полярного круга он длится всего одни сутки, а на полюсе — 189 суток. В Северном полушарии на широте Северного полярного круга полярный день начинается 22 июня — в день летнего солнцестояния, а в Южном — 22 декабря. Продолжительность полярной ночи бывает от одних суток (на широте полярных кругов) до 176 (на полюсах). Всё это время Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии это явление природы начинается 22 декабря, а в Южном — 22 июня.

1. Годовое движение Земли вокруг Солнца. 2. В таком положении находится наша планета в дни летнего и зимнего солнцестояния. 3. Пояса освещённости Земли.


Нельзя не отметить и тот чудесный период в начале лета, когда вечерняя заря сходится с утренней и всю ночь длятся сумерки, — белые ночи. Наблюдаются они в обоих полушариях на широтах, превышающих 60°, когда Солнце в полночь опускается за горизонт не более чем на 7°. В Санкт-Петербурге (около 60° с. ш.) белые ночи продолжаются с 11 июня по 2 июля, а в Архангельске (64° с. ш.) — с 13 мая по 30 июля.

Пояса освещённости . Следствием годового движения Земли и её суточного вращения является неравномерное распределение солнечного света и тепла по земной поверхности. Поэтому на Земле существуют пояса освещённости.

Между Северным и Южным тропиками по обе стороны от экватора пролегает тропический пояс освещённости. Он занимает 40 % земной поверхности, на которые приходится наибольшее количество солнечного света. Между тропиками и полярными кругами в Южном и Северном полушариях находятся умеренные пояса освещённости, получающие меньшее количество солнечного света, чем тропический пояс. От полярного круга до полюса в каждом полушарии расположены полярные пояса. Этой части земной поверхности меньше всего достаётся солнечного света. В отличие от других поясов освещённости только здесь бывают полярные дни и ночи.

Вопросы и задания

  1. Объясните, как происходит смена времён года на Земле. Чем характеризуются времена года в вашей местности?
  2. Определите по географической карте, в каких поясах освещённости расположена территория нашей страны.
  3. Выпишите из учебника все следствия вращения Земли вокруг своей оси.

Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за 365 суток и 6 часов. Для удобства принято считать, что в году 365 дней. А через каждые четыре года, когда «накопятся» лишние 24 часа, наступает високосный год, в котором не 365, а 366 дней (29 — в феврале).

В сентябре, когда после летних каникул вы снова приходите в школу, наступает осень. Дни становятся короче, а ночи — длиннее и прохладнее. Через месяц-другой с деревьев опадут листья, улетят перелётные птицы, в воздухе закружатся первые снежинки. В декабре, когда снег укроет белой пеленой землю, придёт зима. Наступят самые короткие дни в году. Восход Солнца в это время поздний, а заход ранний.

В марте, когда приходит весна, дни удлиняются, солнце светит всё ярче, воздух становится теплее, кругом начинают журчать ручьи. Природа вновь оживает, и вскоре начинается долгожданное лето.

Так было и будет всегда из года в год. А задавались ли вы когданибудь вопросом: почему происходит смена времён года?

Географические следствия движения Земли

Вы уже знаете, что у Земли два основных движения: она вращается вокруг своей оси и обращается по орбите вокруг Солнца. При этом земная ось наклонена к плоскости орбиты на 66,5°. Движение Земли вокруг Солнца и наклон земной оси определяют на нашей планете смену времён года и продолжительность дня и ночи.

Два раза в году весной и осенью — наступают дни, когда на всей Земле долгота дня равна долготе ночи — 12 часов. День весеннего равноденствия наступает 21-22 марта, день осеннего равноденствия 22 23 сентября. На экваторе день всегда равен ночи.

Самый длинный день и самая короткая ночь на Земле наступают в Северном полушарии — 22 июня, а в Южном — 22 декабря. Это дни летнего солнцестояния.

После 22 июня, вследствие перемещения Земли по орбите, в Северном полушарии высота Солнца над постепенно уменьшается, дни становятся короче, а ночи — длиннее. А в Южном полушарии Солнце поднимается над горизонтом выше и световой день увеличивается. Южное полушарие получает всё больше солнечного тепла, а Северное — всё меньше.

Самый короткий день в Северном полушарии наступает 22 декабря, а в Южном 22 июня. Это день зимнего солнцестояния.

На экваторе угол падения солнечных лучей на земную поверхность и продолжительность дня изменяются мало, поэтому смену времён года там заметить практически невозможно.

О некоторых особенностях движения нашей планеты

На Земле есть две параллели, на которых Солнце в полдень в дни летнего и зимнего солнцестояния находится в зените, то есть стоит прямо над головой наблюдателя. Такие параллели именуются тропиками. На Северном тропике (23,5° с. ш.) Солнце в зените бывает 22 июня, на Южном тропике (23,5° ю. ш.) — 22 декабря.

Параллели, расположенные на 66,5° северной и южной широты, называются полярными кругами. Они считаются границами территорий, где наблюдаются полярные дни и полярные ночи. Полярный день — это период, когда Солнце не опускается за горизонт. Чем ближе от полярного круга к полюсу, тем длиннее полярный день. На широте полярного круга он длится всего одни сутки, а на полюсе — 189 суток. В Северном полушарии на широте Северного полярного круга полярный день начинается 22 июня в день летнего солнцестояния, а в Южном — 22 декабря. Продолжительность полярной ночи бывает от одних суток (на широте полярных кругов) до 176 (на полюсах). Всё это время Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии это явление природы начинается 22 декабря, а в Южном — 22 июня.

Нельзя не отметить и тот чудесный период в начале лета, когда вечерняя заря сходится с утренней и всю ночь длятся сумерки, белые ночи. Наблюдаются они в обоих полушариях на широтах, превышающих 60 , когда Солнце в полночь опускается за горизонт не более чем на 7°. В (около 60° с. ш.) белые ночи продолжаются с 11 июня по 2 июля, а в Архангельске (64° с. ш.) — с 13 мая по 30 июля.

Пояса освещённости

Следствием годового движения Земли и её суточного вращения является неравномерное распределение солнечного света и тепла по земной поверхности. Поэтому на Земле существуют пояса освещённости.

Между Северным и Южным тропиками по обе стороны от экватора пролегает тропический пояс освещённости. Он занимает 40 % земной поверхности, на которые приходится наибольшее количество солнечного света. Между тропиками и полярными кругами в Южном и Северном полушариях находятся умеренные пояса освещённости, получающие меньшее количество солнечного света, чем тропический пояс. От полярного круга до полюса в каждом полушарии расположены полярные пояса. Этой части земной поверхности меньше всего достаётся солнечного света. В отличие от других поясов освещённости только здесь бывают полярные дни и ночи.

Земля движется одновременно вокруг своей оси (суточное движение) и вокруг Солнца (годовое движение). Благодаря движению Земли вокруг своей оси происходит смена дня и ночи. Полный оборот вокруг своей оси земной шар совершает приблизительно за 24 часа, т.е. за сутки. Эпоха является главной единицей отсчета времени на нашей планете. На каждом меридиане время суток в один момент не одинаков, что связано с неравномерным освещением земного шара солнечными лучами. Поэтому время на конкретном меридиане определяется как солнечный, или местный.

Если территория страны очень длинная с запада на восток, местное время в разных ее частях неодинаков. Это неудобно в практической деятельности. Поэтому по международной договоренности Землю поделили на 24 часовых пояса (от нулевого до 23-го) и ввели поясное время. Протяженность каждого часового пояса (с запада на восток) составляет 15 °. Границы часовых поясов проводят иногда с учетом государственных границ. Часовой пояс разделен пополам центральным меридианом. Солнечное время центрального меридиана каждого пояса является поясным. Местное время Гринвичского (начального) меридиана называется всемирным.

Карта часовых поясов

Рассмотрите карту часовых поясов .
В скольких поясах расположена Африка? Определите, сколько времени по местному и поясным временем в городах Буэнос-Айрес и Канберра, если в Киеве полдень.

Если двигаться с востока на запад вокруг земного шара, то в каждом следующем часовом поясе придется стрелки часов переводить на один час назад. В конце такого путешествия (после прохождения 24 часовых поясов) окажется, что одни сутки «утеряна».

После завершения кругосветной экспедиции спутники Магеллана узнали, что вернулись в пятницу. Но по их расчетам должен быть четверг. Путешественники потеряли сутки, поскольку двигались с востока на запад. Следовательно, они сделали вокруг оси на один оборот меньше, чем те, кто никуда не ездили.

При движении вокруг света «против солнца», то есть с запада на восток, стрелки часов переводят в каждом последующем часовом поясе на один час вперед, и тогда в конце такого движения одни сутки окажется «лишним».

По международному соглашению для того, чтобы не было недоразумений с календарем, по 180-му меридиану проведена линия перемены дат. (Найдите ее на карте.) Она проходит по наименее заселенной территории Земли. От этой линии отсчитывается новая эпоха, которая «движется» с востока на запад. Поэтому при пересечении в этом направлении линии перемены дат прилагается одни сутки. Например, вместо 1 мая сразу наступает 2 мая. Если перемещаться в обратном направлении, то одну и ту же сутки придется отсчитывать дважды: после 15 декабря снова будет 15 декабря.

Смена дня и ночи приводит суточные ритмы в природе, то есть регулярное повторение в течение суток различных природных процессов. К ним относятся закономерные изменения в освещении поверхности Земли, в температуре воздуха, в направлении брызг т.д.. Не менее ярко суточные ритмы проявляются и в живой природе. Например, много цветов раскрываются, а затем закрываются в определенное время суток. Большинство видов животных спят ночью, отдельные, наоборот, становятся активными именно в это время. Жизнь человека также подчинено суточным ритмам.
С вращением Земли вокруг своей оси связана и форма планеты. Важным следствием такого вращения является отклонение любых тел на поверхности Земли, движущихся горизонтально, — рек, морских течений, воздушных масс и др.. В Северном полушарии они отклоняются вправо, в Южном — влево. От экватора до обоих полюсов это отклонение постепенно увеличивается.

Главные географические последствия вращения Земли вокруг своей оси:

  • Смена дня и ночи и суточная ритмичность природных явлений;
  • Форма планеты — сплющена у полюсов и несколько расширенная у экватора;
  • Возникновение природной силы , под действием которой все движущиеся тела на поверхности земли отклоняются в Северном полушарии вправо, а в Южном — влево.

Земля движется вокруг Солнца по орбите, которая имеет форму эллипса. Ось Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66 ° 33 ‘который не изменяется вследствие движения Поэтому на орбите возникают четыре характерных положения Земли относительно Солнца: летнее и зимнее солнцестояния и весеннее и осеннее равноденствие.

На экваторе, который разделяет земной шар на два полушария — Северную и Южную, угол падения солнечных лучей (и количество тепла) мало изменяются в течение года. Поэтому здесь нет известных нам времен года: зимы, лета, осени, весны.

Параллели, между которыми солнце в полдень может занимать высокое, так называемое зенитальным, положение, когда угол падения солнечных лучей равен 90 °, называют тропиками. Различают Северный и Южный тропики. (Найдите их на карте и определите широту каждого.) На них Солнце находится в зените один раз в год.

Две причины смены времен года. Смена времен года происходит потому, что земля вращается вокруг солнца

Объяснить студентам причину смены на Земле времен года — это, наверное, самая сложная задача для любого преподавателя астрономии. Как бы преподаватель ни старался объяснить, что смена времен года никак не связана с тем, насколько далеко Земля находится от Солнца, многие или даже большинство студентов в это не верят. Проведенные опросы показали: даже выпускники Гарвардского университета думают, что лето — это когда Земля находится ближе всего к Солнцу, а зима — когда Земля дальше всего от Солнца.

При этом студенты забывают, что, когда в Северном полушарии лето, в Южном полушарии — зима. И когда в Австралии лето, в России — зима. Но и Австралия, и Россия находятся на одной и той же планете Земля.

Истинная причина смены времен года — это наклон земной оси (рис. 5.2). Ось вращения, воображаемая линия, соединяющая северный и южный полюса Земли, не перпендикулярна плоскости земной орбиты, по которой она движется вокруг Солнца. И отклонение оси от перпендикуляра составляет 23,5°. Ось направлена на север в точку среди звезд возле Полярной звезды. (На самом деле, ось медленно меняет свое направление и со временем будет указывать не на Полярную, а на другую звезду. )

Рис. 5.2. Смена времен года

В настоящее время Полярная звезда (т. е. та, на которую указывает северный полюс Земли) — это

Ось Земли направлена «вверх» сквозь Северный полюс и «вниз» — сквозь Южный. Когда Земля находится на одной стороне своей орбиты, ось, направленная «вверх», указывает тоже примерно в сторону Солнца, поскольку в полдень в Северном полушарии Солнце находится высоко в небе. Через шесть месяцев ось, направленная «вверх», теперь будет указывать в противоположную сторону от Солнца. На самом деле, ось всегда направлена в одном и том же направлении в космосе, но теперь Земля находится с противоположной стороны от Солнца.

Лето приходит в Северное полушарие, когда ось, направленная через Северный полюс вверх, указывает примерно в сторону Солнца. В этой ситуации Солнце в полдень находится выше над горизонтом, чем во все остальные сезоны года, поэтому оно лучше освещает Северное полушарие и дает больше тепла. В это же самое время ось, проходящая вниз через Южный полюс, направлена от Солнца, поэтому Солнце в полдень находится ниже над горизонтом, чем в любое другое время года, и хуже освещает Южное полушарие. В это время в Австралии наступает зима.

Летом светлого времени суток больше, чем зимой, потому что Солнце находится выше над горизонтом. Поэтому ему требуется больше времени, чтобы сначала подняться на эту высоту, а потом — спуститься. И, поскольку день длится дольше, в это время года теплее.

По мере того как Земля движется по орбите вокруг Солнца, кажется, что Солнце перемещается по небу по некой окружности, которая называется эклиптикой (об этом говорилось в главе 3). Плоскость эклиптики наклонена к плоскости экватора точно под таким же углом, как ось Земли — 23,5°. С этой точки зрения определим следующие понятия.

Момент пересечения небесного экватора центром видимого солнечного диска. Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное и обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие бывает около 23 сентября. Вблизи равноденствия продолжительность дня в средних широтах примерно равна продолжительности ночи.

Когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное, т. е. пересекает небесный экватор «снизу вверх», наступает первый день весны, который называется днем весеннего равноденствия . Он приходится на 20–21 марта. В Южном полушарии Земли наступает астрономическая осень, а в Северном — астрономическая весна. Вблизи равноденствия продолжительность дня в средних широтах примерно равна продолжительности ночи.

Когда Солнце достигает самой высокой (северной) точки на эклиптике, это день летнего солнцестояния . Приходится примерно на 21–22 июня. С этого дня в Северном полушарии начинается астрономическое лето, а в Южном — астрономическая зима.

Когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, т. е. пересекает небесный экватор «сверху вниз», это начало осени, день осеннего равноденствия . Обычно он приходится примерно на 23 сентября. В Южном полушарии Земли наступает астрономическая весна, а в Северном — астрономическая осень.

Когда Солнце достигает самой нижней (южной) точки на эклиптике, это день зимнего солнцестояния . Приходится примерно на 21–22 декабря. С этого дня в Северном полушарии начинается астрономическая зима, а в Южном — астрономическое лето.

Смена времён года неразрывно связана с наклоном земной оси . Наша голубая планеты движется вокруг Солнца по эллиптической орбите (лат. orbita — колея, дорога). Кроме этого Земля вращается вокруг собственной оси. Мы не ощущаем всего этого многообразия движений в космическом пространстве. Каждое утро яркое светило поднимается из-за горизонта на востоке, катится по небу раскалённым белым диском, а затем исчезает за горизонтом на западе. Багровый закат переходит в сумерки, а затем на землю опускается ночь.

Зимой Солнце выглядывает из-за горизонта всего на треть суток. Рассвет наступает поздно, а сумерки всегда ранние. Летом картина совсем иная. Светило забирается высоко в небо и долго движется по небосводу. Время его в пути доходит до 16 часов. Люди просыпаются, когда за окном уже брезжит рассвет, а засыпают, не дождавшись заката.

Во всём этом как раз и виноват наклон земной оси. Под земной осью подразумевается воображаемая линия, соединяющая Северный и Южный полюса. Причём она располагается под наклоном по отношению к плоскости эклиптики. Это означает, что в определённые моменты времени Северный полюс находится ближе к Солнцу, чем Южный. А в другие моменты времени всё наоборот — Южный полюс ближе, а Северный дальше.

Угол между осью и плоскостью равен на сегодняшний день 23,44 градуса. Но величина эта не постоянная. Каждый год она меняется на 0,47 секунды, причём в сторону уменьшения.

Орбита Земли не является идеальным кругом, в центре которого находится Солнце. Это эллипс с эксцентриситетом 0,0167. Поэтому у планеты есть минимально и максимально удалённые точки на орбите. В афелии расстояние до светила составляет 152,083 млн. км, а в перигелии эта величина соответственно равна 147,117 млн. км.

Перигелий планета проходит примерно 3 января. В это время к Солнцу повёрнуто Южное полушарие, где лето в самом разгаре. За счёт более близкого расстояния оно получает и больше солнечной энергии, чем Северное полушарие. Однако этот эффект и смена времён года никак не связаны. Хотя солнечной энергии и больше, но весь её избыток поглощается водами мирового океана. Их основная масса как раз и сосредоточена в южных районах планеты.

Зима, лето, весна и осень зависят только от наклона земной оси . Во время движения Земли вокруг Солнца этот наклон не меняется. Вот поэтому на одной части своей траектории наша голубая планета больше повёрнута к светилу нижней половиной. А на другом отрезке пути больше тепла получает верхняя половина.

Представьте, что вы стоите возле костра. Лицу и груди тепло, а вот спине прохладно. Не меняя положение тела, обойдите костёр и встаньте с другой стороны. Теперь греется спина, а лицо и грудь лишены тепла. То же самое происходит и с планетой, когда она вращается вокруг жёлтой звезды.

Моменты, когда высота Солнца над горизонтом достигает максимума или минимума, называются солнцестоянием . Летнее солнцестояние приходится на 21-22 июня. Это самый длинный день в году. А вот самый короткий день наблюдается во время зимнего солнцестояния. Приходится он на 21-22 декабря. Весной 20-21 марта и осенью 22-23 сентября наступает равноденствие . Это периоды, когда продолжительность дня равна продолжительности ночи.

Смена времён года в разных полушариях происходит за разные периоды времени. Так в Северном полушарии осень наступает после 93,6 летних суток и продолжается 89,9 суток. Зима, соответственно, тянется 89 суток, а на весну приходится 92,8 суток. В Южном полушарии летний период заканчивается после 89 суток. Осень длится 92,9 суток. Зиме отводится 93,6 суток, а на весну приходится 89,9 суток. Всем этим мы обязаны наклону оси и земной орбите. Именно они и отвечают за разные годовые периоды и дарят нам тёплые летние и студёные зимние дни.

Смена времён года – природное явление, к которому мы относимся как к совершенно обыденной вещи, но, тем не менее, этот процесс обусловлен самыми что ни на есть глобальными астрофизическими «катаклизмами». Мы не можем их заметить даже вооружённым глазом, как, например, затмение Солнца, и всё-таки они есть.

Если говорить упрощённо, то времена года – это периоды, на которые можно разделить годовой цикл. Причём это разделение достаточно условно – ведь не существует в погодном и климатическом смысле совершенно чёткой границы смены сезонов. Например, основными характеристиками зимы являются холод и снег (для средней полосы России, к примеру). Однако в марте иногда бывает гораздо более холодно и снежно, чем в январе. Неспроста существует поговорка: «пришёл марток – одевай трое порток». Так что когда мы говорим о смене времён года, то мы должны понимать, о чём именно говорим. Условно говоря, времена года разделяются по способу их определения. А этих способов несколько.

Автор фото, представленного выше, делал снимки одного и того же места каждый день в течение года. Результат собран в одном фото – условно, каждая вертикальная линия соответствует одному календарному дню. Наглядно, не правда ли?

Наиболее привычным для нас является определение годовых циклов по календарю. Это самое условное деление, придуманное человеком исключительно для удобства. Названия месяцев и их начало носят условный характер, в разных календарях оно определено, скажем так, схематично. Достаточно вспомнить разницу между (которым мы сейчас пользуемся) и юлианским календарём. Последний был в ходу до революции 1917 года. И им до сих пор пользуется православная церковь. По григорианскому календарю смена времён года происходит примерно на 13 дней позже. Кто застал советские времена, помнит, что мы праздновали День Октябрьской (!) Революции 7 ноября, хотя случилась она на самом деле 25 октября.

Кстати говоря, деление на 4 сезона (в каждом по 3 месяца) принято у большинства народов мира, но далеко не у всех. Например, в саамском календаре восемь сезонов, а у индусов – шесть.

Астрономический способ определения времени года – менее условный и не зависящий от человека. При астрономическом способе определения лета, осени, зимы и весны, за точку отсчёта берутся не конкретные даты в календаре, а моменты времени, в которые происходят солнцестояния и равноденствия. В моменты солнцестояния начинаются зима и лето, а в моменты равноденствия – весна и осень. Так, например, в 2015 году зима началась 22 декабря (2014 года) в 4:48 утра, весна – 20 марта в 22:45, лето – 21 июня в 16:38, а осень – 23 сентября в 8:20 утра. Очевидно, что с точки зрения погодных условий, это больше похоже на правду.

Почему происходят циклические изменения климата

Основная причина смены времён года известна – сезоны меняются из-за того, что Земля имеет наклонную ось. Вследствие этого, в разные моменты времени наша планета получает разное количество тепла и солнечного света в разных широтах.

С 22 сентября по 21 марта Земля находится в таком положении относительно Солнца, что её северное полушарие обращено к звезде меньшую часть суток и солнечные лучи падают под меньшим углом, соответственно, меньше прогревается солнечным светом. В Южном же полушарии в это время всё как раз наоборот. Проходит полгода, и наша планета перемещается уже на обратную точку своей орбиты. И опять же, из-за наклона оси уже Северное полушарие гораздо больше времени обращено своей поверхностью к Солнцу, а, следовательно, получает больше тепла. Вот, собственно, так и происходит смена времен года.

Как известно, на Земле нет определенного времени года, времена года на Земле постоянно меняются, причем это происходит весьма удивительным способом. Всем давно известно, что цикл времен года повторяется каждый год и благодаря особому наклону Земли относительно Солнца эти времена года повторяются вновь и вновь без всяких сбоев и недочетов. Теплая и прекрасная весна сменяет холодное зимнее время года, жаркое лето, в свою очередь, сменяет весну, затем осень, когда природа начинает готовиться к холодам, сменяет лето и, наконец, зима сменяет осень. Мы так привыкли к такому ритму жизни природы и порой даже не знаем как так получается, что количество солнечного тепла меняется относительно целого года ведь расстояние от Земли до Солнца остается прежним.

Откуда появились времена года на Земле?

Когда Земля была еще совсем молодой и на ней не было ничего кроме раскаленной поверхности. Поверхность планеты Земля была очень горячей и в это время с Землей случилось самое загадочное и невероятное явление, которое навсегда изменило облик нашей планеты в Солнечной системе. Всему виной – Луна, которую мы наблюдаем сегодня в ночном небе. Когда была Земля еще совсем молодой с ней столкнулось другое большое, относительно Земли, космическое тело, после которого и образовалась Луна, но это не только дало нам прекрасного ночного спутника в небе, но и сдвинула нашу ось и сделала её просто уникальной. Случайно ли было всё это? На этот вопрос, возможно, в далеком будущем мы получим ответ. Спустя некоторое время после этих событий создалась возможность появления жизни на Земле. Сегодня существует множество гипотез возникновения Земли, каждая из которых противоречит другой и истина так и не была найдена.

Как меняются времена года на Земле?

Смена времен года происходит на нашей планете с давних времен. Так как же происходит смена времен года на Земле? Начнем, пожалуй, с зимы. Это время года гораздо холоднее, чем остальные. Зимой в северном полушарии выпадает снег и устанавливаются морозы, а в южном полушарии дела обстоят совершенно по-другому. С декабря по февраль там устанавливается жаркое лето. сыграли большую роль в формировании климата. Из-за особого наклона нашей планеты. С декабря по февраль Южное полушарие нашей планеты наклонено к Солнцу более, чем Северное и, поэтому, южное полушарие получает больше тепла и света, чем северное. В то время как на юге лето, на севере – зима с полярной ночью за северным полярным кругом.

В день весеннего равноденствия 20 марта Земля совершает поворот к Солнцу и Солнце теперь находится в зените над экватором. В это время на обоих полушариях день равен ночи и оба полушария получают одинаковое количество тепла и света. На южном полушарии наступает осень, а на северном – весна. Затем Земля начинает поворачиваться к Солнцу другой стороной и теперь больше света и тепла получает северное полушарие и там наступает лето, в то время как другое полушарие охватывает зима.

В день летнего солнцестояния Солнце становится в Зените над Северным полушарием. Теперь в южном полушарии наступает зима, с южной полярной ночью, а в северном полушарии устанавливается лето. 22 сентября – день осеннего равноденствия и Солнце вновь находится в зените над экватором, теперь на северном полушарии наступает осень, а на южном – весна. Земля теперь поворачивается к Солнцу южным полушарием и с декабря по февраль там наступает лето.

Этот цикл повторяется из года в год, создавая изменения времен года на Земле. Благодаря особому наклону Земли к Солнцу времена года на планете меняются и дают нам такую разнообразную и по-своему красивую природу в каждый из этих времен года. После появления циклического изменения времен года бурно началась . Некоторое виды начали приспосабливаться к своим ареалам обитания и привыкать в циклическому изменению времен года.

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.

Смена времён года

Напомним, что смена времён года определяется двумя обстоятельствами: обращением Земли вокруг Солнца со скоростью около 30 км/сек и наклоном земной оси к плоскости эклиптики под углом 66°,5 (точнее: 66°33’15″ в 1950 г.), причём во время годового движения Земли ось её практически остаётся в пространстве параллельной самой себе.

Для уяснения причин, вызывающих чередование времён года, достаточно рассмотреть положения Земли относительно Солнца, занимаемые ею 22 июня, 23 сентября, 22 декабря и 21 марта.

В положении 22 июня, когда северный полюс обращён к Солнцу, солнечные лучи падают отвесно только на параллели, отстоящей на 23°,5 к северу от экватора (тропик Рака). Светораздельная плоскость, которая всегда перпендикулярна солнечным лучам, делит земной шар таким образом, что затенённый сектор в северном полушарии оказывается наименьшим, в южном — наибольшим. Любая параллель северного полушария большей своей частью лежит в освещённом секторе, а параллель, отстоящая от полюса на 23°,5 (полярный круг), лежит вся в этом секторе. Значит, всюду день длиннее ночи, а на пространстве от полярного круга до северного полюса Солнце вовсе не заходит. В южном полушарии условия противоположные.

Земля всегда, при любом своем положении, каждые сутки непрерывно теряет тепло в продолжение 24 часов. Получает же она тепло только днём. Чем длиннее день, тем более теплоотдача Земли возмещается притоком солнечного тепла, тем сильнее Земля нагреется. В рассматриваемый момент, очевидно, продолжительность радиации велика: день длинный, а за короткую ночь Земля не успевает сильно охладиться, поэтому приход тепла на Землю больше его расхода. Кроме того, раз Солнце стоит в зените над северным полушарием, всюду в этом полушарии увеличивается угол падения солнечных лучей, т. е. усиливается интенсивность радиации. Усиления радиации вместе с увеличением продолжительности освещения и создают положительный баланс тепла.

День 22 июня называется днём летнего солнцестояния, так как после него в течение нескольких дней высота Солнца в полдень почти не меняется. Летнее солнцестояние является началом астрономического лета в северном полушарии; в южном полушарии начинается зима.

Совсем другие условия наступают для северного полушария 22 декабря. Северный полюс обращён в сторону от Солнца. Солнечные лучи падают отвесно только на параллели, отстоящей на 23°,5 к югу от экватора (тропик Козерога): только здесь, и нигде больше, Солнце стоит в зените. Светораздельная плоскость проходит так, что в северном полушарии освещённый сектор меньше затенённого: дни короткие, ночи длинные, а на полярном круге и за ним до северного полюса Солнце вовсе не восходит. Поскольку Солнце стоит в зените над южным полушарием, в северном полушарии угол падения солнечных лучей везде уменьшается. Ослабление интенсивности радиации вместе с уменьшением продолжительности освещения создают отрицательный баланс тепла: в северном полушарии 22 декабря (зимнее солнцестояние) начинается астрономическая зима, в южном полушарии начинается лето.

В дни весеннего (21 марта) и осеннего (23 сентября) равноденствий условия поступления солнечного тепла будут промежуточными по сравнению с зимой и летом. В эти моменты Земля находится в точках пересечения своего пути с плоскостью небесного экватора; поэтому светораздельный круг, проходя через оба полюса, делит каждую земную параллель пополам, и на всей Земле день равен ночи. Солнце в зените на экваторе.

Из сопоставления всего изложенного следует, что Солнце в зените бывает только в местностях, расположенных между тропиками Рака и Козерога: на тропиках по одному разу в год, в остальных пунктах этого пояса по два раза в год. Между тропиками Солнце бывает в зените в те дни, когда его склонение равно широте места.

В соответствии со вторым законом Кеплера, радиус-вектор Земли (т. е. прямая, соединяющая центры Земли и Солнца) при её годовом движении описывает в равные времена равные площади. Так как орбита Земли есть эллипс, то равные по площади секторы его будут стягиваться дугами различной длины. Чем ближе Земля к Солнцу, тем быстрее движется она по орбите; в наибольшем же приближении к Солнцу Земля находится в зимнее для северного полушария время. Отсюда можно заключить, что тёплое полугодие (т. е. период, в течение которого день длится более 12 час.) в северном полушарии продолжительнее зимнего. Это превышение составляет около 8 суток (7 сут. 14 час.). Стало быть, в южном полушарии холодное полугодие на такое же количество времени длиннее, чем тёплое. Весеннюю (для северного полушария) часть своей орбиты Земля проходит в 93 суток, летнюю в 94, осеннюю в 90 и зимнюю в 89. Для южного полушария цифры остаются те же, но наименования сезонов меняются на противоположные.

Значение смены времён года для жизни ландшафтной оболочки исключительно велико. Её важнейшим следствием является изменение напряжения солнечной радиации в году и, в непосредственной связи с этим, годовой ход температуры. Впрочем, это изменение температуры не всюду протекает однородно.

В поясе, заключённом между тропиками, лучи Солнца в полдень всё время падают под большим углом, разница в продолжительности дня и ночи невелика. Приток тепла в году происходит сравнительно равномерно, без заметных колебаний; поэтому здесь и нет отчётливого деления года на сезоны по температурному признаку.

В областях, расположенных между полюсами и полярными кругами, бывают дни и периоды, когда Солнце не восходит, а также дни и периоды, когда оно всё время находится над горизонтом: день и ночь могут длиться больше суток (на полюсах по полгода). Полярная ночь светлее, чем ночь в умеренных широтах, чему способствуют неглубокое стояние Солнца под горизонтом, полярные сияния и ослепительно чистый покров снега: по словам Н. Пинегина, в такую ночь при луне ясно можно видеть мушку ружья. В полярных и близких к ним странах минимальные температуры наблюдаются в конце полярной ночи: зимнее выхолаживание земной поверхности вызывается здесь длительным и полным отсутствием радиации. Наиболее высокие температуры — в июле — августе. Разница между зимними и летними температурами очень велика, и в первом приближении год в холодном поясе достаточно делить всего на два сезона: холодный и тёплый. Можно было бы ожидать, что в тёплое время года, когда Солнце в ряде мест совсем не заходит на протяжении нескольких месяцев, непрерывная, круглосуточная радиация должна способствовать заметному обогреванию земной поверхности. Но этому препятствует постоянно низкое положение Солнца над горизонтом: его лучи встречают Землю под очень острым углом, и, кроме того, пронизывая значительную толщу атмосферы, заметно поглощаются и рассеиваются.

В каждом полушарии только между полярным кругом и тропиком в сущности и выражено вполне отчётливо деление года на весну, лето, осень и зиму. В соответствии с большой высотой Солнца летом и малой высотой зимой колебания температуры в году достаточно резки (над морем 10—15°, над сушей 40—50°).

Поскольку в природе все явления друг с другом неразрывно связаны, то годовой ход температуры, обусловленный годовым ходом радиации, влечёт за собой множество других явлений, ритм которых оказывается более или менее параллельным ритму температурных изменений. Возникают целые группы сезонных изменений в ландшафтной оболочке. Атмосферные осадки зимой выпадают в твёрдом виде, реки замерзают, происходит смена растительных аспектов, особенно ярко выраженная в умеренных широтах. Безлистные деревья, стоявшие в снегу, весной опушаются нежной зеленью, зелёное их убранство к осени меняет окраску и начинает беднеть в результате листопада, а зимой снег покрывает уже голые сучья. Такая же периодичность намечается и в жизни животных: некоторые на зиму впадают в спячку, другие совершают миграции в поисках более обильной пищи. У некоторых меняются окраска и густота шерсти, нарастает подкожный жировой слой, т. е. происходят явления, имеющие для человека и хозяйственный интерес: шерсть, мех, жир — всё это сезонные образования, результат обращения Земли вокруг Солнца. Да и в самой хозяйственной деятельности, человека, особенно связанной с сельским хозяйством, охотой, рыбной ловлей, проявляется сезонная периодичность.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца Форма и размеры Земли

Земля шарообразна, однако, это не идеальный шар. Из-за вращения планета немного сплюснута у полюсов, такую фигуру принято называть сфероидом или геоидом — «подобным земле».

Земля огромна, ее размер трудно представить. Основные параметры нашей планеты следующие:

  • Диаметр — 12570 км
  • Длина экватора — 40076 км
  • Длина любого меридиана — 40008 км
  • Общая площадь поверхности Земли — 510 млн. км2
  • Радиусу полюсов — 6357 км
  • Радиусу экватора — 6378 км

Земля одновременно вращается вокруг солнца и вокруг собственной оси.

Какие виды движения Земли вам известны?
Годовое и суточное вращение Земли

Вращение Земли вокруг своей оси

Земля вращается вокруг наклонной оси с запада на восток. Половина земного шара освещается солнцем, там в это время день, вторая половина находится в тени, там ночь. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи. Один оборот вокруг своей оси Земля делает за 24 часа — сутки.

Из-за вращения происходит отклонение движущихся потоков (рек, ветров) в северном полушарии — вправо, а в южном — влево.

Вращение Земли вокруг Солнца

Вокруг солнца Земля вращается по круговой орбите, полный оборот совершается за 1 год. Земная ось не вертикальна, она наклонена под углом 66,5° к орбите, угол этот остается постоянным во время всего вращения. Главным следствием этого вращения является смена времен года.

Рассмотрим крайние точки вращения Земли вокруг Солнца.

 

  • 22 декабря — день зимнего солнцестояния. Ближе всего к солнцу (солнце находится в зените) в этот момент находится южный тропик — поэтому в южном полушарии лето, в северном – зима. Ночи в южном полушарии короткие, на южном полярном круге 22 декабря день длится 24 часа, ночь не наступает. В северном полушарии все, наоборот, на северном полярном круге ночь длится 24 часа.
  • 22 июня — день летнего солнцестояния. Ближе всего к солнцу находится северный тропик, в северном полушарии лето, в южном – зима. На южном полярном круге ночь длится 24 часа, а на северном ночь не наступает вовсе.
  • 21 марта, 23 сентября — дни весеннего и осеннего равноденствий Ближе всего к солнцу находится экватор, день равен ночи в обоих полушариях.

Смена времён года — презентация онлайн

1. Тема урока: Смена времён года.

Краевое государственное бюджетное общеобразовательное учреждение для
обучающихся, воспитанников с ограниченными возможностями здоровья
«Барнаульская общеобразовательная школа-интернат № 5».
Тема урока:
Смена времён года.
Телегина Н.И.
учитель биологии

2. План характеристики погоды: 1.Температура воздуха 2.Наличие и сила ветра 3.Облачность 4.Осадки

3. Исключи лишнее: Мороз, снег, гололёд, ручьи.

4. Исключи лишнее: Прилёт птиц, ручьи, капель, метель.

5. Исключи лишнее: Зреют ягоды, жара, каникулы, катание на лыжах.

6. Исключи лишнее: Листопад, изморозь на траве, созревание урожая, купание в реке.

7. Тема урока:

Смена времен года.

8. Должны знать:

Причину
смены времён
года.

9. Должны уметь:

Определять
времена года.

10. Почему происходит смена времён года?

11. Отметь правильное утверждение. А) Земля вращается вокруг Солнца. Б) Солнце вращается вокруг Земли. В) Солнце – это планета.

12. сутки 24 часа год 365 дней

Земля постоянно движется. Она
вращается вокруг своей оси. Полный
оборот она совершает за сутки , или за
24 часа.
Земля вращается вокруг Солнца.
Полный оборот она совершает за год,
или за 365 дней.

15. Физкультминутка

Ходьба на месте.
Выше ноги! Стой, раз, два!
Плечи выше поднимаем,
А потом их опускаем
Руки перед грудью ставим
И рывки мы выполняем.
Пять раз подпрыгнуть нужно,
Скачем выше, скачем дружно!
Мы колени поднимаемШаг на месте выполняем.
От души мы потянулись,
И на место вновь вернулись.

16. Зимой Солнце поднимается невысоко, его лучи будто бы скользят по поверхности и поэтому греют слабо. Зимой день короткий, а ночь

длинная.

17. Летом солнце поднимается высоко, дни длинные, лучи падают на Землю почти вертикально, поэтому земля хорошо прогревается.

Весной Солнце медленно
поднимается вверх и начинает
лучше прогревать землю.
Осенью Солнце поднимается
невысоко, земля медленно
охлаждается.

21. Назовите причины смены времён года?

Смена времён года связана с
движением Земли вокруг Солнца.
Изменение нагрева земной
поверхности.
1
У меня
есть
вопросы.
2
Я всё понял
на уроке.
3
Я хотел бы
почитать о…

24. Спасибо за урок!

Почему меняются времена года?

Наступает осень, и времена года меняются.

Но вы можете объяснить, почему меняются времена года?

Удивительно, сколько людей не могут точно объяснить причины, по которым наши времена года меняются каждый год. В известном короткометражном видео выпускники Гарварда продемонстрировали, как даже очень образованные люди часто не понимают фундаментальных наук. Когда десятки людей после выпуска из Гарварда попросили объяснить, что вызывает смену времен года, многие из них не смогли идентифицировать наклон Земли на ее орбите как причину смены времен года.Вместо этого они продемонстрировали, насколько они потеряны в своих «частных вселенных», когда попытались дать различные ненаучные объяснения времен года. Например: многие пытались объяснить летнюю жару и холод зимы как результат расстояния между Землей и Солнцем на различных участках земной орбиты.

Поскольку Земля вращается, это не могло быть правильным. Разве вся Земля, как север, так и юг, не находится на одинаковом расстоянии от Солнца в любой момент времени? Разве ежедневное вращение Земли не поможет всем согреться? Нет, объяснение, основанное на расстоянии от Солнца, не может объяснить неравномерный нагрев Земли и смену времен года между Северным и Южным полушариями.

Фактически, угол наклона Земли на 23 o и дает нам времена года. Наклон Земли по сравнению с ее орбитой вокруг Солнца дает северному полушарию больше солнечного света в июле и приводит к нашему северному лету. В то же время меньшее количество дневного солнечного света
, которое испытывает южное полушарие в июле, дает
солнечного света в их южную зиму — в то же время, что и наше северное лето.

Итак, вспомните, что на самом деле является причиной смены времен года, когда в следующий раз вы заметите красивые осенние цвета, первый снег зимы, самое раннее цветение весны или тепло летнего вечера.Спросите своих друзей, знают ли они, что вызывает смену времен года, и обсудите с ними, насколько хорошо наука может помочь нам объяснить наш мир.

Что вызывает времена года и какие времена года?

Сезоны — это изменения погодных условий. Сезон можно определить как распределение календарного года по фазам, которые отмечены изменениями температуры, осадков, растительности и продолжительности дня и ночи. Времена года связаны с положением Земли по отношению к Солнцу.

Времена года обычно делятся на весну, лето, осень и зиму, хотя есть исключения в таких регионах, как Северный полюс и Южный полюс. Экваториальные и тропические районы имеют длительный период дождей, известный как сезон муссонов. В местах около экватора обычно не бывает зимы. Такие виды деятельности, как сельское хозяйство, в значительной степени зависят от сезона.

Википедия определяет сезон как

« Сезон — это период года, отмеченный изменениями погоды, экологии и продолжительности светового дня.Времена года являются результатом годовой орбиты Земли вокруг Солнца и наклона оси вращения Земли относительно плоскости орбиты. В умеренных и полярных регионах сезоны отмечены изменениями интенсивности солнечного света, достигающего поверхности Земли, изменения которого могут привести к тому, что животные впадут в спячку или мигрируют, а растения — в спячку.

Что вызывает сезоны?

Есть ряд факторов, ответственных за формирование сезонов.

  • Движение земли

Земля находится в постоянном движении. Было время, когда считалось, что Земля неподвижна или неподвижна, а Солнце движется вокруг Земли. Это была точка зрения Клавдия Птолемея (100–170 гг. Н. Э.), Известная как геоцентрическая теория. Согласно этой теории, Земля является центром Солнечной системы.

Земля движется вокруг своей оси и вокруг Солнца. Именно это доказал миру польский астроном Николай Коперник (1473-1543), несмотря на критику со стороны церкви.Он утверждал, что Солнце неподвижно и находится в центре солнечной системы, а Земля находится в движении. Это гелиоцентрическая система. Она также известна как система, центрированная на Солнце.

  • Виды движения земли

Земля, как и все другие планеты, составляющие солнечную систему, имеет два типа движения. Он вращается вокруг своей оси. Это вращение Земли. Один оборот занимает 24 часа. Это суточное движение Земли. Когда Земля движется вокруг своей оси, она движется вокруг Солнца.Путь, по которому Земля движется вокруг Солнца, — это орбита Земли. Один орбитальный путь проходит за 365,256 суток. Это движение — ежегодное движение Земли. Это называется вращением земли. Эти два движения имеют прямое влияние на климатическое состояние земли.

  • Форма земной оси

Земля вращается вокруг своей оси, вызывая дни и ночи. Это фиксированный путь, по которому вращается Земля, хотя на самом деле такой линии нет.Это воображаемая линия, подобная экватору, которая делит Землю на две равные половины.

Для всех практических целей и для изучения солнечной системы мы представляем эту линию проходящей через северный полюс и южный полюс. Земля движется вокруг Солнца, но у нее один полюс постоянно наклонен к Солнцу. Таким образом, земная ось может быть наклонной или эллиптической. Когда что-то имеет эллиптическую форму, оно в определенной степени наклонено к объекту, вокруг которого вращается.

Земля имеет эллиптическую форму по направлению к солнцу.Это означает, что путь, по которому Земля движется вокруг Солнца, не является идеальным кругом. Земля вокруг Солнца имеет протяженный круг или овал. Это так называемая эллиптическая орбита. Наклон Земли к Солнцу составляет 66,5 градусов. Это имеет большое влияние на сезонные колебания.

  • Две важные позиции на земле

Ряд движений Земли ответственен за изменение погоды или формирование времен года.Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической траектории. Это означает, что в определенный момент времени Солнце находится ближе всего к Земле. Это перигелий. Земля достигает своего перигелия после зимнего солнцестояния (декабрь). Это зимний сезон в северном полушарии. Земля находится дальше всего от солнца после летнего солнцестояния (июнь). Это афелий земли. Это когда в северном полушарии наступает лето.

Земля вращается вокруг своей оси с числом 23.Наклон 5 градусов и тоже вращается вокруг солнца. Из-за этого наклона земли одна часть больше подвержена воздействию солнечных лучей. Та часть земли, которая наклонена к солнцу, переживает лето. Часть, которая наклонена от солнца, переживает зиму.

Воображаемая линия экватора делит Землю на два полушария — северное и южное. Когда в северном полушарии лето, в южном полушарии наступает зима. Смена сезона продолжается, поскольку Земля продолжает вращаться вокруг Солнца и в то же время продолжает вращаться вокруг собственной оси.

Времена года (весна, лето, осень, зима)

Наука о климате выделяет четыре основных сезона: весна, лето, осень и зима .

1. Пружина

Из-за наклона Земли не все части Земли получают одинаковое количество солнечных лучей. 21 марта и 22 сентября солнечные лучи падают прямо на экватор. В это время ни Северный полюс, ни Южный полюс не наклонены к солнцу. В результате дни и ночи на всей Земле равны.21 марта — весеннее равноденствие, а 22 сентября — осеннее равноденствие. Весна отличается мягкой погодой, с прохладными днями и ночами.

2. Лето

Начиная с 21 июня, северное полушарие медленно движется к солнцу, и лучи падают прямо на тропик Рака, 23 ° с. В результате места к северу от тропика Рака получают больше солнечных лучей, что приводит к более длинным дням и более коротким ночам. Это летнее равноденствие. Это начало лета. В Южном полушарии условия обратные, где дни короткие, а ночи длинные.Это летнее солнцестояние. 21 июня — самый длинный день в Северном полушарии, а в Южном полушарии самая длинная ночь.

3. Осень

По мере удаления Земли от Солнца дни становятся короче, а ночи длиннее. 23 сентября, осеннее равноденствие, дни и ночи во всем мире снова равны. Начинается сезон осени или осени.

4. Зима

С 23 сентября дни в северном полушарии постепенно становятся короче, поскольку солнце начинает свое путешествие на юг.В Южном полушарии дни становятся длиннее, а ночи короче, а 22 декабря — самый короткий день в Северном полушарии. Это зимнее солнцестояние в северном полушарии. Условия сохранены в Южном полушарии.

Автор фотографии: PDP

Что вызывает сезоны?

Многие люди считают, что весна, лето, осень и зима происходят из-за близости нашей планеты к солнцу.Согласно этой интуитивной (но ошибочной) логике рассуждений, Земля ближе всего к Солнцу летом и дальше всего зимой. Но хотя Земля действительно движется по эллиптической орбите вокруг Солнца, реальность такова, что в Северном полушарии самое холодное время года совпадает с перигелием — когда Земля находится ближе всего к Солнцу — в то время как самое жаркое время года около афелий — когда Земля находится дальше всего от Солнца.

Все дело в наклоне

Настоящая причина того, что у нас есть времена года, связана с наклоном оси Земли.Каждые 23 часа 56 минут Земля один раз вращается вокруг своей оси, однако она не находится в идеальном вертикальном положении по отношению к своей орбите вокруг Солнца, а скорее наклонена под углом около 23,5 °, всегда направлена ​​в сторону Полярной звезды, Полярной звезды. . Астрономы считают, что это произошло из-за массивного столкновения между ранней Землей и «планетезималиями», которые объединились, чтобы сформировать нашу планету, которую мы знаем, но в процессе выбили ее из ее естественной перпендикулярной ориентации. Считается, что это столкновение также привело к образованию Луны.Уран, который имеет гораздо больший наклон оси, мог испытать серию таких драматических столкновений.

Этот наклон остается довольно постоянным, хотя известно, что он слегка колеблется в течение тысяч лет в результате гравитационного влияния Солнца, Луны и других планет, а также таких факторов, как сдвиг массы из-за таяния ледников. и ледяные щиты.

Именно этот наклон оси отвечает за то, сколько солнечного света достигает данной точки на поверхности планеты в течение полного обращения вокруг Солнца, вызывая большие различия в температуре в разных точках земного шара.Когда Северный полюс направлен на солнце, в северном полушарии наступает лето, а в южном полушарии — зима. Через шесть месяцев ситуация меняется на противоположную, когда Южный полюс направлен к Солнцу.

Путеводитель по равноденствиям и солнцестояниям

Летнее солнцестояние начинается в первый день лета — 21 июня в Северном полушарии. Промежуток времени между восходом и заходом солнца — самый длинный в году.

Зимнее солнцестояние начинается в первый день зимы — 22 декабря в Северном полушарии.Время между восходом и заходом солнца — самое короткое в году.

Зимнее и летнее солнцестояние в южном полушарии меняются местами.

Весеннее равноденствие — первый день весны — 20 марта в северном полушарии. В это время солнце пересекает экватор на север. Он сигнализирует о продолжительном солнечном свете на Северном полюсе.

Осеннее равноденствие — это первый день осени — 22 сентября в северном полушарии. Солнце пересекает экватор и движется на юг.

Весеннее и осеннее равноденствия в южном полушарии меняются местами.

День и ночь

Наклон оси, вокруг которой вращается Земля, также отвечает за солнечные суточные циклы, определяющие продолжительность дня и ночи. Летом солнце поднимается выше в небе, а день длится дольше, а зимой дни становятся короче, а солнце находится ниже. Более того, в северном полушарии солнце встает к северу от истинного востока во время летнего солнцестояния и заходит к северу от истинного запада — зимой происходит обратное (солнце встает на юго-востоке и заходит на юго-западе.В дни равноденствия он поднимается на восток и садится на запад. И чем дальше на север, тем севернее становятся точки подъема и заката — и наоборот в южном полушарии.

На полюсах все становится по-настоящему экстремальным. Например, на северном полюсе во время зимнего солнцестояния абсолютно нет света, даже сумерек. И так продолжается месяцами, до первого рассвета в начале марта. В течение всего лета северный полюс весь день полностью покрыт солнечным светом — поэтому Арктику называют страной «полуночного солнца».Интересно отметить, что в мае, когда день не очень длинный, а солнце садится довольно низко над горизонтом, тени могут выглядеть мультяшно длинными.

Без наклона этот мир выглядел бы феноменально иначе. Представьте себе: если бы земная ось не была наклонена, каждый день был бы равноденствием. Это означает, что Арктика и Антарктика будут видеть солнечный свет каждый божий день в году. Хотя полюса по-прежнему будут самыми холодными частями мира, они, вероятно, будут намного теплее, чем сейчас. А без зимы в полярных регионах не могло бы быть условий глубокой заморозки, необходимых для поддержания ледяных шапок и ледников, которые блокируют подъем моря на десятки футов.Хотя в тропиках теоретически будет такой же климат, как и сейчас, постоянная разница температур между южными и северными широтами означает, что будут разные погодные условия и океанские течения. Сезонный рост — важная движущая сила эволюции растений, которая, в свою очередь, влияет на эволюцию животных. Например, не было бы необходимости в сезонах размножения или зимней спячке. Таким образом, биосфера Земли выглядела бы радикально иначе без наклона. И даже если бы мы, люди, существовали в таких странных условиях, цивилизация была бы совсем другой.Смена времен года сформировала человеческие общества в культурном отношении, двигая традиции, мифы, искусство и — почему бы и нет — науку. О, и Рождество было бы довольно скучным.

Что вызывает сезоны? | PocketLab

Что вызывает сезоны на Земле?

Справочная информация

Погода всегда меняется.Люди делили год на основании этих изменений погоды на протяжении тысяч лет. Разделение года по погоде называется сезоном. Разные регионы Земли имеют разные названия сезонов и разные типы сезонов. Чаще всего используются сезонные названия «Зима», «Весна», «Лето» и «Осень». Эти изменения погоды от одного сезона к другому вызваны орбитой Земли вокруг Солнца и наклоном оси Земли, как показано на диаграмме ниже. В этом лабораторном занятии вы исследуете причины смены времен года.Вы будете использовать датчик освещенности PocketLab Voyager или PocketLab Weather и присоединяемый датчик температуры, чтобы исследовать, как именно орбита Земли в сочетании с наклоном Земли на ее оси приводит к изменению погодных условий и как это дает нам времена года, обычно называемые Зимой, Весной, Летом. , и Падение.

Схема с timeanddate.com

Объектив

В этом эксперименте учащиеся будут:
-Используя базовые знания и прочитав введение, напишут гипотезу, которая предсказывает, почему изменения погоды на Земле вызывают смену времен года.
-Изучите их гипотезу / причину сезона, собрав доказательства / данные с помощью датчика освещенности PocketLab Voyager или PocketLab Weather и других материалов.
-Опровергните распространенные заблуждения о причине сезонов, используя доказательства / данные, собранные в ходе эксперимента, и научные рассуждения.
— Сделайте выводы о причине сезонов, в том числе о том, как сезонные изменения могут различаться в зависимости от географического положения, используя доказательства / данные, собранные в ходе эксперимента, и научные аргументы.

Материалы

-PocketLab Voyager или PocketLab Weather (с присоединяемым датчиком температуры)
-Приложение PocketLab с совместимым устройством
-Глобус с наклоном примерно 23,4 градуса
-Источник света (лампа с лампой на 150 Вт)
-Лента
-метр палка или измерительный инструмент

Гипотеза

Напишите прогноз, чтобы ответить на следующий вопрос:
Что вызывает изменения погоды каждый сезон? Объясните свою гипотезу, используя базовые знания о погоде или информацию, собранную во введении и на диаграмме выше.

В сегодняшней лабораторной работе мы проверим, верна ли ваша гипотеза.

Часть 1: Сбор данных как группа с помощью PocketLab

В части 1 лабораторной работы ваша группа будет собирать данные с помощью PocketLab Voyager / Weather и приложения PocketLab (снимки экрана были сделаны с помощью веб-приложения PocketLab. Мобильное приложение PocketLab будет выглядеть немного иначе). Выполните следующие действия:

-Зайдите в веб-приложение PocketLab (в браузере Chrome), используя следующий адрес: thepocketlab.com / app или откройте мобильное приложение PocketLab.
— Включите PocketLab Voyager / Weather, нажав кнопку вверху.
-При использовании веб-приложения щелкните текст «Щелкните здесь, чтобы подключиться». При использовании мобильного приложения PocketLab Voyager / Weather должен подключиться автоматически.
-Только веб-приложение: должно появиться всплывающее окно со всеми включенными PocketLab Voyager / Weathers. Держите PocketLab Voyager / Weather рядом с компьютером / Chromebook. Щелкните PocketLab Voyager / Weather с самым высоким уровнем сигнала.»
-Щелкните значок« Изменить график ». Щелкните «Датчик освещенности» и «Датчик температуры» и снимите флажок «Ускорение».


Справочная информация об орбите Земли вокруг Солнца и о том, как она соотносится с временами года (вся информация для Северного полушария)

-Земля наклонена вокруг своей оси примерно на 23,4 °.
— Экватор Земли — это линия широты, которая разделяет Землю на две половины, северное полушарие и южное полушарие.
— Помимо экватора, существуют две другие важные линии широты, которые важны для понимания времен года на Земле: тропик Рака и тропик Козерога.
— Тропик Козерога находится на 23,26 ° к югу от экватора.
— Тропик Рака находится в 23,26 ° к северу от экватора.

Схема с timeanddate.com

— В первый день осени и весны солнце светит прямо над экватором Земли. Это называется осенним и весенним равноденствием.
— В первый день зимы солнце светит прямо над тропиком Козерога. Наклон Земли означает, что Северный полюс направлен от Солнца. Это называется зимним солнцестоянием.
— В первый день лета солнце светит прямо над тропиком Рака. Наклон Земли означает, что Северный полюс направлен к Солнцу. Это называется летним солнцестоянием.

Схема с timeanddate.com

Сбор данных для прогона 1: зима

— Прикрепите PocketLab Voyager / Weather к месту в Северном полушарии.Если вы живете в Южном полушарии, измените эти направления.

-Подключите внешний датчик температуры и заклейте конец датчика лентой так, чтобы шарик датчика касался поверхности земного шара и находился близко к Voyager / Weather.
— Поднесите тепловую лампу к земному шару и отрегулируйте ее высоту и ориентацию так, чтобы середина лампы находилась прямо над тропиком Козерога в Южном полушарии. Северный полюс на земном шаре должен быть направлен в сторону от лампы.
— Сдвиньте лампу обратно на стол, удерживая ее вровень с Тропиком Козерога, пока лампочка не окажется на расстоянии 45 см от нижней части PocketLab Voyager (совет: более длинные USB-кабели PocketLab имеют длину ровно 90 см. Сложите их пополам. и используйте их как простой измерительный прибор. Если нет, обрежьте веревку до 45 см. Это будет намного проще, чем пытаться использовать метр).

— В своих лабораторных заметках сразу же укажите приблизительное показание датчика температуры, прежде чем включить свет и начать запись.
-Включите лампу.
— Немедленно начать запись данных датчика температуры и интенсивности света.
-Запись данных в течение приблизительно 5 минут / 300 секунд.
— Ударьте, затем выключите лампу обогрева.
-Сохраните ваши данные как файл .csv.
-Заполните таблицу ниже:

Сбор данных для прогона 2: весна / осень

— Выполните те же шаги, что и в Заезде 1: Зима, но измените ориентацию земного шара и лампы так, чтобы теперь лампа находилась прямо над экватором, а не над тропиком Козерога.Северный полюс на земном шаре не должен быть направлен на лампу, но не прямо от нее. Он должен быть направлен в сторону, перпендикулярно направлению лампы.

— Убедитесь, что PocketLab Voyager находится на расстоянии 45 см от центра лампы.
-Перед записью или включением лампы проверьте данные датчика температуры. Подождите, пока датчик температуры стабилизируется до исходной температуры, которую вы записали, прежде чем начать запись прогона 1.Вам нужно, чтобы все циклы начинались при примерно одинаковом показании температуры.
-Когда будете готовы, включите лампу.
— Немедленно начать запись данных датчика температуры и интенсивности света.
-Запись данных в течение приблизительно 5 минут / 300 секунд.
— Ударьте, затем выключите лампу обогрева.
-Сохраните ваши данные как файл .csv.
-Заполните таблицу ниже:

Сбор данных для летнего прогона 3

— Выполните те же шаги, что указаны в Пробеге 1: Зима и Пробеге 2: Весна / Осень, но измените ориентацию земного шара и лампы так, чтобы теперь лампа находилась прямо над Тропиком Рака в Северном полушарии.Северный полюс на земном шаре теперь должен указывать прямо на лампу.

— Убедитесь, что PocketLab Voyager находится на расстоянии 45 см от центра лампы.

-Перед записью или включением лампы проверьте данные датчика температуры. Подождите, пока датчик температуры стабилизируется до исходной температуры, которую вы записали до начала записи цикла 1. Вам нужно, чтобы все циклы начинались при примерно одинаковом показании температуры.

— Когда будете готовы, включите лампу.

— Немедленно начать запись данных датчика температуры и интенсивности света.

-Запись данных в течение приблизительно 5 минут / 300 секунд.

— Ударьте, затем выключите лампу обогрева.

-Сохраните ваши данные как файл .csv.

-Заполните таблицу ниже:

Анализ данных

-Найдите и сравните изменения температуры для всех трех прогонов.
-Сравните, насколько прямым был солнечный свет в каждый из трех сезонов? Объясните свой ответ данными / доказательствами, собранными в ходе эксперимента.
-Поскольку вы и ваша группа меняли времена года на земном шаре, опишите, как изменилась ориентация PocketLab по сравнению с лампой.
-В этом эксперименте, изменялось ли фактическое расстояние между PocketLab и лампой между сезонами?

Часть 2: Заключение и лабораторный отчет

Вариант 1. Напишите заключительный абзац, который отвечает на заключительные вопросы внизу страницы.
Вариант 2: Напишите полный лабораторный отчет для этого лабораторного действия. Лабораторный отчет — отличный способ обобщить, как вы провели эксперимент и проверили свою гипотезу, собранные данные и любые выводы, которые вы можете сделать по исследованному научному вопросу.

В ваш лабораторный отчет включите:
1. Ваша исходная гипотеза с самого начала лабораторной работы (в данном случае описание ваших набросков).
2. Цели или научные вопросы, на которые вы хотели ответить в ходе лабораторной работы.
3. Какие материалы вы использовали в эксперименте.
4. Подробное описание того, как была создана лаборатория и как вы проверяли свою гипотезу.
5. Краткое изложение ваших данных и ответы на вопросы анализа данных.
6.Любые наблюдения, которые вы сделали со своей группой.
7. Заключение, которое отвечает на заключительные вопросы ниже.

Заключительные вопросы

-Обратитесь к своей гипотезе с самого начала лаборатории. Была ли ваша гипотеза верной или неверной? Почему или почему нет? Подтвердите свой ответ данными / доказательствами, собранными в результате лабораторного эксперимента, и научными рассуждениями о том, что, по вашему мнению, является причиной времен года.

-Многие люди, включая хорошо образованных взрослых, имеют большое неправильное представление о причинах времен года.Подумайте об ответах на свои три вопроса об анализе данных, чтобы ответить на эти два вопроса. 1) Как вы думаете, что вызывает изменение температуры в разные сезоны? 2) Как вы думаете, что является основным заблуждением многих людей о причине изменения температуры в разные сезоны?

-Как вы думаете, чем отличаются сезоны для тех, кто живет на экваторе, от тех, кто живет дальше на север или южнее на Земле? Объяснять.

-В Северном полушарии, как, по вашему мнению, различаются времена года для тех, кто живет очень близко к Северному полюсу, от тех, кто живет дальше на юг?

-Если бы Земля была наклонена вокруг своей оси на 35 °, как это повлияло бы на времена года? Объясните свой ответ , используя доказательства, собранные в лабораторных условиях.

-Если бы Земля вообще не была наклонена вокруг своей оси, как это повлияло бы на времена года? Объясните свой ответ , используя доказательства, собранные в лабораторных условиях.

Данные примера учителя

Если Земля вращается боком на оси, у нас будут экстремальные зимы и лето

  • Земля вращается на 23.Наклон 5 градусов, который отвечает за времена года, которые мы знаем.
  • Но если ось Земли наклонится на 90 градусов, экстремальные сезоны вызовут сильное изменение климата на всех континентах.
  • Летом Северное полушарие будет испытывать почти 24 часа солнечного света в течение нескольких месяцев, что может растопить ледяные шапки, поднять уровень моря и затопить прибрежные города.
  • Зимой он будет почти на 24 часа в полной темноте, убивая растения, экосистемы и урожай.

Ниже приводится стенограмма видео.

В начале истории нашей Солнечной системы что-то загадочным образом сбило Землю с оси. Итак, сегодня мы наклоняемся на 23,5 градуса. Но что произойдет, если мы наклонимся еще больше? Что, если Земля развернется вокруг своей оси? Что ж, не прошло много времени, прежде чем последовал полный хаос.

Одно из самых важных последствий наклона оси Земли — это времена года. Времена года возникают из-за того, что наклон указывает разные части планеты к солнцу в разное время года.Но наклон также означает, что разные части земного шара получают разное количество солнечного света в течение каждого сезона. И вот здесь более сильный наклон начинает вызывать проблемы. Прямо сейчас, летом в Северном полушарии, места далеко на севере, такие как Уткиагвик на Аляске, получают 24 часа солнечного света в течение 82 дней подряд. Поскольку Земля наклонена достаточно сильно по своей оси, и когда планета вращается, Уткиагвик никогда не оставляет прямых солнечных лучей. С другой стороны, прилегающие США получают максимум 17 часов в день, потому что после этого они переходят из дневного солнечного света в ночное.Но если мы наклоним земную ось еще больше, до 90 градусов, США будут получать солнечный свет 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, в течение нескольких месяцев подряд. И это не только в США; все Северное полушарие было бы таким.

Сначала животные использовали бы дополнительный свет, чтобы найти и съесть больше еды, точно так же, как птицы Аляски, которые кормят своих птенцов дополнительным питанием летом, в результате чего дети растут быстрее, чем их южные собратья. И рост растений резко увеличится, поскольку они получают энергию непосредственно от солнечного света.Например, на фермах на севере Аляски летом выращивают капусту размером с ротвейлера.

Но пока животные и растения будут процветать, люди — нет. Мы эволюционировали, чтобы быть активными днем ​​и спать по ночам. Но если бы мы постоянно находились под солнечным светом, наш мозг перестал бы вырабатывать гормон мелатонин, который нам необходим для сна по ночам. И это может привести к недосыпанию, депрессии и, в конечном итоге, к более тяжелой, хронической версии этих симптомов, называемой сезонным аффективным расстройством, которым уже страдают 9% жителей Аляски по сравнению с 6% жителей Соединенных Штатов.

Но это не так страшно, как наводнение. Температура на Северном полюсе увеличится более чем вдвое, до 38 градусов по Цельсию с 15,5 градусов по Цельсию. Это жарче, чем сегодня на экваторе. В результате ледяная шапка Гренландии растает, что приведет к повышению уровня моря на 7 метров и затоплению почти всех прибрежных городов на Земле. Попрощайтесь с Нью-Йорком, Копенгагеном и Токио. Что еще хуже, более теплые моря вызовут более сильные и частые ураганы, которые образуются, когда морская вода испаряется на поверхности.

И погода не станет лучше, когда через полгода наступит зима. Вне досягаемости прямых солнечных лучей в течение нескольких месяцев полушарие станет холоднее, чем любая другая зима за всю историю наблюдений. Вихри холодного воздуха, называемые полярными вихрями, которые обычно рассеиваются теплым воздухом в тропиках, могут распространяться вплоть до экватора. Представьте себе метели во Флориде, Бразилии, Кении! И все эти процветающие растения умрут от недостатка солнечного света. Сельское хозяйство рухнет, когда разрушатся экосистемы и накапливаются массовые вымирания.

И наводнений будет еще больше, потому что тем временем Южное полушарие становится жарким, а Южный полюс является домом для 90% мирового льда. Постоянный солнечный свет повысит его температуру до 38 градусов по Цельсию с -28 градусов по Цельсию, растопит лед и поднимет уровень моря на колоссальные 61 метр. Это почти такая же высота, как Пизанская башня. По сравнению с этим наводнение в Гренландии выглядело бы лужей.

В общем, хотя было бы неплохо провести несколько дополнительных часов под летним солнцем, давайте оставим дополнительные сезоны на Аляске и будем радоваться, что Земля наклонена именно так.

ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: это видео было первоначально опубликовано в июле 2019 года.

Времена года на Земле

Времена года на Земле Моделирование времен года

Давайте теперь исследуем все четыре сезона на Земле. На рисунке ниже показано соотношение между 23 (23,5, если быть точным) наклоном Земли, и схему времен года, когда Земля каждый год движется вокруг Солнца. Стрелки показывают направление вращения Земли вокруг собственной оси каждый день, и его оборот вокруг Солнца каждый год.Желтые круги на каждой Земле указать положение Арктического и Антарктического кругов (23 градуса от полюса) и экватор. Тропик Рака (+23 градуса) и Тропик Козерога (-23 градуса) не показаны. Нажмите на фигуру, и вы увидеть узор света и тьмы (дня и ночи), создаваемый частями Земля обращена к Солнцу и от него.

[NMSU, N. Vogt]

солнцестояние — дни, на которые указывает ось Земли. прямо к или прямо от Солнца, один зимой и один летом. равноденствия — это дни, в которые земная ось не указывает ни одной точки. ни в сторону, ни в сторону Солнца, дни, в течение которых ночь и день равны длина по всему миру.

На втором рисунке показаны те же четыре сезона на Земле. Наша точка зрения сдвинулся, и мы видим Землю, как если бы она выглядела над северным полюсом. Нажмите на фигуру, и вы снова увидите узор из света и тьма (день и ночь), создаваемая частями Земли, обращенными в сторону и в сторону с Солнца.

[NMSU, N. Vogt]

В декабря северное полушарие отделено от Солнца плиткой. Там два конкретных эффекта, которые способствуют возникновению сезонов. (1) поверхность северного полушария скрыта в тени Земли для большего чем 12 часов дня, что делает дни короче, а ночи длиннее. (2) Солнце восходит далеко на юге и никогда не поднимается достаточно высоко над горизонтом. стоять прямо над нами даже в полдень.Таким образом, поверхность Земли довольно склонен к падающему солнечному свету, поэтому меньше солнечного света поглощают на единицу площади, и климат становится прохладнее. Это точно так же, как полюса получают меньше света, чем экватор в нашем первом случае, как это было показано на втором рисунке выше (справа).

В то же время южное полушарие наклонено к солнцу. В поверхность освещена Солнцем более 12 часов в сутки, поэтому дни длиннее. Солнце встает на севере, но не далеко на севере, и находится накладные расходы в полдень.Поверхность Земли наклонена перпендикулярно к солнечный свет (как в левой части рисунка 2), и поэтому получает максимум количество солнечного света на квадратную площадь.

Наиболее экстремальная ситуация наблюдается на северном и южном полюсах. На Северный полюс, сезон — одна длинная холодная ночь, которая длится шесть месяцев. В Южный полюс, Солнце никогда не заходит, и оно остается теплым в течение шести месяцев непрерывно.

В марте два полушария имеют 12-часовые дни и ночи и получают примерно равное количество света.Солнце встает на экваторе, и чем ближе к экватору мы стоим, тем выше он поднимается в небо на полдень. Обратите внимание, что это беспристрастное состояние сохраняется в всех трех три случая, которые мы рассмотрели (наклон Земли на ноль, 23 или 90 °). градусов) — почему это?

В июнь ситуация обратная с декабря. Северный полушарие наклонено к солнцу и наслаждается более длинными днями и большим количеством солнечного света в течение дня. Южное полушарие наклонено от Солнца, скрыто в тени Земли более 12 часов каждый день, а когда Солнце светит он получает меньше солнечного света на единицу площади.

На рисунке ниже показано расположение трех городов (отмеченных красным) над течение июньского дня и ночи (Солнце находится слева от планеты). Один город находится на Полярном круге (23 градуса к югу от северный полюс), один город находится на экваторе, а другой — в Антарктике. Круг (23 градуса к северу от южного полюса). Вы видите, как Полярный круг получает солнечный свет почти 24 часа каждый день, в то время как Южный полярный круг почти все время окутан тьмой? Обратите внимание, что на экваторе солнечного света все еще длится почти 12 часов.

[NMSU, N. Vogt]

В сентябре погода очень похожа на июньскую. Два полушария имеют 12 часов дня и ночи и получают примерно равное количество света. В в северном полушарии осенняя погода, потому что здесь происходит переход от летнего к зиме (дни начинаются длинными и постепенно становятся короче и прохладнее), а в южном полушарии весенняя погода, потому что она переходит с зимы на лето (дни начинаются короткими и постепенно становятся длиннее и теплее).

На рисунке ниже показана Земля в каждый из четырех сезонов, а солнечный свет, падающий на разных широтах. Вы видите, как лучи солнечный свет падает под разными углами (позволяя больше или меньше солнца на единицу области на Земле), поскольку наклон Земли вызывает северный и южный полушария, чтобы сместиться к экватору и от него?

Где на Земле солнечный свет излучается прямо над головой, летом солнцестояние? в день зимнего солнцестояния? в дни равноденствия? Когда-нибудь солнечный свет излучать прямо над головой на северном и южном полюсах?

[NMSU, N.Фогт]

Четыре сезона — Science NetLinks

Изображение предоставлено: Meniou [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], через Wikimedia Commons

Назначение

Чтобы понять, что причиной смены времен года является наклон земной оси.


Контекст

Изучая Землю в 3–5 классах, учащиеся узнали о самой Земле и о Земле в отношении Солнца.Студенты должны понимать, что Земля вращается вокруг оси и вращается (что приводит к смене дня и ночи), и что Земле требуется около года, чтобы вращаться вокруг Солнца. В частности, учащиеся должны «разумно понимать относительные размеры, движение и расстояние до Солнца, Луны и Земли», иначе они столкнутся с серьезной проблемой в понимании явлений времен года. ( Benchmarks for Science Literacy, p. 335-336.)

Существует распространенное заблуждение (не упомянутое в Ориентирах) людей всех возрастов относительно времен года, а именно представление о том, что Земля нагревается, потому что она ближе к Солнцу.Хотя Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, времена года обусловлены не расстоянием, а наклоном земной оси: солнечные лучи попадают на разные широты под разными углами в разное время года. (Для получения дополнительной информации об этом заблуждении см. Лист учителя Miconceptions about Why Seasons Occur.)


Планирование вперед

Вам понадобятся материалы для демонстрации вращения Земли вокруг Солнца. Мы рекомендуем использовать яблоко в качестве земли и проткнуть его карандашом, чтобы показать ось.Для солнышка нужен большой шар, и чем он больше, тем лучше. Также можно использовать другие материалы. Например, из глины можно сделать землю, а вместо солнца можно использовать баскетбольный мяч (просто напомните учащимся, что в пропорции солнце намного больше земли).


Мотивация

Следующие вопросы помогут вам выяснить, что ваши ученики думают о смене времен года. Задайте студентам следующие вопросы и запишите их ответы на листе бумаги.Сохраните диаграмму, чтобы вы могли просмотреть эти ответы позже и дать студентам возможность исправить их.

  • Каковы наши времена года? (Эти ответы, конечно, будут зависеть от того, где вы живете. При ответе на этот вопрос убедитесь, что учащиеся изучают изменения погоды и разницу в продолжительности дня.)
  • Какие времена года похожи на другие части мира? (Студенты могут знать, что в некоторых частях мира теплее или холоднее. Они также могут знать, что некоторые места большую часть зимы находятся в темноте.)
  • Как вы думаете, что вызывает смену времен года? (Учащиеся могут выдвигать всевозможные предложения, некоторые из которых могут быть неправильными. Не подтверждайте и не критикуйте их идеи, но просите их развить или аргументировать свои идеи. Дополнительную информацию см. В листе учителя «Заблуждения о том, почему наступают времена года». о распространенных заблуждениях, которых могут придерживаться студенты.)

Развитие

Начните урок с краткого задания и обсуждения «Причина времен года».Вы можете выбрать, чтобы студенты работали в группах по три человека, чтобы выполнить задание, или вы можете попросить трех студентов выполнять его перед классом.

После активности задайте этот вопрос:

  • Если вы — Земля, когда вы вращались вокруг Солнца, были ли вы всегда в одном и том же отношении к Солнцу? (Ясно, что ответ отрицательный, но если ученики этого не осознают, попросите одну пару выполнить упражнение еще раз. Попросите «земную» ученицу остановиться в разных местах и ​​спросить, смотрит ли она таким же образом на солнце.)

Это упражнение должно помочь учащимся представить себе, что ось всегда направлена ​​в одном и том же направлении.Однако это не совсем аналог Земли, вращающейся вокруг Солнца, поскольку он не демонстрирует напрямую, как земная ось в сочетании с годовой орбитой изменяет отношение Земли к Солнцу.

Например, ученикам важно понимать, что северное полушарие «наклоняется» к солнцу в течение части года, что приводит к более интенсивному солнечному свету в этой области Земли. В течение другой части года он наклоняется, что приводит к менее интенсивному солнечному свету и более прохладной погоде.



Следующее упражнение наглядно продемонстрирует «наклон» земли и то, как различные области получают более интенсивный солнечный свет в течение года.

Положите большой мяч на стол. Поднимите яблоко стеблем вверх и нарисуйте экватор маркером, поясняя, как вы продвигаетесь. Теперь воткните карандашом через яблоко сверху вниз и объясните, что верх (там, где выступает стебель) находится в районе Северного полушария.

Спросите студентов:

  • Если земля наклонена вокруг своей оси, как мне наклонить землю (яблоко)?

Теперь, когда ваша земля (яблоко) наклонена должным образом, убедитесь, что карандаш направлен в том же направлении, когда вы начинаете обходить его (орбиту) вокруг большего шара (солнца).Лучше всего держать карандаш обращенным к одной стене. Сделайте один полный оборот, затем сделайте другой оборот и остановитесь в том месте, где северное полушарие наклоняется к Солнцу.

Задайте эти вопросы:

  • Куда направлено Северное полушарие? (Направлено на солнце.)
  • Как вы думаете, в это время года в Северном полушарии теплее? (Да, потому что солнечный свет падает прямо на него. Убедитесь, что учащиеся не думают, что это потому, что эта часть Земли находится ближе к солнцу.)

Теперь продолжайте вращаться по орбите, пока Северное полушарие не будет направлено в сторону от Солнца, и спросите:

  • Когда Северное полушарие направлено от Солнца, что тогда? (Теперь в Северном полушарии становится холоднее.)
  • Почему в Северном полушарии становится холоднее? (Опять же, для них важно понять, что это менее интенсивный солнечный свет, который делает его более прохладным.)
  • А как насчет Южного полушария? (Южное полушарие получает прямые лучи и сейчас теплее, чем обычно.)

На этом этапе учащиеся должны понять, что солнечный свет более интенсивно падает на разные части земли в течение года. Теперь дайте им чувство времени. Они, вероятно, знают, что Земле требуется год, чтобы вращаться вокруг Солнца, но, возможно, не задумывались об этом в контексте сезонных изменений.

Ответ на этот вопрос поможет студентам получить полную картину времен года:

  • Как вы думаете, сколько месяцев пройдет между тем, когда северное полушарие получит прямые лучи от солнца, а не южное полушарие? (Около шести месяцев.Это должно привести к мысли о том, что по мере того, как Земля вращается по орбите, времена года в разных частях планеты меняются. Возможно, вам придется продемонстрировать орбиту еще раз, останавливаясь в каждой четверти, чтобы показать, что Земля находится в другом положении по отношению к Солнцу в течение года.)

Оценка

Просмотрите оригинальные идеи учащихся о причинах времен года (обсуждаются в разделе «Мотивация»). Вы можете использовать маркеры разных цветов, чтобы исправить определенные идеи на листе диаграммы или добавить новые идеи.

Обсудите, как могли измениться их мысли:

  • У вас такие же представления о том, почему у нас есть времена года?
  • Если нет, то в чем разница? (Студенты должны признать, что у них могли быть неправильные представления.)
  • Это заставляет вас задаться вопросом, есть ли у вас идеи о других вещах, которые могут быть не совсем правильными? (Предложите студентам почувствовать себя комфортно с тем фактом, что у них могут быть неправильные представления о некоторых вещах, и что они никогда не должны предполагать, что они правы.)

Чтобы оценить понимание учащимися времен года, попросите их продемонстрировать с помощью рисунка, плаката или модели, как и почему меняются времена года. Независимо от того, как они демонстрируют эту концепцию, учащиеся должны показать, что:

  • Земля наклонена по оси
  • Различные части Земли получают прямые лучи от солнца в разное время года
  • Отношение полушарий Земли по отношению к Солнцу — это то, что приводит к разным временам года

Рассмотрите возможность разработки рубрики для оценки этой деятельности.В Интернете есть несколько ресурсов, описывающих использование рубрик в классе K-12, некоторые из которых выделены здесь.

Чтобы узнать больше о рубриках в целом, см. Раздел «Освободите место для рубрик» на сайте Scholastic.

Конкретные примеры рубрик, дополнительную информацию и ссылки на другие ресурсы можно найти на следующих сайтах:

Наконец, вы можете перейти в раздел «Создатели рубрик для учителей» на веб-сайте Teach-nology.com, чтобы создать свои собственные рубрики. На этом сайте вы можете заполнять формы для создания рубрик, подходящих для ваших конкретных студентов, а затем мгновенно распечатывать их со своего компьютера.


Расширения

На сайте НАСА «Старчилд» есть «Песня на все времена». Этот сайт — отличное продолжение урока. В нем изображена земля в четыре разных времени года, а учащимся предлагается сыграть «Времена года» Вивальди и сопоставить сезонную песню с расположением земли.


Дополнительные ресурсы, которые могут быть полезны:


Отправьте нам отзыв об этом уроке>

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.