Cмена времен года на планетах: механизм и описание сезонов
Мы привыкли к циклическим изменениям природы на Земле. Многих людей интересует, на каких планетах Солнечной системы также происходит смена времен года.
Привычная смена времен года на Земле. Credit: l2-news.com
Механизм смены времен года
Основная причина смены климатических сезонов на любом космическом объекте — степень наклона его оси относительно плоскости, в которой он вращается вокруг Солнца.
Поэтому в каждом пункте траектории различные области небесного тела получают разный объем света и тепла.
Земная ось относительно этой плоскости (по-научному она называется эклиптикой) наклонена на 23,44°, и это приводит к знакомой нам сезонности:
- В те периоды, когда планета разворачивается к центру нашей системы северным полюсом, на нем начинается полярный день, на северное полушарие льется максимум света от Солнца, здесь начинается лето. Противоположный полюс в это время обращен в обратную сторону от светила, здесь длится полярная ночь, и в относящемся к нему полушарии наблюдается зима.
- Спустя полгода, когда к Солнцу разворачивается южный полюс, ситуация меняется на противоположную.
Смена времен года на планетах зависит от угла наклона оси. Credit: ria.ru.
Времена года на планетах Солнечной системы
Сезонности подвержены не все солнечные космические тела планетарного типа. На тех из них, у которых угол между орбитой и осью вращения равен 0, день и ночь имеют одинаковую продолжительность. А главное светило нашей системы каждый день поднимается над горизонтом в одну и ту же точку, поэтому здесь всегда один и тот же годовой период.
При этом следует отличать сезонность года и сезонность погоды — последняя может меняться, даже если на планете вечное лето или зима с астрономической точки зрения.
Меркурий
Эта планета не имеет наклона оси своего вращения, но сезонность погоды здесь наблюдается. Причину этого всему миру давно доказали ученые — она заключается в большой вытянутости орбиты.
Меркурий то приближается к Солнцу на 45 млн км, то отдаляется от него на 70 млн км.
В первом случае здесь лето, температура днем (на освещенной стороне) достигает средних показателей +300°C (зафиксированный максимальный показатель — +427°C). Когда планета уходит в дальнюю зону своей траектории, на ней наступает зима. Днем поверхность прогревается всего до +107°C, а на затемненной стороне до -193°C.
На полюсах Меркурия холодно всегда в любой точке орбитального пути вследствие того, что солнечный свет из-за мизерного наклона оси сюда почти не попадает. Это темные и холодные области, ученые также заметили на меркурианских полюсах полярные ледяные шапки.
Это первая планета от Солнца, которая испытывает сильные температурные колебания. Пока освещенная сторона страдает от раскаленности, темная мерзнет до критических отметок. А из-за вытянутой орбиты на ней наблюдаются смена сезонов: с лета на зиму. Credit: v-kosmose.com/Роскосмос.
Венера
Если у Меркурия угол наклона вращательной оси почти нулевой, то у Венеры он, напротив, большой: 177 из 180° возможных. Можно сказать, что фактический угол всего 3°, просто планета «перевернута».
Никаких корректив в местную погоду это не вносит: на планете круглогодичное лето со средней температурой выше +400°C.
Атмосфера Венеры состоит из очень плотных облаков, что приводит к образованию «парникового эффекта» на планете. Из-за него на Венере вечное лето. Credit: astroinformer.com/фото поверхности аппаратом «Венера-13».
Марс
Марс по своей ориентации в пространстве похож на Землю. Его наклон менее чем на 2° больше нашего, и это привело к тому, что местный климат имеет чуть более выраженную сезонность.
Особенно сильно видна разница в температурных показателях, однако это справедливо лишь для южного полушария Красной планеты, где наблюдаются морозная зима и знойное лето. В противоположном полушарии контрастность сглажена — лето и зима тут спокойные.
Ученые выяснили, что времена года на Марсе есть, как и на планете Земля. Их смена происходит, потому что ось вращения наклоняется к плоскости орбиты. Северное полушарие может получать солнечного излучения на 40% больше. Поэтому на этой территории зима короткая, при этом лето длинное и прохладное. Южное полушарие отличается коротким летом, зима же на этой территории холодная и длительная. Credit: cosmosplanet.ru/фото поверхности с аппарата «Викинг-2».
Юпитер
Угол наклона юпитерианской оси вращения к эклиптике — немногим более 3°. Местный климат лишен сезонности, здесь нет смены времен года.
На «газовом гиганте» нет времен года. Однако, именно эта планета способна «похвастаться» обилием штормов. Credit: cosmosplanet.ru/ NASA.
Сатурн
У этой планеты угол между осью вращения и направлением движения вокруг Солнца составляет 29°, потому тут существуют выраженные перепады количества поступающего тепла и света.
Сезоны длятся здесь по 6-7 лет каждый и заставляют небесное тело немного менять свою расцветку.
Сатурн — желтоватая планета, однако области, где царствует сатурнианская зима, имеют голубой оттенок.
Ученые объясняют это явление изменением силы УФ-излучения — оно слабее зимой и увеличивается с наступлением тепла.
На изображении четко прослеживаются голубоватые зоны — это места на планете, где в данный момент властвует зима. Credit: NASA.
Уран
Ось вращения Урана наклонена к эклиптике почти на 98°: планета «лежит вверх ногами на боку». Потому смена сезонов здесь специфическая.
В момент солнцестояния к центру Солнечной системы оказывается обращен только один из полярных регионов планеты.
Здесь нет привычной для нас смены периода суток на всей территории небесного тела — сейчас восход и закат могут наблюдаться только на экваторе. В остальном мире Урана — полярные день и ночь продолжительностью 42 года каждый.
На планете нет смены времен года. Из-за наклона оси на Уране можно наблюдать «полярный день» и «полярную ночь». Credit: vesna-info.ru/ria.ru.
Нептун
У Нептуна вращательная ось наклонена на 30°, и сезонность здесь была бы похожа на земную, если бы не большое расстояние отсюда до центра Солнечной системы.
Местный год длится тут больше 160 земных лет, а зима, весна, лето и осень — по 40 лет.
На изображении наблюдения ученых за планетой Нептун. Первые четыре столбца — виды с разными углами поворотов. Последний столбец — нечто среднее по наблюдениям. Увеличение яркости с каждым периодом наблюдения, свидетельствует о воздействии Солнца на планету. Отсюда следует, что на планете Нептун происходит смена времен года как на Земле, но в 165 раз медленнее из-за удаленности планеты. Credit: научный журнал Icarus/NASA.
Сейчас в нептунианской южной области — лето, а осень придет ему на смену только в 2045-2046 гг.
Времена года на Земле. Из-за чего 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. Строение и состав Земли 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 эволюция жизни на Земле. Некоторое виды начали приспосабливаться к своим ареалам обитания и привыкать в циклическому изменению времен года.
Топ заблуждений об астрономии. 1. Смена времён года
Первое заблуждение можно было бы счесть совершенно детским, однако печальная ирония в том, что сейчас я всё чаще слышу его пересказ совсем даже не из детских уст. Вплоть до того, что в одной передаче некая учительница даже хвасталась тем, что «все дети в их школе очень много знают, в том числе о смене времён года». Причину которой она и озвучивала:
Времена года сменяются потому, что Земля движется по эллиптической орбите, поэтому иногда она находится дальше от Солнца, а иногда ближе.
Тиражирование этого заблуждения уже походит на эпидемию. Даже в мультиках про географию для детей временами называют именно этот вариант. Прокрался он и на некоторые с виду серьёзные сайты.
Итак, смена времён года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это [тут типа спойлер]. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.
Правда, тут хотя бы назван «второй фактор», хотя и ошибочно сказано, будто бы «не будь одного из них, времена года бы не сменялись.
Однако нет, друзья мои, «второго фактора» вполне хватило бы для означенной смены.
О чём, впрочем, можно было бы догадаться, если бы самую малость вспомнить некоторые нюансы этих самых времён года. Так, в частности, когда в Северном полушарии зима, в Южном — лето. И если бы объяснение про эллиптическую орбиту было бы верным, то из этого бы следовало, что эти два полушария то ли летают по разным орбитам, то ли по одной, но с большим отрывом друг от друга. В общем, с целостностью Земли явно что-то было бы не в порядке.
На том же сайте, кстати, можно прочитать, что
конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.
Но вообще-то в Южной Африке зима теплее потому, что полуостров Ямал находится примерно на 70° северной широты, а Южная Африка — на 30° южной. Если же мы бы взяли что-то относительно симметричное — например, Южную Африку и Израиль (30° южной против 30° северной), то о «намного теплее» у нас речь бы не шла.
Конечно, температура определяется не только широтой, но ещё и близостью к морю или горам, наличием тёплых или холодных течений и так далее (в частности, в Южной Африке гораздо более ощутимо скачет температура), но в этом случае видно, что при симметричном расположении и графики температур симметричны.
Иными словами, «первый фактор» тут явно не главный.
Да, эллиптичность орбиты, правда, оказывает некоторое влияние на климат, но дело тут вовсе не в удалённости от Солнца — она-то совсем небольшая. Удалённость в перигелии (в самой ближней к Солнцу точке орбиты) отличается от удалённости в афелии (самой дальней точке) всего на 3%. Этого слишком мало, чтобы обусловить большую разницу температур на симметричных широтах.
И, самое главное, как уже намекалось выше, если бы мы имели дело только с этим фактором, то зима и лето наступали бы на всей планете сразу.
В общем, эллиптичность орбиты приводит лишь к тому, что зима в Южном полушарии на два—три дня короче, чем в Северном, а лето, напротив, длиннее.
Реально же основной вклад в смену времён года вносит то самое, с чем радикально ошиблись в мультике, нарисовав Землю без наклона к её орбите. А она ведь на самом деле наклонена: на 23,44°.
Благодаря этому наклону часть года Земля преимущественно повёрнута к Солнцу своим Северным полушарием, а другую часть — Южным.
Это приводит, во-первых, к большей продолжительности дня, а во-вторых, к большему углу подъёма Солнца над поверхностью земли в одно и то же время суток.
Где-то на севере Норвегии солнце в полдень летом выглядит, примерно, как на правой картинке, а зимой — как на левой.Однако этот эффект тем менее заметен, чем ближе данная точка поверхности к экватору: ведь с него и зимой, и летом солнце видно примерно под одним и тем же углом — оно почти прямо над головой, да и продолжительность дня тоже весь год примерно одинаковая.
С другой стороны, ближе к полюсам этот эффект столь сильно выражен, что часть года там солнца вообще не видно, но зато другую часть года его видно круглые сутки. Иными словами, явления, условно называемые «полярная ночь» и «полярный день» напрямую связаны как со сменой времён года, так и с тем явлением, которое его вызывает — наклоном оси вращения Земли относительно плоскости орбиты её вращения вокруг Солнца.
И, кстати, с вращением вокруг Солнца связано второе весьма распространённое заблуждение. О нём — в следующей заметке.
как происходит смена времён года – Zagge.ru
Смена времён года на нашей планете обусловлена наклоном оси вращения Земли к плоскости эклиптики — путь, по которому в космическом пространстве движется Земля, имеет форму вытянутого круга — эллипса. На протяжении земного года расстояние от Солнца до Земли периодически меняется: от 147,1 миллионов километров (в начале января) до 152,1 миллионов километров (в начале июля). Однако переход от тёплого времени года к холодному происходит не потому, что Земля находится то ближе к Солнцу, то дальше.
Если бы ось Земли располагалась под прямым углом, то у нас не было бы времён года, а продолжительность дня и ночи в любом месте Земли была бы одинакова. Ось нашей планеты наклонена, в результате чего Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Из-за этого в разное время года Земля по-разному подставляет солнечным лучам свою поверхность. Когда солнечные лучи падают прямо, Солнце согревает поверхность сильнее. Если же лучи Солнца падают под углом, то они греют земную поверхность слабее. На экваторе и в тропиках солнечные лучи всегда падают прямо, поэтому жители этих мест никогда не испытывают холодов. Также не стоит забывать о Северном и Южном полушариях. Когда Южное полушарие повёрнуто к Солнцу, здесь наступает лето, а в Северном — зима. Когда прямые лучи Солнца падают на Северное полушарие, здесь начинается лето, а в Южном — зима.
Картограф Джон Нельсон создал пару замечательных gif, которые демонстрируют цикличность смен времён года. Используя снимки NASA, он собрал 12 спутниковых снимков Земли без облачности, по одному снимку на каждый месяц, а затем слил их воедино. В результате получились интересные анимации, дающие визуальное представление о том, какие места Земли сильнее испытывают похолодания, и о том, как распространяется растительность в течение года.
©John Nelson
©John Nelson
Источник
Оценить статью:
Загрузка…ВРЕМЕНА ГОДА | Энциклопедия Кругосвет
Содержание статьиВРЕМЕНА ГОДА, четыре периода года (весна, лето, осень и зима), характеризующиеся определенными средними температурами. Начало каждого времени года имеет четкую астрономическую границу. Эклиптика (видимый путь движения Солнца по небесной сфере) делится четырьмя точками – весеннего и осеннего равноденствий и летнего и зимнего солнцестояний – на секторы по 90°. Период, за который Солнце проходит один из этих секторов, называется временем года. Весна в Северном полушарии и осень в Южном начинаются, когда Солнце проходит через начальный круг склонения и его прямое восхождение равно 0° (весеннее равноденствие). Лето в Северном полушарии и зима в Южном наступают, когда прямое восхождение Солнца равно 90° (летнее солнцестояние). Осень в Северном полушарии и весна в Южном начинаются, когда прямое восхождение Солнца составляет 180° (осеннее равноденствие). Началом зимы в Северном полушарии и лета в Южном считается зимнее солнцестояние, когда прямое восхождение Солнца составляет 270°.
Различия в продолжительности времен года.
Из-за изменений скорости движения Земли по орбите в течение года, обусловленных эллиптичностью орбиты и законами движения, меняется и продолжительность времен года. Земля находится в перигелии (на ближайшей к Солнцу точке орбиты) примерно 2 января. В это время она движется быстрее, чем в середине года, и поэтому осень и зима короче остальных сезонов Северного полушария. Из приведенной ниже таблицы следует, что лето в Южном полушарии короче, чем в Северном, а зима длиннее.
| ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВРЕМЕН ГОДА | |||
| Северное полушарие | Южное полушарие | Продолжительность | Средняя дата начала |
| Весна | Осень | 92 сут 20 ч | 21 марта |
| Лето | Зима | 93 сут 14 ч | 21 июня |
| Осень | Весна | 89 сут 19 ч | 23 сентября |
| Зима | Лето | 89 сут 01 ч | 22 декабря |
ПРИЧИНЫ РАЗЛИЧИЙ ВРЕМЕН ГОДА
Географические причины.
Причины сезонных изменений состояния природы можно подразделить на прямые и косвенные. К первым относятся географические причины.
1. Сезонные изменения продолжительности светлого времени суток: летом дни длинные, а ночи короткие; зимой их соотношение меняется на обратное.
2. Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. Летом в умеренных широтах в полдень Солнце находится ближе к зениту, чем зимой, и, следовательно, одинаковое количество солнечной радиации летом распределяется на меньшей площади земной поверхности.
3. Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Находящееся низко над горизонтом Солнце дает меньше тепла и света, чем Солнце, расположенное высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае преодолевают более мощный слой атмосферы.
В низких широтах в любое время года бóльшую часть дня Солнце находится высоко над горизонтом. В умеренных широтах оно поднимается высоко над горизонтом только летом, а в остальное время года стоит низко. В полярных районах Солнце высоко никогда не поднимается. Несмотря на различные механизмы действия двух последних причин, их иногда объединяют и объясняют углом падения солнечных лучей.
Астрономические причины.
К косвенным существенным причинам смены времен года, имеющим астрономическую природу, относятся: шарообразная форма Земли, параллельность солнечных лучей, вращение Земли вокруг своей оси с периодом в одни сутки, движение Земли вокруг Солнца с периодом в один год, наклон земной оси к плоскости земной орбиты и постоянство наклона земной оси при движении Земли по орбите. Наклон земной оси в сочетании с движением Земли вокруг Солнца представляет собой основную астрономическую причину смены времен года. Земная ось отклоняется под углом 23°27ў от перпендикуляра к плоскости эклиптики, и, поскольку ее направление в пространстве практически постоянно, каждый из географических полюсов Земли часть года наклонен в сторону Солнца, а другую часть года – в противоположную от него сторону.
Последствия наклона земной оси.
Климатическая зональность.
Положение границ климатических зон зависит от наклона земной оси к плоскости эклиптики. Северный полярный круг проходит по широте 66°33ў с.ш., а Южный полярный круг – по широте 66°33ў ю.ш. Полярные круги отделяют, соответственно, северную и южную полярные зоны от умеренных зон Северного и Южного полушарий. Северный тропик (23°27ў с.ш.) и Южный тропик (23°27ў ю.ш.) являются границами между северной и южной умеренными зонами и внутритропической зоной. Таким образом, последняя охватывает по широте 46°54ў.
Часть года в полярных областях Солнце не заходит и движется по кругу почти параллельно горизонту (полярный день). В другое время года в тех же областях Солнце не восходит (полярная ночь). Продолжительность полярного дня и полярной ночи вблизи полюсов шесть месяцев, она сокращается по мере удаления от полюсов и приближения к Северному или Южному полярному кругу. На 78° северной и южной широты полярный день и полярная ночь продолжаются по четыре месяца, а на широтах Северного и Южного полярных кругов – по 24 часа.
В умеренных зонах Солнце никогда не достигает зенита и никогда не описывает полного круга на небосводе. В пределах этих зон, но ближе к тропикам Солнце в полдень приближается к зениту. Вблизи полярных кругов Солнце описывает на небосводе почти полный круг или даже видимый полный круг из-за влияния атмосферной рефракции и некоторой сплюснутости Земли у полюсов.
Изменение склонения Солнца в течение года
– еще одно важное следствие наклона земной оси. Оно проявляется в постепенном увеличении или уменьшении высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. В дни весеннего равноденствия Солнце проходит через точку пересечения небесного экватора и эклиптики. Для наблюдателя, находящегося на земном экваторе, небесный экватор располагается под прямым углом к горизонту и его плоскость пересекает точки, соответствующие востоку, солнечному зениту и западу. В дни весеннего равноденствия Солнце восходит на востоке и, следуя по эклиптике, проходит точно через зенит в полдень, а затем заходит на западе. В эти дни солнечные лучи перпендикулярны экватору и освещают Землю от Северного полюса до Южного, и на всей планете одинакова продолжительность дня и ночи.
После весеннего равноденствия Солнце покидает небесный экватор и сдвигается по эклиптике к северу от него, перемещаясь к востоку в своем видимом движении среди созвездий. Для наблюдателя на экваторе Солнце восходит несколько севернее точки востока. Затем Солнце пересекает небесный меридиан севернее точки зенита и заходит севернее западной точки горизонта. С каждым днем оно смещается дальше и дальше к северу вплоть до летнего солнцестояния, когда достигается максимальное отклонение в видимом смещении Солнца к северу – на 23°27ў (точка восхода наиболее смещена от восточной точки горизонта к северу, а точка захода Солнца находится на наибольшем удалении к северу от точки запада). В день летнего солнцестояния солнечные лучи падают отвесно на Северном тропике и максимально освещают всю полярную область, касаясь Северного полярного круга, даже на противоположной стороне земного шара. В то же самое время в Южном полушарии Солнцем освещены лишь территории к северу от Южного полярного круга, а собственно полярная область не получает солнечного света. Из-за наклона земной оси, а также в зависимости от положения Земли на орбите круг, ограничивающий освещенную Солнцем часть земной поверхности, или линия восходов и заходов, проходящая вокруг Земли, неодинаково охватывает разные широты. Поэтому продолжительность светового дня в Северном полушарии оказывается больше, чем темное время суток, и меньше – в Южном.
После летнего солнцестояния изменения протекают в обратном направлении. Отклонение Солнца к северу уменьшается, и, если наблюдать с экватора, видно, что оно пересекает небесный меридиан с каждым днем все ближе и ближе к зениту вплоть до осеннего равноденствия, когда создаются условия, аналогичные времени весеннего равноденствия. Возрастает отклонение Солнца к югу, оно восходит южнее точки востока, пересекает небесный меридиан южнее зенита и заходит южнее точки запада. Максимальное южное отклонение достигается во время зимнего солнцестояния, когда условия Южного полушария близки тем, которые складываются в Северном во время летнего солнцестояния. Теперь уже в Южном полушарии отмечается большая продолжительность дня и короткие ночи. После 22 декабря отклонение Солнца к югу начинает уменьшаться, условия в каждом пункте земной поверхности меняются на противоположные, сохраняющиеся вплоть до весеннего равноденствия. В любой точке, расположенной на экваторе, Солнце проходит через зенит дважды в год, поднимаясь над горизонтом на 90°. При этом предметы отбрасывают самые короткие тени.
В умеренных широтах Солнце перемещается так, что продолжительность дня и ночи неодинакова, за исключением дней равноденствий. Солнце в полдень достигает максимальной высоты над горизонтом в день летнего солнцестояния, т.е. в первый день астрономического лета в каждом полушарии. Минимальная полуденная высота Солнца над горизонтом отмечается в день зимнего солнцестояния (в первый день астрономической зимы). Когда Солнце наиболее высоко поднимается над горизонтом, каждый конкретный участок земной поверхности получает максимальное количество солнечной радиации на единицу площади. При этом поглощение солнечных лучей при прохождении через атмосферу минимально. Чем с бóльшим наклоном падают солнечные лучи, тем сильнее они поглощаются более мощным слоем газообразной атмосферы Земли и тем слабее освещают и нагревают предметы. На экваторе Солнце в полдень никогда не отклоняется от точки зенита более, чем на 23°27ў (если пренебречь рефракцией). В умеренных широтах полуденное отклонение Солнца от зенита – от 0° до 90°. На полюсах Солнце никогда не поднимается над горизонтом выше, чем на 23°27ў.
В целом сезонные температурные колебания обусловлены изменением количества солнечной радиации, поступающей на поверхность Земли (инсоляции). Величина инсоляции в данной точке зависит от угла падения солнечных лучей, прозрачности атмосферы, солнечной постоянной и расстояния до Солнца.
Запаздывание времен года.
Середина астрономического лета – день летнего солнцестояния в Северном полушарии – время, когда инсоляция максимальна. Однако «макушка» лета, а именно реальное количество тепла, накопленное на поверхности, запаздывает по сравнению с этой датой в различных регионах на разные сроки. В целом температура воздуха в Северном полушарии достигает максимума приблизительно 1 августа, а минимума – примерно 1 февраля, а в Южном – наоборот.
Запаздывание времен года происходит в основном из-за влияния атмосферы. После летнего солнцестояния сокращается количество тепла, ежесуточно поступающего от Солнца. Тем не менее каждый день в течение нескольких недель количество полученного тепла превышает количество тепла, отраженного земной поверхностью, так как воздух еще продолжает его удерживать и препятствует его быстрой потере. Значительное количество тепловой энергии накапливается в почвах, горных породах и водоемах. С начала августа потери тепла начинают превышать его поступление, что приводит к понижению среднесуточной температуры. Хотя серединой астрономической зимы является день зимнего солнцестояния, в течение нескольких недель после него суточные потери тепла превышают его поступление, так что температура понижается до тех пор, пока темпы прогревания Земли не превысят темпы ее охлаждения. Запаздывание времен года в пределах океанических акваторий больше, чем на материках, поскольку суша нагревается и остывает быстрее, чем вода. Существует также запаздывание в суточном ходе температур, и наиболее теплое время суток приходится не на полдень, а на время от 13 до 17 ч (в зависимости от региона).
Различия между полушариями.
Времена года в Южном полушарии прямо противоположны временам года в Северном полушарии. Лето в Южном полушарии начинается примерно 22 декабря. Однако существуют некоторые различия, обусловленные эксцентриситетом земной орбиты. Зимнее солнцестояние там происходит всего за несколько дней перед тем, как Земля достигнет перигелия. В это время Земля в целом получает от Солнца больше тепла, чем в афелии – максимально удаленной от Солнца точке орбиты. Казалось бы из этого должно следовать, что лето в Южном полушарии теплее, чем на соответствующих широтах Северного полушария, а зима – холоднее. Тем не менее в умеренных широтах часто наблюдается обратное соотношение. Разность количества тепла, получаемого Землей в перигелии и афелии, составляет 6%, однако благодаря огромной площади океанов в Южном полушарии климат меняется больше, чем в результате упомянутого выше эффекта.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
Внутритропическое пространство.
В низких широтах между Северным и Южным тропиками температуры всегда высоки и мало изменяются от месяца к месяцу. Годовая амплитуда температур (разность между температурами наиболее теплого и наиболее холодного месяцев) никогда не превышает 11° С, а вблизи экватора составляет менее 2° С. Сезонные различия обусловлены распределением атмосферных осадков. В таких районах, за исключением собственно приэкваториальной полосы, где сезонные изменения вообще отсутствуют, зиме соответствует сухой сезон, а лету – влажный.
Умеренные широты
характеризуются отчетливо выраженными сезонными изменениями температур. Холодное время года называется зимой, теплое – летом, а осень и весна являются переходными сезонами. В умеренных широтах отмечается большое разнообразие условий. В одних регионах летом очень жарко (от +32 до +38° С), в других – прохладно (в среднем +10° С). Зимы могут быть как весьма мягкими (+4° С), так и очень холодными (в среднем –23° С). Более того, поскольку на этих широтах сталкиваются контрастные арктические и субтропические воздушные массы, погода здесь очень неустойчива и быстро меняется как от суток к суткам, так и от года к году.
Полярные области.
По направлению к полюсам от Северного и Южного полярных кругов выделяют два типа климата: климат ледниковых покровов и климат тундры (последний только в Северном полушарии). Различия времен года в пределах ледниковых покровов заключаются в том, что летом наступает полярный день, зимой – полярная ночь, а весной и осенью происходит смена дня и ночи. Летних температур здесь достаточно лишь для того, чтобы обеспечить таяние поверхностного слоя снега. В тундровых районах средние температуры выше 0° С бывают в течение двух-четырех месяцев. См. также МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ.
Времена года — это… Что такое Времена года?
Весна 
Лето 
Осень 
ЗимаВремена года — четыре[1]периода, на которые условно поделён годовой цикл.
Различают:
Смена времён года обусловливается годичным периодом обращения планеты вокруг Солнца и наклоном оси вращения Земли относительно орбитальной плоскости[2] и, в небольшой степени, эллиптичностью орбиты.
Времена года в календаре
В средних широтах часто используется формальное, календарное деление года на четыре приблизительно равных периода. Например, в большинстве стран северного полушария приняты следующие даты начала и окончания времён года:
В южном полушарии приняты следующие даты:
Астрономический механизм смены времён года
Наклон оси вращения Земли — главная причина смены времён года 
Основной причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики. Без наклона оси продолжительность дня и ночи в любом месте Земли была бы одинакова, и днем солнце поднималось бы над горизонтом на одну и ту же высоту в течение всего года.
В наше время ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°[3].
Астрономически времена года разделены моментами летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния и весеннего равноденствия.
В период между мартовским и сентябрьским равноденствиями (от 20 (21) марта до 22 (23) сентября) из-за наклона земной оси Северное полушарие обращено к Солнцу бо́льшую часть суток, поэтому северные широты получают больше тепла и света, чем южные. Летом дни становятся длиннее, а положение солнца — выше, чем в Южном полушарии, где в это время зима. Спустя полгода Земля переходит на противоположную точку своей орбиты. Наклон оси остаётся таким же, однако теперь Южное полушарие оказывается обращённым к Солнцу большую часть суток, там дни дольше, больше и тепла и света. В Северном полушарии в это время зима.
Из-за эллиптической формы земной орбиты времена года имеют разную продолжительность. Так, в Северном полушарии лето продолжается приблизительно 93,6 суток, осень — 89,8, зима — 89,0, весна — 92,8. В Южном полушарии — соответственно 89,0, 92,8, 93,6 и 89,8 суток.[4]
Климатическая смена времён года
По количеству поступающей на землю от Солнца энергии равноденствия и солнцестояния должны быть серединой соответствующих сезонов. Но задержка в изменении температуры (вызванная физическими свойствами воды и земли) задерживает климатические сезоны относительно астрономических. Температурная задержка изменяется в зависимости от климатической зоны и других особенностей конкретного места. Поэтому, например, в одних культурах осеннее равноденствие расценивается как середина осени, а в других — как начало осени.
Анимация сезонных изменений, особенно снежный покров в течение года- В экваториальном поясе зима и лето являются дождливыми сезонами, в то время как весна и осень отличаются относительной засушливостью.
- В тропическом поясе холодным временем года является сезон дождей, жарким — засушливый сезон. Однако в пустынях дожди могут не выпадать и в холодное время года.
- В умеренном поясе в зоне океанического климата (Западная Европа, атлантическое побережье Северной Америки) основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы. В холодное время в части пояса устанавливается снежный покров. Весна и лето приносят эпизодические дожди вместе с циклонами. В зоне умеренно-континентального и континентального климата (Восточная Европа, Южная Сибирь) осень и зима значительно суше, и самыми влажными оказываются летние месяцы. В зоне мусонного климата (Дальний Восток) осадки выпадают почти исключительно летом в виде интенсивных ливней, зима сухая и бесснежная.
- В арктическом и антарктическом поясах смена времён года выражается в первую очередь в смене полярного дня и полярной ночи. Из-за продолжающегося ледникового периода сезонные колебания уровня осадков невелики, а температуры остаются ниже нуля.
Примечания
Ссылки
Смена времен года на Земле
Климатология > Почему есть сезоны?
Почему происходит смена сезонов на планете Земля в течение года: 4 времени года, влияние на природу, наклон оси вращения, расстояние от Солнца до Земли.
В летний сезон вы купаетесь, ездите на курорты и отдыхаете. Дальше нужно готовиться к осени, идти в школу, университет или снова погружаться в работу. Пройдут эти три месяца и можно готовить лыжи и настраиваться на Новый год, а затем весна. Где бы вы не жили, но смена сезонов всегда присутствуют в нашей жизни. Мы замечаем перемены в погоде, количестве света и тепла. Но, откуда берутся времена года и почему они вообще возникают?
Чаще всего, люди ссылаются на удаленность от Солнца летом и приближенность зимой. Но это не касается времен года. Точнее этот фактор просто усиливает условия (делает одну сторону жарче, а вторую холодней). Тогда, что влияет на смен времен года? Наклон земной оси.
Возьмите глобус и заметите, что планета не стоит на ровной палке, она наклонена на 23.5 градусов. Северный полюс указывает на Полярную звезду, а южный — на созвездие Октант. В любой орбитальной точке планета всегда направлена в одни и те же стороны.
Первые 6 месяцев северное полушарие повернуто к Солнцу, а южное отвернуто. В другие 6 месяцев ситуация полностью противоположная. Конечно то, что ближе к звезде, получает больше тепла и света.
Здесь важно учитывать и поступающую радиацию. Если Солнце расположено над головой, то каждый м2 получает 1000 ватт. Если есть значительный угол, то эти же 1000 ватт распространяются на большую площадь. Наклоном также можно объяснить, почему летом дни длиннее, а зимой короче.
Когда оба полушария получают равное количество нагрева и света, мы видим весеннее и осеннее равноденствия. Как же влияет на нас расстояние Земли от Солнца ? Она обусловливает интенсивность сезонов.
Как выглядит влияние смены времен года? Лето на южном полушарии планеты наступает в момент приближенности к звезде. Это делает привычную температуру и условия намного жестче. Интересно, что ориентация Земли не стабильна. Есть цикл длиною в 26000 лет, когда земная ось проделывает полный оборот. Это процессия равноденствий.
Вы могли и не заметить, но время летнего солнцестояния приближается на 20 минут каждый год. То есть, каждые 70 лет мы сдвигаем его на день.