Почему Солнце в течение года по-разному освещает Землю? Распределение солнечного света и тепла Почему Земля вращается.

Совсем недавно я поехал покупать себе зимний гардероб, ведь уже совсем скоро Солнце перестанет обогревать тот участок Земли , где я проживаю. Но почему же так происходит, ежегодно большая половина человечества испытывает серьезные климатические изменения, наступает то жара, то холод, то в их регионе царствует умеренная погода. Для многих любимым временем года является весна, ведь еще не слишком жарко, но и нет минусовых температур. Такое положение дел обуславливается тем, что планета Земля на протяжении 365-и дней не стоит на месте , а вращается вокруг своей оси и светила по определенной орбите.

Из-за чего Солнце в течение года светит по-разному

Попадание солнечных лучей на Землю никогда не будет одинаковым , поскольку планета в космическом пространстве стоит не ровно , а под наклоном в 23 градуса . Это первая причина данного обстоятельства, ведь в зависимости от позиции Земли в конкретный момент, фотоны не могут достигать Южного и Северного полюсов одинаково , а вот на экваторе всегда сохраняется теплая погода, но здесь выступает второй очень важный фактор.

Он заключается в том, что орбита планеты не круглая, а овальная , поэтому в разные периоды прохождения по ней Земля оказывается то ближе к светилу, то отдаляется от него. Помимо всего этого, наша планета обращается вокруг своей оси в течении 24 часов, в связи с чем, каждое полушарие отворачивается от лучей Солнца и там наступает ночь.

Почему Земля вращается

Несмотря на то, что Вселенная огромная, в ней все устроено очень тонко и гармонично. Все космические объекты взаимодействуют между собой посредством гравитационного притяжения, чем и обуславливается постоянное вращение Земли вокруг Солнца , так как масса светила больше, соответственно, сила тяготения в разы сильнее .

Природа все продумала досконально, ведь, если бы фотоны всегда грели лишь, к примеру, одну сторону планеты, либо ее угол наклона был выше, отсутствовал бы баланс . Некоторые небесные тела страдают от такого дисбаланса, на одной их стороне может стоять необычайная жара, а иная в этот момент замерзает и покрывается ледяными покровами. Итак, подводя итог, надо отметить три причины неравномерности освещения в течение года, а именно:

1. Наклон земной оси.
2. Овальная орбита.
3. Суточное вращение.

Как оказалось, все достаточно просто и понятно.

В жаркий летний день, когда на улице стоит ясная погода и мы изнемогаем от высокой температуры, нам часто приходится слышать фразу «солнце в зените». В нашем понимании речь идет о том, что небесное светило находится в самой высокой точке и максимально греет, можно даже сказать, опаляет землю. Давайте попробуем окунуться немного в астрономию и разобраться подробнее в этом выражении и в том, насколько верно наше понимание этого высказывания.

Земные параллели

Еще со школьной программы нам известно, что на нашей планете существуют так называемые параллели, которые представляют собой невидимые (воображаемые) линии. Существование их обусловлено элементарными законами геометрии и физики, а знания о том, откуда взялись эти параллели, необходимы для того, чтобы понимать весь курс географии. Принято выделять три самые важные линии - экватор, полярный круг и тропики.

Экватор

Экватором принято называть невидимую (условную) линию, разделяющую нашу Землю на два одинаковых полушария - Южное и Северное. Уже давно известно, что Земля стоит не на трех китах, как полагали в древности, а имеет шарообразную форму и, помимо движения вокруг Солнца, вращается вокруг своей оси. Вот и выходит, что на Земле, имеющая протяженность около 40 тыс. км, - это экватор. В принципе, с математической точки зрения здесь все понятно, но имеет ли это значение для географии? А здесь, при ближайшем рассмотрении, получается, что на ту часть планеты, которая расположена между тропиками, попадает больше всего солнечного тепла и света. Обусловлено это тем, что данная область Земли всегда повернута к Солнцу, поэтому лучи здесь падают почти отвесно. Из этого следует, что на приэкваториальных участках планеты наблюдается самая высокая температура воздуха, а насыщенные влагой воздушные массы создают сильное испарение. Солнце в зените на экваторе бывает дважды в год, то есть светит абсолютно вертикально вниз. Для примера, в России никогда не происходит такого явления.

Тропики

На земном шаре существуют Южные и Северные тропики. Примечательно то, что солнце в зените оказывается здесь всего один раз в год - в день солнцестояния. Когда происходит так называемое зимнее солнцестояние - 22 декабря, максимально повернутым к Солнцу оказывается Южное полушарие, а 22 июня - наоборот.

Иногда Южный и называют в честь того зодиакального созвездия, которое оказывается на пути Солнца в эти дни. Так, например, Южный условно называют тропиком Козерога, а Северный - Рака (декабрь и июнь соответственно).

Полярные круги

Полярным кругом принято считать параллель, выше которой наблюдается такое явление, как полярная ночь или день. Расположение широты, на которой находятся полярные круги, также имеет вполне математическое объяснение, это 90° минус наклон оси планеты. Для Земли это значение полярных кругов равно 66,5°. К сожалению, жители умеренных широт не могут наблюдать эти явления. А вот солнце в зените на параллели, соответствующей полярному кругу, событие абсолютно закономерное.

Общеизвестные факты

Земля не стоит на месте и, помимо движения вокруг Солнца, каждые сутки вращается вокруг своей оси. В течение года мы наблюдаем за тем, как меняются долгота дня, температура воздуха за окном, а самые внимательные могут отметить изменение положения звезд на небе. За 364 проходит полный путь вокруг Солнца.

День и ночь

Когда у нас темно, то есть говорит о том, что Солнце в данный отрезок времени освещает другое полушарие. Возникает вполне логичный вопрос, почему день не равен продолжительности ночи. Дело в том, что плоскость траектории не находится под прямым углом относительно земной оси. Ведь в таком случае мы не имели бы времен года, при которых отношение долготы дня и ночи меняется.

В 20-х числах марта в сторону Солнца наклоняется Тогда приблизительно в полдень на линии экватора можно абсолютно точно сказать, что солнце в зените. Далее следуют дни, когда в более северных точках наблюдается подобное явление. Уже 22 июня солнце в зените располагается на тропике Рака, в этот день считается серединой лета и имеет максимальную долготу. Для нас наиболее привычным является определение - явление солнцестояния.

Интересно то, что после этого дня все происходит заново, только в обратном порядке, и продолжается до момента, когда на линии экватора в полдень солнце снова оказывается в зените - это случается 23 сентября. В это время середина лета наступает в южном полушарии.

Из всего этого следует, что когда солнце бывает в зените на экваторе, на всем земном шаре продолжительность ночи - 12 часов, такому же отрезку времени равен день. Мы привыкли называть это явление днем осеннего или весеннего равноденствия.

Несмотря на то что правильное объяснение понятия «солнце в зените» мы разобрали, все равно для нас более привычным будет формулировка, которая подразумевает под собой просто нахождение солнца максимально высоко в данный конкретный день.

Еще в детстве мною было замечено, что в течение года солнечные лучи падают на землю под разными углами. Дело в том, что моя комната расположена на солнечной стороне. Так вот, зимой в обеденное время потоки света проникают далеко вглубь комнаты, летом же в это же время они не доходят и до середины помещения. Почему же Солнце со сменой времен года меняет и угол освещенности Земли?

Причина неодинаковой освещенности Земли в течении года

Причина на самом деле логична и проста. У Земли есть своя собственная ось, вокруг которой происходит вращение. Эта ось не вертикальна, она проходит под углом в 66,5 градусов к орбитальной плоскости. Именно поэтому в течение года угол падения солнечных лучей на каждую точку поверхности неодинаков. В результате в разное время года разные полушария в один временной отрезок получают разное количество света.

Этим можно объяснить и то, что в умеренных широтах времена года ярко выражены, а на экваторе практически не отличаются друг от друга.

Пояса освещенности Земли

Выделяют несколько основных поясов освещенности Земли:

Как видно, в зависимости от освещенности солнечными лучами, а также от величины угла их падения зависит и продолжительность дня и ночи, амплитуда температур, а, соответственно, и климат.

Вопрос 1. В каких движениях участвует Земля?

Земля участвует в нескольких видах движений:

1) Движение вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики. Один оборот - галактический год (230 или 280 млн. лет).

2) Движение вокруг Солнца по эллиптической орбите, близкой к кругу радиусом около 149,6 млн. км. Период обращения - год. Плоскость орбиты называется плоскостью эклиптики.

3) Вращение Земли вокруг своей оси - один оборот за сутки.

Вопрос 2. Что является следствиями движений Земли?

Вращение Земли вокруг своей оси имеет несколько следствий: смену дня и ночи, сплюснутость Земли у полюсов, более равномерный нагрев поверхности планеты.

Вопрос 3. Что такое глобус?

Глобус - трёхмерная модель Земли или другой планеты, а также модель небесной сферы (небесный глобус). В отличие от карт, на глобусе нет искажений и разрывов, поэтому глобус удобен для получения общего представления о расположении материков и океанов.

Вопрос 4. Какие бывают времена года?

Выделяют 4 времени года: Зиму, Весну, Лето, Осень.

Вопрос 5. С чем связано наличие времён года на Земле?

Следствием движения Земли вокруг Солнца, наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и постоянства этого наклона является регулярная смена времен года на Земле.

Вопрос 6. Чему равен угол, образованный земной осью с плоскостью орбитального движения Земли?

Угол, образованный земной осью с плоскостью орбитального движения Земли равен 66,5 градусов.

Вопрос 7. Назовите даты дней весеннего и осеннего равноденствий, летнего и зимнего солнцестояний.

Весеннее равноденствие – 21 марта, осеннее равноденствие – 23 сентября. Летнее солнцестояние – 22 июня, зимнее солнцестояние – 22 декабря.

Вопрос 8. Почему Солнце в течение года по-разному освещает Землю?

Ось вращения Земли немного наклонена к плоскости земной орбиты. Если быть точным, то угол, образованный земной осью и плоскостью орбиты, составляет 66,5. Ось вращения Земли имеет определённый и неизменный наклон. При годовом движении нашей планеты вокруг Солнца Земля поворачивается к Солнцу то Северным, то Южным полушарием.

Вопрос 9. Почему происходит смена времён года?

При годовом движении нашей планеты вокруг Солнца Земля поворачивается к Солнцу то Северным, то Южным полушарием. В летние месяцы (июнь-август) Северное полушарие повёрнуто к Солнцу сильнее, чем Южное. В эти месяцы в Северном полушарии лето, а в Южном - зима. Потому что в эти месяцы Южное полушарие как бы отвернулось от Солнца и получает гораздо меньше света и тепла.

Вопрос 10. В каком месяце встречают Новый год в Австралии?

Вопрос 11. Когда день равен ночи в Северном полушарии? В Южном?

Дни, когда Солнце совершенно одинаково освещает оба полушария, когда в обоих полушариях продолжительность дня и ночи одинаковая, называют днями равноденствия: 23 сентября - день осеннего равноденствия, а 21 марта - день весеннего равноденствия.

Вопрос 12. Когда в России весна, какое время года будет на юге Африки?

На юге Африки будет осень.

Вопрос 13. Когда у нас лето, какое время года будет в Канаде?

В Канаде также как и у нас будет лето.

Вопрос 14. От чего зависит угол падения солнечных лучей на земную поверхность?

Угол падения солнечных лучей на земную поверхность зависит от географической широты, от местности и от времени года.

Вопрос 15. Почему солнечные лучи, падающие на земную поверхность под разными углами, приносят разное количество света и тепла?

Чем ниже стоит Солнце над горизонтом, тем меньше угол падения солнечных лучей на поверхность Земли. Чем меньше угол падения лучей, тем меньше солнечной энергии - света и тепла - приходится на единицу площади поверхности Земли.

Вопрос 16. Отечественная война 1812 года началась 24 июня, а Великая Отечественная война - 22 июня. Как вы думаете, почему эти две войны начались почти в один и тот же день?

Потому что эти дни были началом лета, и самый длинный световой день в Северном полушарии приходится на 22 июня. Эти обстоятельства благоприятствуют проведению боевых действий.

Солнце влияет на Землю довольно сильно. Солнце излучает свет и, так как Земля вращается вокруг своей собственной оси, получается день и ночь. Солнечный свет приносит тепло, которое с вращением Земли вокруг Солнца и наклона оси Земли (на 23,5°), вызывает изменение сезонов. Большинство света и тепла приходят от прямых солнечных лучей.

Солнечный свет

Лучи Солнца в любой момент могут освещать только одну половину земной поверхности. Солнечный свет одинаково достигает Северного и Южного полюсов только дважды в год - 23 сентября и 21 марта - дни равноденствия (рисунок 1). В эти два дня прямые лучи Солнца падают на Экватор вертикально.
С 23 сентября до 21 декабря лучи Солнца постепенно расширяют свою зону попадания на Землю от Южного полюса и отступают от Северного полюса. 21 декабря лучи достигают 23,5° за Южный полюс (зона Антарктики) и не в состоянии достигнуть Северного полюса на те же 23,5° (зона Арктики). В этот день, область к югу от Южного полярного круга (Антарктика), получает постоянный солнечный свет, а область к северу от Северного полярного круга (Арктика) остаётся без солнечного света. Попробуйте проанализировать это с помощью глобуса. Найдите на глобусе Южный и Северный полярный круг (параллели в Северном и Южном полушариях с широтами 66.5°).
22 декабря лучи Солнца охватывают всю зону до Южного полярного круга и уходят из зоны Северного полярного круга на 23,5° (рисунок 2). А 21 июня всё наоборот - лучи полностью уходят из области Южного полярного круга и освещают область Северного полярного круга. Теперь Южный полюс находится в темноте, а Северный полюс получает постоянный солнечный свет (рисунок 3). Это объясняет полугодовые день и ночь на Северном и Южном полюсах.
Когда свет падает непосредственно на Северный тропик (23,5° к северу от Экватора), день в Северном полушарии максимально длиннее, чем ночь (21 июня).
Когда свет падает непосредственно на Южный тропик (23,5° к югу от экватора), день в Северном полушарии максимально короче ночи (22 декабря).