Солнце — это главный источник тепла и единственная звезда нашей Солнечной системы, которая, подобно магниту, притягивает все планеты, спутники, астероиды, кометы и прочих "обитателей" космоса.
Расстояние от Солнца до Земли более 149 миллионов километров. Именно эту удаленность нашей планеты от Солнца принято называть астрономической единицей.
Несмотря на значительное удаление, эта звезда оказывает огромное влияние на нашу планету. В зависимости от положения Солнца на Земле день сменяет ночь, лето приходит на смену зиме, возникают магнитные бури и образуются удивительнейшие полярные сияния. А самое главное — без участия Солнца на Земле невозможен был бы процесс фотосинтеза — основного источника кислорода.
Положение Солнца в разные времена года
Наша планета движется вокруг небесного источника света и тепла по замкнутой орбите. Этот путь схематично можно представить себе в виде вытянутого эллипса. Само Солнце располагается не в центре эллипса, а несколько в стороне.
Земля то приближается, то удаляется от Солнца, завершая полный оборот по орбите за 365 дней. Ближе всего к светилу наша планета находится в январе. В это время расстояние сокращается до 147 млн.км. Точка земной орбиты, ближе всего расположенная к Солнцу, называется "перигелий".
Чем ближе располагается Земля к Солнцу, тем больше освещается Южный полюс, а в странах южного полушария начинается лето.
Ближе к июлю наша планета максимально удаляется от главной звезды Солнечной системы. В этот период удаленность больше 152 млн.км. Самая далекая от Солнца точка земной орбиты получила название "афелий". Чем дальше земной шар находится от Солнца, тем больше света и тепла получают страны северного полушария. Тогда здесь наступает лето, а, например, в Австралии и Юной Америке господствует зима.
Как Солнце освещает Землю в разное время года
Освещение Земли Солнцем в разное время года напрямую зависит от удаленности нашей планеты в данный промежуток времени и от того, каким "боком" повернута Земля в этот момент к Солнцу.
Важнейший фактор, влияющий на смену времен года — земная ось. Наша планета, вращаясь вокруг Солнца, успевает в то же время поворачиваться вокруг собственной воображаемой оси. Эта ось расположена под углом в 23,5 градуса к небесному светилу и всегда оказывается направленной на Полярную звезду. Полный оборот вокруг земной оси занимает 24 часа. Осевое вращение обеспечивает также смену дня и ночи.
Кстати, если бы этого отклонения не было, то времена года не сменяли бы друг друга, а оставались постоянными. То есть, где-то царило бы постоянное лето, в других районах была постоянная весна, третья часть земли вечно бы поливалась осенними дождями.
Под прямыми лучами Солнца в дни равноденствия оказывается земной экватор, в то время, как в дни солнцестояния солнце в зените будет на широтах 23,5 град., плавно приближаясь в остальное время года к нулевой широте, т.е. к экватору. Солнечные лучи, падающие отвесно, приносят больше света и тепла, они не рассеиваются в атмосфере. Поэтому жители стран, расположенных на экваторе, никогда не знают холода.
Полюса земного шара попеременно оказываются в лучах Солнца. Поэтому на полюсах полгода длится день, а полгода — ночь. Когда освещенным оказывается Северный полюс, то в северном полушарии наступает весна, сменяющая летом.
В следующие полгода картина меняется. К Солнцу оказывается обращенным Южный полюс. Теперь в южном полушарии начинается лето, а в странах северного полушария воцаряется зима.
Дважды в год наша планета оказывается в таком положении, когда солнечные лучи одинаково освещают ее поверхность от Крайнего севера до Южного полюса. Эти дни называются днями равноденствия. Весеннее отмечают 21 марта, осеннее —23 сентября.
Еще два дня в году получили названия солнцестояния. В это время Солнце оказывается или максимально высоко над горизонтом, или максимально низко.
В северном полушарии 21 или 22 декабря наступает ночь, длящаяся дольше всех в году — это день зимнего солнцестояния. А 20 или 21 июня, наоборот, день является самым длинным, а ночь самой короткой — это день летнего солнцестояния. В южном полушарии все происходит наоборот. Там в декабре длинные дни, а в июне — длинные ночи.
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:
- Наклон земной оси.
- Овальная орбита.
- Суточное вращение.
Как оказалось, все достаточно просто и понятно.
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.
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).
