Смяна на сезоните - Астрономия за манекени
Смяна на сезоните
Да обясни на учениците причината за смяната на сезоните на Земята е може би най-трудната задача за всеки учител по астрономия. Колкото и да се опитва учителят да обясни, че смяната на сезоните няма нищо общо с това колко далеч е Земята от Слънцето, много или дори повечето ученици не вярват в това. Проучванията показват, че дори завършилите Харвардския университет смятат, че лятото е, когато Земята е най-близо до Слънцето, а зимата е, когато Земята е най-далече от Слънцето.
В същото време учениците забравят, че когато в Северното полукълбо е лято, в Южното е зима. И когато в Австралия е лято, в България е зима. Но и Австралия, и България са на една планета Земя.
Истинската причина за смяната на сезоните е наклонът на земната ос (фиг. 5.2). Оста на въртене, въображаема линия, свързваща северния и южния полюс на Земята, не е перпендикулярна на равнината на земната орбита, по която се движи около слънцето. А отклонението на оста от перпендикуляра е 23,5 °. Оста сочи на север към точка сред звездите близо до Полярната звезда. (Всъщност оста бавно променя посоката си и с течение на времето ще сочи не към Поларис, а към друга звезда.)
Ориз. 5.2. Смяна на сезоните
В момента Полярната звезда (т.е. тази, към която сочи северният полюс на Земята) е
Оста на Земята е насочена "нагоре" през Северния полюс и "надолу" през Южния. Когато Земята е от едната страна на своята орбита, оста "нагоре" също сочи грубо към Слънцето, тъй като Слънцето е високо в небето по обяд в Северното полукълбо. Шест месеца по-късно оста "нагоре" вече ще сочи встрани от Слънцето. Всъщност оста винаги е насочена в една и съща посока.същата посока в космоса, но сега Земята е от противоположната страна на Слънцето.
Лятото идва в Северното полукълбо, когато оста, насочена нагоре през Северния полюс, сочи приблизително към Слънцето. В тази ситуация Слънцето е по-високо над хоризонта по обяд, отколкото през всички останали сезони на годината, така че осветява по-добре Северното полукълбо и осигурява повече топлина. В същото време оста, минаваща през Южния полюс, е насочена далеч от Слънцето, така че Слънцето по обяд е по-ниско над хоризонта, отколкото по всяко друго време на годината, и осветява южното полукълбо по-зле. По това време в Австралия идва зимата.
През лятото има повече дневни часове, отколкото през зимата, защото слънцето е по-високо над хоризонта. Следователно му отнема повече време, за да се издигне първо до тази височина и след това да слезе. И тъй като денят е по-дълъг, по това време на годината е по-топло.
Докато Земята се движи по своята орбита около Слънцето, изглежда, че Слънцето се движи по небето в кръг, наречен еклиптика (обсъден в глава 3). Равнината на еклиптиката е наклонена спрямо равнината на екватора точно под същия ъгъл като оста на Земята - 23,5°. От тази гледна точка дефинираме следните понятия.
В Северното полукълбо лятното слънцестоене се пада в деня, когато дневната светлина е най-дълга в годината. На този ден Слънцето се издига до най-високата си точка над хоризонта, така че отнема най-много време, за да се издигне до тази височина и след това да слезе. По същия начин зимното слънцестоене в Северното полукълбо се пада в деня, когато дневната светлина е най-ниска през годината.
Е, това е може би всичко, което исках да кажа за времето и сезоните.