Природное явление дни когда происходит смена полугодия. Движение земли и смена времен года

Смена времен года - вечное и неизменное явление природы. Причина его заключается в движении Земли вокруг Солнца. Путь, по которому в космическом пространстве движется земной шар, имеет форму вытянутого круга - эллипса. Солнце находится не в центре этого эллипса, а в одном из ее фокусов. Поэтому на протяжении года расстояние от Солнца до Земли периодически меняется. Переход от тёплого времени года (весна, лето) к холодному (осень, зима) происходит вовсе не потому, что Земля то приближается к Солнцу, то удаляется от него. А ведь и сегодня так думают многие люди!

Дело в том, что Земля, помимо обращения вокруг Солнца, вращается вокруг воображаемой оси (линии, проходящей через Северный и Южный полюса). Если бы ось Земли располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми. Но эта ось наклонена по отношению к Солнцу (на 23°27"). В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, а ось Земли всегда направлена в одну точку - на Полярную звезду. Поэтому в разное время года Земля по-разному подставляет солнечным лучам свою поверхность. Когда солнечные лучи падают отвесно, прямо, Солнце жарче. Если же лучи Солнца падают на земную поверхность под углом, то они греют земную поверхность слабее.

Лучи Солнца падают на Землю Солнце всегда стоит прямо на экваторе и в тропиках, поэтому жители этих мест не знают холодов. Там не так резко, как у нас, сменяются времена года, и никогда не бывает снега. В то же время часть года каждый из двух полюсов повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора - лето и день длинный, к югу - зима, а день короткий. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие - здесь наступает лето, а в Северном - зима.

Зима и лето в Северном и Южном полушарии Самые длинные и самые короткие дни в году называются днями зимнего и летнего солнцестояния. Летнее солнцестояние наступает 20, 21 или 22 июня, а зимнее - 21 или 22 декабря. А еще во всем мире в каждом году имеются двое суток, когда день равен ночи. Это происходит весной и осенью, ровно между днями солнцестояния. Осенью это происходит около 23 сентября - это осеннее равноденствие, весной около 21 марта - весеннее равноденствие. Годичное движение Земли вокруг Солнца

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.

Привет друзья! В этой статье я расскажу Вам о том как меняются времена года и какие этому причины . Если Вы это искали, значит Вам по адресу.

(климатические сезоны) – это части года, длительностью в несколько месяцев, отличающиеся климатическими признаками (преимущественно за условиями увлажнения и температурным режимом).

Например, в умеренных широтах различают зиму, весну, лето, осень, а в муссонных тропических областях – дождливый и сухой климатические сезоны.

Четкую астрономическую границу имеет начало каждого времени года. Четырьмя точками разделяется эклиптика (видимый путь движения Солнца по небесной сфере) – зимнего и летнего солнцестояния и осеннего с весенним равноденствиями – на секторы по 90°.

Временем года называется период, за который Солнце проходит один из этих секторов. Когда Солнце проходит через начальный круг склонения и его прямое восхождение равно 0° (весеннее равноденствие), тогда в Северном полушарии начинается весна, а в Южном – осень.

Когда прямой восход Солнца равен 90° (летнее солнцестояние), тогда наступает лето в Северном полушарии и зима – в Южном. Когда прямой восход Солнца равен 180° (осеннее равноденствие), тогда начинается осень в Северном полушарии и весна в Южном. Зимнее солнцестояние (когда прямой восход солнца равен 270°) считается началом зимы в Северном полушарии и лета – в Южном.

Отличия в длительности времен года.

Длительность времен года меняется через изменения на, протяжении года, скорости движения по орбите. На ближайшей к Солнцу точке орбите (перигелии), Земля находится приблизительно 2 января.

Она в это время движется быстрее, чем в средине года, и поэтому, зима и осень короче всех остальных времен года в Северном полушарии. В Южном полушарии лето короче, а зима – длине, чем в Северном. Причинами того, как меняются времена года, могут быть не прямыми и прямыми. К прямым причинам относятся:

1. Сезонные изменения длительности светового времени суток: летом ночи короткие, а дни – долгие, а зимой их соотношение меняется на противоположное.

2. Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. В умеренных широтах Солнце летом в полдень находится ближе к зениту, чем зимой. Соответственно, летом на меньшей площади земной поверхности распределяется одинаковое количество солнечной радиации.

3. Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Когда Солнце находится низко над горизонтом, оно дает меньше света и тепла, чем когда находится высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае, преодолевают более толстый слой .

Высоко над горизонтом в любое время года большую часть дня Солнце находится в низких широтах. В умеренных широтах оно только летом поднимается высоко над горизонтом, а в другие времена года – находится низко. Никогда не поднимается Солнце в полярных районах.

К непрямым причинам изменений времен года, имеющих астрономическую природу, относятся такие: параллельность солнечных лучей, шаровидная форма Земли, движение Земли вокруг Солнца с периодом в один год, вращение Земли вокруг своей оси с периодом в одни сутки, наклон земной оси к плоскости земной орбиты и постоянство наклона земной оси во время движения Земли по орбите.

Основную астрономическую причину изменения времен года являет собой наклон земной оси вместе с движением Земли вокруг Солнца. Под углом 23°27’ земная ось отклоняется от перпендикуляра к плоскости эклиптики.

И поскольку, практически неизменно ее направление в пространстве, часть года каждый из географических полюсов Земли наклонен в сторону Солнца, а другую часть года – в сторону, противоположную от него.

Последствия наклона земной оси.

От наклона земной оси к плоскости эклиптики зависит размещение границ . По широте 66°33’ с. ш. проходит Северный полярный круг, а по широте 66°33’ ю. ш. – проходит Южный полярный круг.

Северную и Южную полярные зоны отделяют полярные круги от умеренных зон Северного и Южного полушарий. Южный тропик (23°27’ ю. ш.) и Северный тропик (23°27’ с. ш.) создают границу между южной и северной умеренными зонами и внутритропической зонами.

В полярных областях часть года Солнце почти параллельно горизонту двигается по кругу и не заходит (полярный день). В тех самых областях в другое время года Солнце не восходит (полярная ночь).

Шесть месяцев составляет длительность полярной ночи и полярного дня вблизи полюсов. С приближением к Южному или Северному полярному кругу и отдалением от полюсов эта длительность сокращается.

Четыре месяца длятся полярная ночь и полярный день на 78° южной и северной широты, а на широтах Южного и Северного полярного кругов – по 24 часа. Солнце никогда не описывает полного круга на небосклоне и никогда не достигает зенита — в умеренных зонах. А к зениту в полдень, Солнце приближается в пределах этих зон, но ближе к тропикам.

Отличия между полушариями.

Времена года в Южном и Северном полушариях – противоположны. Приблизительно 22 декабря начитается лето в Южном полушарии. Но некоторые отличия все же существуют. Всего за несколько дней до того, как Земля достигнет перигелия (ближайшая к Солнцу точка орбиты) – там бывает зимнее солнцестояние.

Больше тепла от Солнца Земля, в целом, получает в это время, чем в афелии (максимально отдаленной от Солнца точке орбиты).

Казалось бы, лето в Южном полушарии должно быть теплее, чем на аналогичных широтах в Южном полушарии, а зима – холоднее.

Но часто наблюдается противоположное соотношение в умеренных широтах. 6% составляет отличие в количестве тепла, которое получает Земля в перигелии и афелии, но благодаря большой площади в Южном полушарии изменяется больше, чем в северном, вследствие упомянутого выше эффекта.

Вот мы и выяснили с Вами, как же меняются времена года, и это было с точки зрения науки...

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.

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.