07.10.2018 03:51
2708
Γνωρίζετε καλά ότι στη φύση υπάρχουν τέσσερις εποχές: χειμώνας, άνοιξη, καλοκαίρι και φθινόπωρο. Κάθε εποχή διακρίνεται για τις φυσικές και καιρικές της αλλαγές. Ας θυμηθούμε τι;
Ο κρύος και χιονισμένος χειμώνας αντικαθίσταται από την άνοιξη. Αυτή τη στιγμή, γίνεται πιο ζεστό, το χιόνι αρχίζει να λιώνει, δέντρα και φυτά ζωντανεύουν. Μερικά ζώα ξυπνούν μετά τη χειμερία νάρκη. Τα πουλιά φτιάχνουν τις φωλιές τους. Τα δέντρα αναπτύσσουν μπουμπούκια από τα οποία φυτρώνουν τα φύλλα. Μετά την άνοιξη έρχεται το καλοκαίρι. Το καλοκαίρι ζεσταίνεται αρκετά, λουλούδια ανθίζουν παντού, φυτρώνει γρασίδι, τα δέντρα θροΐζουν με τα φύλλα τους. Τα ζώα και τα πουλιά κάνουν μια φυσιολογική ζωή. Το καλοκαίρι αντικαθιστά το φθινόπωρο. Έξω κάνει πιο κρύο. Τα φύλλα στα δέντρα κιτρινίζουν και μετά πέφτουν στο έδαφος. Τα λουλούδια δεν ανθίζουν πλέον και τα πέταλά τους πέφτουν. Τα πουλιά πετούν νότια και μερικά ζώα ετοιμάζονται για χειμερία νάρκη.
Γιατί αλλάζουν οι εποχές; Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε.
Ο πλανήτης μας δεν περιστρέφεται μόνο γύρω από τον άξονά του, αλλά και γύρω από τον Ήλιο. Ο άξονας της Γης είναι μια υπό όρους γραμμή που διασχίζει τον πλανήτη μας μέσω του βόρειου και του νότιου πόλου. Επομένως, εάν έχετε μια υδρόγειο στο σπίτι, σημειώστε ότι έχει κλίση. Έτσι, δείχνει ότι η Γη έχει κλίση κατά 23,5 μοίρες.
Λόγοι για την αλλαγή των εποχών 2. Ο πρώτος λόγος είναι ότι η τροχιά στην οποία περιστρέφεται η Γη γύρω από τον Ήλιο είναι επιμήκης με τη μορφή έλλειψης. Επομένως, κάποια στιγμή ο πλανήτης μας θα είναι πιο μακριά από τον Ήλιο και κάποια στιγμή πιο κοντά. Ο δεύτερος λόγος είναι ο άξονας της Γης, ο οποίος έχει ήδη περιγραφεί νωρίτερα. Λόγω της κλίσης του, ο πλανήτης μας, κινούμενος κατά μήκος της τροχιάς του, εκθέτει εναλλάξ το ουράνιο σώμα είτε στο βόρειο είτε στο νότιο ημισφαίριο. Όταν οι ακτίνες του ήλιου φωτίζουν το βόρειο ημισφαίριο, το καλοκαίρι έρχεται εκεί, και στο νότιο ημισφαίριο εκείνη τη στιγμή είναι χειμώνας και αντίστροφα.
Για να το κάνετε πιο σαφές, δοκιμάστε να ρίξετε έναν φακό σε μια υδρόγειο που έχει κλίση. Κρατώντας το φανάρι στο επίπεδο, θα δείτε ότι ένα μέρος του πλανήτη (είτε το κάτω είτε το πάνω μέρος) δέχεται περισσότερο φως και το άλλο λιγότερο.
Και αν σε μια μέρα ο πλανήτης μας κάνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον άξονά του, τότε σε ένα χρόνο κάνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον Ήλιο στην τροχιά του.
Το περιεχόμενο του άρθρου
ΕΠΟΧΕΣ,τέσσερις περιόδους του έτους (άνοιξη, καλοκαίρι, φθινόπωρο και χειμώνας), που χαρακτηρίζονται από ορισμένες μέσες θερμοκρασίες. Η αρχή κάθε εποχής έχει ένα ξεκάθαρο αστρονομικό όριο. Η εκλειπτική (η φαινομενική διαδρομή της κίνησης του Ήλιου κατά μήκος της ουράνιας σφαίρας) διαιρείται με τέσσερα σημεία - την εαρινή και φθινοπωρινή ισημερία και τα θερινά και χειμερινά ηλιοστάσια - σε τομείς των 90°. Η περίοδος κατά την οποία ο Ήλιος διέρχεται από έναν από αυτούς τους τομείς ονομάζεται εποχή. Η άνοιξη στο βόρειο ημισφαίριο και το φθινόπωρο στο νότιο ημισφαίριο ξεκινούν όταν ο Ήλιος διέρχεται από τον αρχικό κύκλο απόκλισης και η ορθή του ανάληψη είναι 0° (η εαρινή ισημερία). Το καλοκαίρι στο βόρειο ημισφαίριο και ο χειμώνας στο νότιο ημισφαίριο συμβαίνουν όταν η δεξιά ανάληψη του Ήλιου είναι 90° (θερινό ηλιοστάσιο). Το φθινόπωρο στο βόρειο ημισφαίριο και η άνοιξη στο νότιο ημισφαίριο ξεκινούν όταν η δεξιά ανάβαση του Ήλιου είναι 180° (φθινοπωρινή ισημερία). Η αρχή του χειμώνα στο βόρειο ημισφαίριο και του καλοκαιριού στο νότιο ημισφαίριο θεωρείται το χειμερινό ηλιοστάσιο, όταν η δεξιά ανάληψη του Ήλιου είναι 270°.
Διαφορές στη διάρκεια των εποχών.
Λόγω των αλλαγών στην ταχύτητα της κίνησης της Γης σε τροχιά κατά τη διάρκεια του έτους, λόγω της ελλειπτικότητας της τροχιάς και των νόμων της κίνησης, αλλάζει και η διάρκεια των εποχών. Η Γη βρίσκεται στο περιήλιο (πλησιέστερο σημείο της τροχιάς της στον Ήλιο) γύρω στις 2 Ιανουαρίου. Αυτή τη στιγμή, κινείται πιο γρήγορα από ό, τι στα μέσα του έτους, και ως εκ τούτου το φθινόπωρο και ο χειμώνας είναι μικρότερες από τις υπόλοιπες εποχές στο βόρειο ημισφαίριο. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει ότι τα καλοκαίρια στο νότιο ημισφαίριο είναι μικρότερα από ό,τι στο βόρειο ημισφαίριο και οι χειμώνες είναι μεγαλύτεροι.
ΛΟΓΟΙ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΤΩΝ ΕΠΟΧΩΝ
γεωγραφικούς λόγους.
Οι αιτίες των εποχιακών αλλαγών στη φυσική κατάσταση μπορούν να χωριστούν σε άμεσες και έμμεσες. Οι πρώτοι είναι γεωγραφικοί λόγοι.
1. Εποχιακές αλλαγές στη διάρκεια των ωρών της ημέρας: το καλοκαίρι οι μέρες είναι μεγάλες και οι νύχτες σύντομες. το χειμώνα, η αναλογία τους αντιστρέφεται.
2. Εποχιακές αλλαγές στο ύψος της μεσημεριανής θέσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα. Το καλοκαίρι σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη το μεσημέρι, ο Ήλιος είναι πιο κοντά στο ζενίθ απ' ό,τι το χειμώνα, και, ως εκ τούτου, η ίδια ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας το καλοκαίρι κατανέμεται σε μικρότερη περιοχή της επιφάνειας της γης.
3. Οι εποχικές αλλαγές στο μήκος της διαδρομής διέλευσης του ηλιακού φωτός στην ατμόσφαιρα επηρεάζουν τον βαθμό απορρόφησής τους. Ο Ήλιος, που βρίσκεται χαμηλά πάνω από τον ορίζοντα, δίνει λιγότερη θερμότητα και φως από τον Ήλιο, που βρίσκεται ψηλά, πιο κοντά στο ζενίθ, αφού οι ακτίνες του ήλιου στην πρώτη περίπτωση ξεπερνούν ένα πιο ισχυρό στρώμα της ατμόσφαιρας.
Σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη, οποιαδήποτε στιγμή του χρόνου, ο Ήλιος βρίσκεται ψηλά πάνω από τον ορίζοντα για το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, ανεβαίνει ψηλά πάνω από τον ορίζοντα μόνο το καλοκαίρι, και τον υπόλοιπο χρόνο είναι χαμηλό. Στις πολικές περιοχές, ο ήλιος δεν ανατέλλει ποτέ ψηλά. Παρά τους διαφορετικούς μηχανισμούς δράσης των δύο τελευταίων αιτιών, μερικές φορές συνδυάζονται και εξηγούνται από τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου.
αστρονομικούς λόγους.
Οι έμμεσοι σημαντικοί λόγοι για την αλλαγή των εποχών, που έχουν αστρονομικό χαρακτήρα, περιλαμβάνουν: το σφαιρικό σχήμα της Γης, τον παραλληλισμό των ακτίνων του ήλιου, την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της με περίοδο μίας ημέρας, την κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο με περίοδο ενός έτους, η κλίση του άξονα της γης προς το επίπεδο της τροχιάς της γης και η σταθερότητα της κλίσης του άξονα της γης καθώς η γη κινείται σε τροχιά. Η κλίση του άξονα της γης, σε συνδυασμό με την κίνηση της γης γύρω από τον ήλιο, είναι η κύρια αστρονομική αιτία των μεταβαλλόμενων εποχών. Ο άξονας της γης αποκλίνει υπό γωνία 23°27º από την κάθετη προς το επίπεδο της εκλειπτικής και δεδομένου ότι η κατεύθυνσή του στο διάστημα είναι σχεδόν σταθερή, καθένας από τους γεωγραφικούς πόλους της Γης έχει κλίση προς τον Ήλιο για ένα μέρος του έτους, και προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτήν για το άλλο μέρος του έτους.
Συνέπειες της κλίσης του άξονα της γης.
Κλιματική ζώνη.
Η θέση των ορίων των κλιματικών ζωνών εξαρτάται από την κλίση του άξονα της γης προς το επίπεδο της εκλειπτικής. Ο Αρκτικός Κύκλος εκτείνεται κατά μήκος του γεωγραφικού πλάτους 66°33ºΒ και ο Ανταρκτικός Κύκλος - στο γεωγραφικό πλάτος 66°33ºΝ. Οι Αρκτικοί Κύκλοι χωρίζουν τις βόρειες και νότιες πολικές ζώνες, αντίστοιχα, από τις εύκρατες ζώνες του βόρειου και του νότιου ημισφαιρίου. Ο Βόρειος Τροπικός (23°27'Β) και ο Νότιος Τροπικός (23°27'Ν) είναι τα όρια μεταξύ της βόρειας και νότιας εύκρατης ζώνης και της ενδοτροπικής ζώνης. Έτσι, το τελευταίο καλύπτει 46°54º σε γεωγραφικό πλάτος.
Μέρος του έτους στις πολικές περιοχές, ο Ήλιος δεν δύει και κινείται σε κύκλο σχεδόν παράλληλο με τον ορίζοντα (πολική ημέρα). Άλλες εποχές του χρόνου στις ίδιες περιοχές, ο Ήλιος δεν ανατέλλει (πολική νύχτα). Η διάρκεια της πολικής ημέρας και της πολικής νύχτας κοντά στους πόλους είναι έξι μήνες, μειώνεται καθώς απομακρύνεστε από τους πόλους και πλησιάζετε τον Αρκτικό ή τον Νότιο Αρκτικό Κύκλο. Σε 78° βόρεια και νότια γεωγραφικά πλάτη, η πολική ημέρα και η πολική νύχτα διαρκούν τέσσερις μήνες και στα γεωγραφικά πλάτη του βόρειου και νότιου πολικού κύκλου - για 24 ώρες.
Στις εύκρατες ζώνες, ο Ήλιος δεν φτάνει ποτέ στο ζενίθ του και ποτέ δεν συμπληρώνει έναν πλήρη κύκλο στον ουρανό. Μέσα σε αυτές τις ζώνες, αλλά πιο κοντά στους τροπικούς, ο Ήλιος πλησιάζει το ζενίθ το μεσημέρι. Κοντά στους πολικούς κύκλους, ο Ήλιος περιγράφει έναν σχεδόν πλήρη κύκλο στον ουρανό, ή ακόμα και έναν ορατό πλήρη κύκλο λόγω της επίδρασης της ατμοσφαιρικής διάθλασης και κάποιας επιμήκυνσης της Γης κοντά στους πόλους.
Αλλαγή στην απόκλιση του Ήλιου κατά τη διάρκεια του έτους
- Άλλη μια σημαντική συνέπεια της κλίσης του άξονα της γης. Εκδηλώνεται με σταδιακή αύξηση ή μείωση του ύψους της μεσημεριανής θέσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα. Τις ημέρες της εαρινής ισημερίας, ο Ήλιος διέρχεται από το σημείο τομής του ουράνιου ισημερινού και της εκλειπτικής. Για έναν παρατηρητή στον ισημερινό της γης, ο ουράνιος ισημερινός βρίσκεται σε ορθή γωνία με τον ορίζοντα και το επίπεδό του τέμνει σημεία που αντιστοιχούν στην ανατολή, το ηλιακό ζενίθ και τη δύση. Τις ημέρες της εαρινής ισημερίας, ο Ήλιος ανατέλλει ανατολικά και, ακολουθώντας την εκλειπτική, περνά ακριβώς από το ζενίθ το μεσημέρι και μετά δύει στη δύση. Αυτές τις μέρες, οι ακτίνες του ήλιου είναι κάθετες στον ισημερινό και φωτίζουν τη Γη από τον Βόρειο Πόλο έως τον Νότο, και η διάρκεια της ημέρας και της νύχτας είναι η ίδια σε ολόκληρο τον πλανήτη.
Μετά την εαρινή ισημερία, ο Ήλιος φεύγει από τον ουράνιο ισημερινό και κινείται κατά μήκος της εκλειπτικής προς τα βόρεια του, κινούμενος ανατολικά με τη φαινομενική του κίνηση μεταξύ των αστερισμών. Για έναν παρατηρητή στον ισημερινό, ο Ήλιος ανατέλλει ελαφρώς βόρεια από το ανατολικό σημείο. Στη συνέχεια, ο Ήλιος διασχίζει τον ουράνιο μεσημβρινό βόρεια του ζενίθ και δύει βόρεια του δυτικού ορίζοντα. Κάθε μέρα μετατοπίζεται όλο και πιο βόρεια μέχρι το θερινό ηλιοστάσιο, όταν επιτυγχάνεται η μέγιστη απόκλιση στη φαινομενική μετατόπιση του Ήλιου προς τα βόρεια - κατά 23 ° 27º (το σημείο ανατολής μετατοπίζεται περισσότερο από το ανατολικό σημείο του ορίζοντα στο βόρεια, και το σημείο ηλιοβασιλέματος βρίσκεται στη μεγαλύτερη απόσταση βόρεια του δυτικού σημείου). Την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου, οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν κάθετα στον Βόρειο Τροπικό και φωτίζουν όσο το δυνατόν περισσότερο ολόκληρη την πολική περιοχή, αγγίζοντας τον Αρκτικό Κύκλο, ακόμη και στην απέναντι πλευρά της υδρογείου. Ταυτόχρονα, στο νότιο ημισφαίριο, μόνο τα εδάφη βόρεια του Ανταρκτικού Κύκλου φωτίζονται από τον Ήλιο και η ίδια η πολική περιοχή δεν δέχεται ηλιακό φως. Λόγω της κλίσης του άξονα της γης, αλλά και ανάλογα με τη θέση της Γης σε τροχιά, ο κύκλος που περιορίζει το τμήμα της επιφάνειας της γης που φωτίζεται από τον Ήλιο ή η γραμμή ανατολής και δύσης ηλίου που περνά γύρω από τη Γη, κάνει δεν καλύπτουν εξίσου διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη. Επομένως, η διάρκεια των ωρών της ημέρας στο βόρειο ημισφαίριο αποδεικνύεται μεγαλύτερη από τη σκοτεινή ώρα της ημέρας και μικρότερη στο νότιο.
Μετά το θερινό ηλιοστάσιο οι αλλαγές προχωρούν προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η απόκλιση του Ήλιου προς τα βόρεια μειώνεται, και αν παρατηρηθεί από τον ισημερινό, μπορεί να φανεί ότι διασχίζει τον ουράνιο μεσημβρινό όλο και πιο κοντά στο ζενίθ κάθε μέρα μέχρι τη φθινοπωρινή ισημερία, όταν συνθήκες παρόμοιες με την εποχή της εαρινής ισημερίας δημιουργούνται. Η απόκλιση του Ήλιου προς τα νότια αυξάνεται, ανατέλλει νότια από το ανατολικό σημείο, διασχίζει τον ουράνιο μεσημβρινό νότια του ζενίθ και δύει νότια από το δυτικό σημείο. Η μέγιστη νότια απόκλιση επιτυγχάνεται κατά το χειμερινό ηλιοστάσιο, όταν οι συνθήκες στο νότιο ημισφαίριο είναι παρόμοιες με εκείνες στο βόρειο ημισφαίριο κατά το θερινό ηλιοστάσιο. Τώρα στο νότιο ημισφαίριο υπάρχει μεγάλη μέρα και μικρές νύχτες. Μετά τις 22 Δεκεμβρίου, η απόκλιση του Ήλιου προς τα νότια αρχίζει να μειώνεται, οι συνθήκες σε κάθε σημείο της επιφάνειας της γης αλλάζουν προς το αντίθετο, συνεχίζοντας μέχρι την εαρινή ισημερία. Σε οποιοδήποτε σημείο του ισημερινού, ο Ήλιος διέρχεται από το ζενίθ δύο φορές το χρόνο, ανεβαίνοντας 90° πάνω από τον ορίζοντα. Σε αυτή την περίπτωση, τα αντικείμενα ρίχνουν τις μικρότερες σκιές.
Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, ο Ήλιος κινείται με τέτοιο τρόπο ώστε η διάρκεια της ημέρας και της νύχτας να μην είναι ίδια, εκτός από τις ημέρες των ισημεριών. Ο ήλιος το μεσημέρι φτάνει στο μέγιστο ύψος του πάνω από τον ορίζοντα την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου, δηλ. την πρώτη μέρα του αστρονομικού καλοκαιριού σε κάθε ημισφαίριο. Το ελάχιστο μεσημεριανό ύψος του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα παρατηρείται την ημέρα του χειμερινού ηλιοστασίου (την πρώτη ημέρα του αστρονομικού χειμώνα). Όταν ο Ήλιος ανατέλλει ψηλότερα από τον ορίζοντα, κάθε συγκεκριμένη περιοχή της επιφάνειας της γης δέχεται τη μέγιστη ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας ανά μονάδα επιφάνειας. Ταυτόχρονα, η απορρόφηση του ηλιακού φωτός κατά τη διέλευση από την ατμόσφαιρα είναι ελάχιστη. Όσο πιο λοξά πέφτουν οι ακτίνες του ήλιου, τόσο πιο ισχυρές απορροφώνται από το ισχυρότερο στρώμα της αέριας ατμόσφαιρας της Γης και τόσο πιο αδύναμα φωτίζουν και θερμαίνουν αντικείμενα. Στον ισημερινό, ο Ήλιος το μεσημέρι δεν αποκλίνει ποτέ από το ζενίθ περισσότερο από 23°27º (αν αγνοηθεί η διάθλαση). Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, η μεσημεριανή απόκλιση του Ήλιου από το ζενίθ είναι από 0° έως 90°. Στους πόλους, ο Ήλιος δεν ανατέλλει ποτέ πάνω από τον ορίζοντα πάνω από 23°27°.
Γενικά, οι εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας οφείλονται σε αλλαγές στην ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια της Γης (ηλιοφάνεια). Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας σε ένα δεδομένο σημείο εξαρτάται από τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου, τη διαφάνεια της ατμόσφαιρας, την ηλιακή σταθερά και την απόσταση από τον Ήλιο.
Καθυστέρηση των εποχών.
Η μέση του αστρονομικού καλοκαιριού - η ημέρα του θερινού ηλιοστασίου στο βόρειο ημισφαίριο - η εποχή που η ηλιακή ακτινοβολία είναι μέγιστη. Ωστόσο, η «κορώνα» του καλοκαιριού, δηλαδή η πραγματική ποσότητα θερμότητας που συσσωρεύεται στην επιφάνεια, είναι καθυστερημένη σε σύγκριση με αυτήν την ημερομηνία σε διαφορετικές περιοχές για διαφορετικές περιόδους. Γενικά, η θερμοκρασία του αέρα στο βόρειο ημισφαίριο φτάνει στο μέγιστο περίπου την 1η Αυγούστου και ελάχιστη γύρω στην 1η Φεβρουαρίου και αντίστροφα στο Νότιο.
Η καθυστέρηση των εποχών οφείλεται κυρίως στην επιρροή της ατμόσφαιρας. Μετά το θερινό ηλιοστάσιο, η ποσότητα της θερμότητας που προέρχεται από τον Ήλιο μειώνεται καθημερινά. Ωστόσο, κάθε μέρα για αρκετές εβδομάδες, η ποσότητα της θερμότητας που λαμβάνεται υπερβαίνει την ποσότητα της θερμότητας που ανακλάται από την επιφάνεια της γης, αφού ο αέρας εξακολουθεί να τη συγκρατεί και εμποδίζει την ταχεία απώλειά της. Σημαντική ποσότητα θερμικής ενέργειας συσσωρεύεται σε εδάφη, πετρώματα και υδάτινα σώματα. Από τις αρχές Αυγούστου οι απώλειες θερμότητας αρχίζουν να ξεπερνούν την εισροή του, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της μέσης ημερήσιας θερμοκρασίας. Αν και το μέσο του αστρονομικού χειμώνα είναι το χειμερινό ηλιοστάσιο, για λίγες εβδομάδες μετά, η ημερήσια απώλεια θερμότητας υπερβαίνει το κέρδος της, έτσι ώστε η θερμοκρασία να πέφτει έως ότου ο ρυθμός θέρμανσης της Γης υπερβεί το ρυθμό ψύξης της. Η καθυστέρηση των εποχών εντός των περιοχών των ωκεανών είναι μεγαλύτερη από ό,τι στις ηπείρους, αφού η γη θερμαίνεται και ψύχεται πιο γρήγορα από το νερό. Υπάρχει επίσης καθυστέρηση στην ημερήσια διακύμανση των θερμοκρασιών και η πιο ζεστή ώρα της ημέρας δεν είναι το μεσημέρι, αλλά μεταξύ 13:00 και 17:00 (ανάλογα με την περιοχή).
Διαφορές μεταξύ των ημισφαιρίων.
Οι εποχές στο νότιο ημισφαίριο είναι ακριβώς το αντίθετο από τις εποχές στο βόρειο ημισφαίριο. Το καλοκαίρι στο νότιο ημισφαίριο ξεκινά γύρω στις 22 Δεκεμβρίου. Ωστόσο, υπάρχουν κάποιες διαφορές λόγω της εκκεντρότητας της τροχιάς της γης. Το χειμερινό ηλιοστάσιο εκεί συμβαίνει μόλις λίγες μέρες πριν η Γη φτάσει στο περιήλιο. Αυτή τη στιγμή, η Γη στο σύνολό της λαμβάνει περισσότερη θερμότητα από τον Ήλιο από ό,τι στο αφήλιο - το σημείο της τροχιάς που είναι πιο απομακρυσμένο από τον Ήλιο. Φαίνεται ότι από αυτό θα έπρεπε να προκύπτει ότι το καλοκαίρι στο νότιο ημισφαίριο είναι θερμότερο από ό,τι στα αντίστοιχα γεωγραφικά πλάτη του βόρειου ημισφαιρίου και ο χειμώνας είναι πιο κρύος. Ωστόσο, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, παρατηρείται συχνά η αντίθετη σχέση. Η διαφορά στην ποσότητα θερμότητας που δέχεται η Γη στο περιήλιο και στο αφήλιο είναι 6%, αλλά λόγω της τεράστιας έκτασης των ωκεανών στο νότιο ημισφαίριο, το κλίμα αλλάζει περισσότερο από ό,τι ως αποτέλεσμα της επίδρασης που αναφέρθηκε παραπάνω.
ΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ
Ενδοτροπικός χώρος.
Σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη μεταξύ των βόρειων και νότιων τροπικών, οι θερμοκρασίες είναι πάντα υψηλές και αλλάζουν ελάχιστα από μήνα σε μήνα. Το ετήσιο εύρος θερμοκρασίας (η διαφορά μεταξύ των θερμοκρασιών των θερμότερων και ψυχρότερων μηνών) δεν υπερβαίνει ποτέ τους 11°C και κοντά στον ισημερινό είναι μικρότερο από 2°C. Οι εποχικές διαφορές οφείλονται στην κατανομή των βροχοπτώσεων. Σε τέτοιες περιοχές, με εξαίρεση την ίδια την ισημερινή ζώνη, όπου δεν υπάρχουν καθόλου εποχιακές αλλαγές, η ξηρή περίοδος αντιστοιχεί στο χειμώνα και η υγρή περίοδος στο καλοκαίρι.
εύκρατα γεωγραφικά πλάτη
χαρακτηρίζεται από έντονες εποχιακές αλλαγές θερμοκρασίας. Η κρύα εποχή ονομάζεται χειμώνας, η ζεστή εποχή ονομάζεται καλοκαίρι και το φθινόπωρο και η άνοιξη είναι μεταβατικές εποχές. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, υπάρχει μεγάλη ποικιλία συνθηκών. Σε ορισμένες περιοχές είναι πολύ ζεστό το καλοκαίρι (από +32 έως +38°C), σε άλλες είναι δροσερό (κατά μέσο όρο +10°C). Οι χειμώνες μπορεί να είναι και πολύ ήπιοι (+4°C) και πολύ κρύοι (μέσος όρος -23°C). Επιπλέον, δεδομένου ότι σε αυτά τα γεωγραφικά πλάτη συγκρούονται αντίθετες αρκτικές και υποτροπικές μάζες αέρα, ο καιρός εδώ είναι πολύ ασταθής και αλλάζει γρήγορα τόσο από μέρα σε μέρα όσο και από έτος σε έτος.
Όπως γνωρίζετε, δεν υπάρχει συγκεκριμένη εποχή στη Γη, εποχές στη γηαλλάζει συνεχώς, και συμβαίνει με έναν πολύ εκπληκτικό τρόπο. Όλοι γνωρίζουν από καιρό ότι ο κύκλος των εποχών επαναλαμβάνεται κάθε χρόνο και λόγω της ειδικής κλίσης της Γης σε σχέση με τον Ήλιο, αυτές οι εποχές επαναλαμβάνονται ξανά και ξανά χωρίς αποτυχίες και ελλείψεις. Η ζεστή και όμορφη άνοιξη αντικαθιστά την κρύα εποχή του χειμώνα, το ζεστό καλοκαίρι, με τη σειρά του, αντικαθιστά την άνοιξη, μετά το φθινόπωρο, όταν η φύση αρχίζει να προετοιμάζεται για το κρύο, αντικαθιστά το καλοκαίρι και, τέλος, ο χειμώνας αντικαθιστά το φθινόπωρο. Είμαστε τόσο συνηθισμένοι σε έναν τέτοιο ρυθμό ζωής στη φύση και μερικές φορές δεν ξέρουμε καν πώς συμβαίνει η ποσότητα της ηλιακής θερμότητας να αλλάζει σε σχέση με ένα ολόκληρο έτος, επειδή η απόσταση από τη Γη στον Ήλιο παραμένει η ίδια.
Από πού προήλθαν οι εποχές στη Γη;
Όταν η Γη ήταν ακόμα πολύ νέα και δεν υπήρχε τίποτα πάνω της εκτός από μια καυτή επιφάνεια. Η επιφάνεια του πλανήτη Γη ήταν πολύ ζεστή και εκείνη την εποχή συνέβη το πιο μυστηριώδες και απίστευτο φαινόμενο στη Γη, που άλλαξε για πάντα την εμφάνιση του πλανήτη μας στο ηλιακό σύστημα. Το σφάλμα είναι η Σελήνη, την οποία παρατηρούμε σήμερα στον νυχτερινό ουρανό. Όταν η Γη ήταν ακόμα πολύ νέα, ένα άλλο μεγάλο, σε σχέση με τη Γη, κοσμικό σώμα συγκρούστηκε μαζί της, μετά από το οποίο σχηματίστηκε η Σελήνη, αλλά αυτό όχι μόνο μας έδωσε έναν υπέροχο νυχτερινό δορυφόρο στον ουρανό, αλλά και μετατόπισε τον άξονά μας και έκανε είναι απλά μοναδικό. Ήταν όλα τυχαία; Αυτή η ερώτηση μπορεί να απαντηθεί στο μακρινό μέλλον. Λίγο καιρό μετά από αυτά τα γεγονότα, δημιουργήθηκε η πιθανότητα εμφάνισης ζωής στη Γη. Σήμερα, υπάρχουν πολλές υποθέσεις για την προέλευση της Γης, καθεμία από τις οποίες έρχεται σε αντίθεση με την άλλη, και η αλήθεια δεν έχει βρεθεί.
Πώς αλλάζουν οι εποχές στη Γη;
Αλλαγή εποχώνσυμβαίνει στον πλανήτη μας από τα αρχαία χρόνια. Πώς αλλάζουν λοιπόν οι εποχές στη Γη; Ας ξεκινήσουμε με τον χειμώνα. Αυτή η εποχή του χρόνου είναι πολύ πιο κρύα από τις υπόλοιπες. Το χειμώνα πέφτει χιόνι και πέφτει παγετός στο βόρειο ημισφαίριο, αλλά τα πράγματα είναι εντελώς διαφορετικά στο νότιο ημισφαίριο. Από τον Δεκέμβριο έως τον Φεβρουάριο υπάρχει ένα ζεστό καλοκαίρι. έπαιξε σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του κλίματος. Λόγω της ιδιαίτερης κλίσης του πλανήτη μας. Από τον Δεκέμβριο έως τον Φεβρουάριο, το νότιο ημισφαίριο του πλανήτη μας έχει κλίση προς τον Ήλιο περισσότερο από το βόρειο και, ως εκ τούτου, το νότιο ημισφαίριο δέχεται περισσότερη θερμότητα και φως από το βόρειο. Ενώ είναι καλοκαίρι στα νότια, είναι χειμώνας στα βόρεια με πολική νύχτα πέρα από τον Αρκτικό Κύκλο.
Την ημέρα της εαρινής ισημερίας στις 20 Μαρτίου, η Γη κάνει μια στροφή προς τον Ήλιο και ο Ήλιος βρίσκεται τώρα στο ζενίθ του πάνω από τον ισημερινό. Αυτή τη στιγμή, και στα δύο ημισφαίρια, η ημέρα είναι ίση με τη νύχτα και τα δύο ημισφαίρια λαμβάνουν την ίδια ποσότητα θερμότητας και φωτός. Το φθινόπωρο έρχεται στο νότιο ημισφαίριο και η άνοιξη στο βόρειο ημισφαίριο. Τότε η Γη αρχίζει να στρέφεται προς τον Ήλιο από την άλλη πλευρά και τώρα το βόρειο ημισφαίριο δέχεται περισσότερο φως και ζέστη και έρχεται το καλοκαίρι εκεί, ενώ το άλλο ημισφαίριο καλύπτεται από τον χειμώνα.
Την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου, ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ του πάνω από το βόρειο ημισφαίριο. Τώρα έρχεται χειμώνας στο νότιο ημισφαίριο, με τη νότια πολική νύχτα, και το καλοκαίρι δύει στο βόρειο ημισφαίριο. Στις 22 Σεπτεμβρίου είναι η ημέρα της φθινοπωρινής ισημερίας και ο Ήλιος βρίσκεται ξανά στο ζενίθ του πάνω από τον ισημερινό, τώρα έρχεται το φθινόπωρο στο βόρειο ημισφαίριο και η άνοιξη στο νότιο ημισφαίριο. Η Γη τώρα στρέφεται προς τον Ήλιο με το νότιο ημισφαίριο και από τον Δεκέμβριο έως τον Φεβρουάριο έρχεται εκεί το καλοκαίρι.
Αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται χρόνο με το χρόνο, δημιουργώντας αλλαγές στις εποχές στη Γη. Λόγω της ιδιαίτερης κλίσης της Γης προς τον Ήλιο, οι εποχές στον πλανήτη αλλάζουν και μας δίνουν μια τόσο ποικιλόμορφη και όμορφη φύση σε κάθε μία από αυτές τις εποχές. Μετά την εμφάνιση της κυκλικής αλλαγής των εποχών, άρχισε ραγδαία. Μερικά είδη έχουν αρχίσει να προσαρμόζονται στα ενδιαιτήματά τους και να συνηθίζουν στην κυκλική αλλαγή των εποχών.
Το να εξηγήσει στους μαθητές τον λόγο της αλλαγής των εποχών στη Γη είναι ίσως το πιο δύσκολο έργο για κάθε δάσκαλο της αστρονομίας. Ανεξάρτητα από το πόσο σκληρά προσπαθεί ο δάσκαλος να εξηγήσει ότι η αλλαγή των εποχών δεν έχει να κάνει με το πόσο μακριά είναι η Γη από τον Ήλιο, πολλοί ή και οι περισσότεροι μαθητές δεν το πιστεύουν αυτό. Έρευνες έχουν δείξει ότι ακόμη και απόφοιτοι του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ πιστεύουν ότι το καλοκαίρι είναι όταν η Γη είναι πιο κοντά στον Ήλιο και ο χειμώνας είναι όταν η Γη είναι πιο μακριά από τον Ήλιο.
Ταυτόχρονα, οι μαθητές ξεχνούν ότι όταν είναι καλοκαίρι στο βόρειο ημισφαίριο, είναι χειμώνας στο νότιο ημισφαίριο. Και όταν είναι καλοκαίρι στην Αυστραλία, είναι χειμώνας στη Ρωσία. Αλλά και η Αυστραλία και η Ρωσία βρίσκονται στον ίδιο πλανήτη Γη.
Ο πραγματικός λόγος για την αλλαγή των εποχών είναι η κλίση του άξονα της γης (Εικ. 5.2). Ο άξονας περιστροφής, μια νοητή γραμμή που συνδέει τον βόρειο και τον νότιο πόλο της γης, δεν είναι κάθετος στο επίπεδο της τροχιάς της γης κατά μήκος του οποίου κινείται γύρω από τον ήλιο. Και η απόκλιση του άξονα από την κάθετο είναι 23,5 °. Ο άξονας δείχνει βόρεια σε ένα σημείο ανάμεσα στα αστέρια κοντά στο Βόρειο Αστέρι. (Στην πραγματικότητα, ο άξονας αλλάζει σιγά σιγά κατεύθυνση και με την πάροδο του χρόνου δεν θα δείχνει προς τον Polaris, αλλά προς ένα άλλο αστέρι.)
Ρύζι. 5.2. Αλλαγή εποχών
Προς το παρόν, ο Βόρειος Αστέρας (δηλαδή αυτός που δείχνει ο βόρειος πόλος της Γης) είναι
Ο άξονας της Γης κατευθύνεται «επάνω» μέσω του Βόρειου Πόλου και «κάτω» - μέσω του Νότου. Όταν η Γη βρίσκεται στη μία πλευρά της τροχιάς της, ο άξονας «πάνω» δείχνει επίσης περίπου προς τον Ήλιο, αφού ο Ήλιος βρίσκεται ψηλά στον ουρανό το μεσημέρι στο Βόρειο Ημισφαίριο. Έξι μήνες αργότερα, ο άξονας «πάνω» θα δείχνει πλέον μακριά από τον Ήλιο. Στην πραγματικότητα, ο άξονας δείχνει πάντα προς την ίδια κατεύθυνση στο διάστημα, αλλά τώρα η Γη βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά του Ήλιου.
Το καλοκαίρι έρχεται στο βόρειο ημισφαίριο όταν ο άξονας που κατευθύνεται προς τα πάνω μέσω του Βόρειου Πόλου δείχνει περίπου προς τον Ήλιο. Σε αυτή την κατάσταση, ο Ήλιος βρίσκεται ψηλότερα πάνω από τον ορίζοντα το μεσημέρι από ό,τι σε όλες τις άλλες εποχές του χρόνου, επομένως φωτίζει καλύτερα το βόρειο ημισφαίριο και δίνει περισσότερη θερμότητα. Ταυτόχρονα, ο άξονας που διέρχεται από τον Νότιο Πόλο κατευθύνεται μακριά από τον Ήλιο, επομένως ο Ήλιος το μεσημέρι βρίσκεται χαμηλότερα πάνω από τον ορίζοντα από οποιαδήποτε άλλη εποχή του χρόνου και φωτίζει χειρότερα το Νότιο Ημισφαίριο. Αυτή την εποχή έρχεται χειμώνας στην Αυστραλία.
Υπάρχουν περισσότερες ώρες της ημέρας το καλοκαίρι παρά το χειμώνα, επειδή ο Ήλιος είναι ψηλότερα από τον ορίζοντα. Επομένως, του παίρνει περισσότερο χρόνο για να ανέβει πρώτα σε αυτό το ύψος και μετά να κατέβει. Και επειδή η μέρα είναι μεγαλύτερη, είναι πιο ζεστή αυτή την εποχή του χρόνου.
Καθώς η Γη κινείται στην τροχιά της γύρω από τον Ήλιο, ο Ήλιος φαίνεται να κινείται στον ουρανό σε έναν κύκλο που ονομάζεται εκλειπτική (συζητείται στο Κεφάλαιο 3). Το επίπεδο της εκλειπτικής είναι κεκλιμένο προς το επίπεδο του ισημερινού στην ίδια ακριβώς γωνία με τον άξονα της Γης - 23,5 °. Από αυτή την άποψη, ορίζουμε τις ακόλουθες έννοιες.
Η στιγμή που το κέντρο του ορατού ηλιακού δίσκου διασχίζει τον ουράνιο ισημερινό. Η εαρινή ισημερία συμβαίνει όταν ο ήλιος μετακινείται από το νότιο ημισφαίριο της ουράνιας σφαίρας στο βόρειο ημισφαίριο και συνήθως συμβαίνει γύρω στις 21 Μαρτίου. Η φθινοπωρινή ισημερία συμβαίνει γύρω στις 23 Σεπτεμβρίου. Κοντά στην ισημερία, η διάρκεια της ημέρας στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη είναι περίπου ίση με τη διάρκεια της νύχτας.
Όταν ο Ήλιος κινείται από το νότιο ημισφαίριο της ουράνιας σφαίρας στο βόρειο, δηλ. διασχίζει τον ουράνιο ισημερινό «από κάτω προς τα πάνω», έρχεται η πρώτη μέρα της άνοιξης, που ονομάζεται ημέρα εαρινή ισημερία. Πέφτει 20-21 Μαρτίου. Στο νότιο ημισφαίριο της Γης, έρχεται αστρονομικό φθινόπωρο και στο βόρειο ημισφαίριο - αστρονομική άνοιξη. Κοντά στην ισημερία, η διάρκεια της ημέρας στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη είναι περίπου ίση με τη διάρκεια της νύχτας.
Όταν ο Ήλιος φτάσει στο υψηλότερο (βόρειο) σημείο του στην εκλειπτική, είναι μέρα θερινό ηλιοστάσιο. Πέφτει γύρω στις 21-22 Ιουνίου. Από εκείνη την ημέρα αρχίζει το αστρονομικό καλοκαίρι στο βόρειο ημισφαίριο και ο αστρονομικός χειμώνας στο νότιο ημισφαίριο.
Όταν ο Ήλιος κινείται από το βόρειο ημισφαίριο της ουράνιας σφαίρας προς το νότιο, δηλαδή διασχίζει τον ουράνιο ισημερινό «από πάνω προς τα κάτω», αυτή είναι η αρχή του φθινοπώρου, η ημέρα φθινοπωρινή ισημερία. Συνήθως πέφτει γύρω στις 23 Σεπτεμβρίου. Μια αστρονομική άνοιξη έρχεται στο νότιο ημισφαίριο της Γης και ένα αστρονομικό φθινόπωρο στο βόρειο ημισφαίριο.
Όταν ο Ήλιος φτάσει στο χαμηλότερο (νότιο) σημείο του στην εκλειπτική, είναι μέρα χειμερινό ηλιοστάσιο. Περίπου στις 21-22 Δεκεμβρίου. Από εκείνη την ημέρα αρχίζει ο αστρονομικός χειμώνας στο βόρειο ημισφαίριο και το αστρονομικό καλοκαίρι στο νότιο ημισφαίριο.
Η συνηθισμένη αλλαγή των εποχών για εμάς δεν συμβαίνει παντού. Δεν το συζητούν στο σχολείο, αλλά το γεγονός παραμένει. Οι τέσσερις περίοδοι στις οποίες χωρίζεται υπό όρους το έτος «μας» μπορούν να διακριθούν μόνο εντός της εύκρατης κλιματικής ζώνης. Σε άλλες γεωγραφικές ζώνες, η εικόνα της εναλλαγής των καιρικών κύκλων είναι πολύ απλοποιημένη.
Για παράδειγμα, στην ισημερινή κλιματική ζώνη, ο καιρός είναι ο ίδιος όλο το χρόνο - οι μέσες ημερήσιες θερμοκρασίες είναι 24 ° C και η ποσότητα της βροχόπτωσης εξαρτάται από τη θέση μιας συγκεκριμένης περιοχής της σχετικής επιφάνειας της γης προς τον ωκεανό, την τοπογραφία και τους επικρατούντες ανέμους.
Στην τροπική κλιματική ζώνη, διακρίνονται 2 εποχές - ξηρή και ζεστή, και στη συνέχεια ξηρή και πολύ ζεστή εποχή. Στην Ανταρκτική - το ίδιο πράγμα, μόνο σε διαφορετικό κλειδί. Κρύες και ξηρές και πολύ, πολύ κρύες και ξηρές εποχές. Με αυτόν τον τρόπο - Οι εποχές είναι διαθέσιμες μόνο στους κατοίκους της εύκρατης κλιματικής ζώνης και στα δύο ημισφαίρια, καθώς και στις παρακείμενες υποζώνες - υποτροπικές, υποαρκτικές και υποανταρκτικές, αλλά σε μια πιο θολή και ισοπεδωμένη εκδοχή.
Σχετικά υλικά:
Γιατί υπάρχει κακή διάθεση το φθινόπωρο;
Γιατί αλλάζει η εποχή;
Ο κύριος λόγος για την αλλαγή των εποχών είναι η περιστροφή της Γης γύρω από τον Ήλιο. Ένας άλλος βασικός λόγος, που εκδηλώνεται στο μέγιστο σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, είναι η χαρακτηριστική κλίση του άξονα της γης. Σε σχέση με το επίπεδο της εκλειπτικής, είναι σε γωνία 66,56 °.
Επομένως, είναι σε αυτό το γεωγραφικό πλάτος που βλέπουμε την πιο πλήρη, ολόσωμη και φωτεινότερη αλλαγή των εποχών, τις ημέρες του ηλιοστασίου, την ισημερία, την πολική μέρα-νύχτα.
Λόγω της κλίσης του άξονα της γης, ο ήλιος ανατέλλει πάνω από τη γη καθ' όλη τη διάρκεια του έτους σε διαφορετικές γωνίες. Το χειμώνα, η γωνία είναι πιο έντονη. Το καλοκαίρι - εκτείνεται στη δεξιά γωνία. Αλλά δεν φτάνει. Οι πλήρεις 90 ° μπορούν να καθοριστούν μόνο στον ισημερινό. Και στους πόλους, οι ακτίνες του ήλιου απλώς γλιστρούν, περιορισμένες σε μέγιστη γωνία πρόσπτωσης 27-30 °.
Για την εύκρατη ζώνη, η εποχή που ο πλανήτης είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά και κεκλιμένος στον Ήλιο θα ονομάζεται «καλοκαίρι». Είναι απόμακρο και αποκλίνει κατά μήκος του άξονα από το επίπεδο της εκλειπτικής - «τον χειμώνα». Ο κανόνας ισχύει μόνο για ένα ημισφαίριο. Οι διαδικασίες μετάβασης μεταξύ των δύο ακραίων σημείων ονομάζονταν «φθινόπωρο» και «άνοιξη».