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.

Большинство людей настолько привыкли, что времена года - это нечто устоявшееся, что даже не задумываются о том, почему же происходит их смена. Тем более многим не приходит мысль о том, что их может быть не 4, а больше. Расскажем обо всем этом подробно, но емко.

Сколько в году бывает времен

Казалось бы - вопрос просто детский. Ведь каждому известно, что существует ровно четыре времени года: весна, лето, осень и зима. Однако это очевидно любому человеку в нашей стране, Европе и Америке. Но ведь существуют и другие варианты разделения года на сезоны.

Например, в Индии, где год также делится на 12 месяцев, существует целых шесть времен года! Правда, каждый из них состоит всего из двух месяцев. Это легко объяснить - близость к экватору, большая береговая линия, частая смена погоды - все это заставило древних индусов придумать совершенно новую систему, отвечающую требованиям местных жителей.

Еще более удивительной может показаться система саамов - коренных жителей Финляндии и прилегающих регионов. Здесь календарь состоит из целых восьми сезонов!

Так что, как видите, на вопрос, сколько времен года существует, в разных точках Земли можно получить довольно разные ответы.

По какому принципу год разделен на сезоны

Давайте рассмотрим именно европейскую систему, которая действует в нашей стране, а также является наиболее распространенной во всем мире.

Правда, и здесь все не слишком однозначно. Например, в нашей стране сезоны жестко привязаны к календарю - для простоты и удобства. А ведь погода не собирается подчиняться условностям, придуманным человеку. Поэтому астрономическое время года со временем календарным не всегда совпадает. Например, зима начинается с 1 декабря и заканчивается 28 (или 29) февраля. Для лета рамки также установлены довольно четкие - с по 31 августа. Все просто и понятно. Однако многие согласятся, что первые две недели сентября обычно гораздо больше похожи на лето, чем последние две недели мая. Поэтому некоторые люди согласны с утверждением, что старый календарь (юлианский), отмененный после Революции 1917 года, был более точным и надежным.

Впрочем, в других странах Северного полушария, где также используется григорианский календарь, проблема решена весьма оригинальным способом. Дело в том, что здесь времена года - это не даты в календаре, а положение звезд на небе. Другими словами, начинается новое время года не в первый день месяца, как решили люди, а в день солнечного равноденствия или солнцестояния. Привязка действительно более надежная - ведь климат на Земле зависит в первую очередь именно от Солнца.

Таким образом, в некоторых странах считается, что лето начинается 22 июня, осень - 23 сентября, зима - 22 декабря, ну а весна, соответственно, 21 марта. Неслучайно когда-то и в России Новый год отмечался именно 22 марта - после весеннего равноденствия, когда день становился на несколько секунд, но длиннее, чем ночь.

Почему меняются времена года

Еще один, казалось бы, довольно простой вопрос, на который сможет ответить не каждый человек, даже если он получил среднее образование.

Дело во вращении Земли. Как известно, она вращается вокруг своей оси, делая оборот чуть больше, чем за 24 часа. Так и появляются сутки. Но еще планета делает оборот вокруг Солнца. Из-за этого сменяется время года. Расскажем об этом механизме более подробно.

Представьте себе окружность, которую описывает Земля, вращаясь вокруг Солнца. А теперь представьте ось, вокруг которой Земля делает оборот за сутки. Так, оказалось, что эти ось вовсе не перпендикулярна окружности. Ведь в этом случае круглый год на Земле была бы одинаковая погода - смен времен года не существовало бы.

Но это не так. Как удалось вычислить ученым, угол между осью и окружностью составляет примерно 66,6 градуса. Но это не константа - этот угол в прошлом менялся не раз и наверняка изменится много раз в будущем. Конечно, даже малейшее изменение наклона приводит к резким изменениям климата.

Итак, как уже упоминалось, солнечные лучи падают на Землю не под прямыми лучами. Даже для экватора, прогреваемого наиболее активно на планете, это приносит определенные изменения (о них расскажем ниже), а уж для Северного и Южного полушарий разница становится просто огромной. На одно из них солнечные лучи падают под сравнительно прямыми лучами, что позволяет им поглощаться землей и водой, которые активно нагреваются. Но в это же самое время на другое полушарие солнечные лучи почти не падают, точнее, падают под таким углом, что большая часть тепла просто отражается. Разумеется, это и приводит к жаркому лету и холодной зиме.

Этим же можно объяснить полярную ночь и день - пока один полюс освещается днем и ночью, другой вообще не получает солнечного света и тепла.

Коротко о лете

По мнению многих людей (особенно, естественно, детей), именно лето - это лучшее время года. Но вот климат не всегда согласен с таким выводом.

Длится лето в нашей стране с по 31 августа, по другой европейской системе - с 22 июня по 22 сентября. В умеренных широтах связано с наиболее высокой температурой и, как правило, обильными осадками. Именно в это время природа предстает в полной красе - зеленые леса, цветущие поля.

Однако ближе к экватору все резко изменяется, особенно в регионах с резко континентальным климатом. Жара здесь становится невыносимой, осадков практически не выпадает, ветра обжигающие, выдувающие последнюю влагу. Выжить в таких условиях действительно сложно - нужно либо не выходить на улицу в пики жары, либо иметь такую привычку, привитую с самого детства.

Что такое осень

Каким временем года лето заканчивается? Любой ребенок не задумываясь ответит - осень. А многие еще и прибавят, что это наиболее печальное время. Лето прошло, близится зима - у многих людей это вызывает приступы ностальгии и даже меланхолии. Длится осень с 1 сентября по 31 декабря, или же с 23 сентября по

К этому времени природа приносит обильные плоды и готовится к зиме. Люди собирают урожай, запасают припасы, которые позволят пережить холодные полгода. Листва на деревьях (кроме вечнозеленых) желтеет или краснеет и опадает. Многие птицы и даже некоторые животные мигрируют в более теплые края, где будет возможность добыть корм, легко пережить холодное время года.

В некоторых регионах земли является пограничным состоянием между дикой и ожесточенными зимними дождями - в это время успевают прожить полный жизненный цикл некоторые растения и животные.

Немного о зиме

Если говорить про времена года, это является самым холодным. Длится по календарю с 1 декабря по 28 (в високосный год по 29) февраля. А по астрономическим меркам - с 22 декабря по 20 марта.

В северных регионах выпадает снег. В одних местах он лежит целых полгода, а в других выпадает за считаные часы, чтобы спустя несколько дней или недель выпасть снова.

Ближе к экватору в эти месяцы идут проливные дожди. Влаголюбивые растения, рыбы и рептилии торопятся прожить целую эпоху из своей жизни, пока благодатная вода не испарится.

Особенности весны

Наконец, переходим к весне. Пожалуй, большинство людей на вопрос, какое время года является самым романтичным, назовут именно ее. Неудивительно - наступает пробуждается, да и человек будто просыпается после долгой зимы, чувствует себя обновленным. Гормоны поступают в кровь в увеличенном количестве, что изменяет и самочувствие, и поведение людей.

Длится по календарю с 1 марта по 31 мая. По астрономическому же циклу - с 21 марта по 21 июня.

В регионах с умеренным климатом в это время природа пробуждается, готовится к непростому лету. А в других, наоборот, активно жившие при обилии влаги и отсутствии слишком высоких температур животные и растения готовятся к спячке или минимальной активности - адскую жару лучше перетерпеть в таком состоянии.

А что в Южном полушарии?

Как уже говорилось выше, Земля обращена к Солнцу одним полушарием - то Южным, то Северным. Как результат - климат на них резко отличается. Удивительно, но для жителей Аргентины, Бразилии, Мозамбика, Австралии самыми жаркими месяцами являются январь и февраль. Зато в июле и августе они кутаются потеплее, чтобы пережить холодное время года.

Весна в Северном полушарии соответствует осени в Южном и наоборот. Удивительно, но факт.

Заключение

На этом статья подходит к концу. Теперь вы знаете, что времена года - это серьезный этап в жизни человека и природы. А также без труда сможете рассказать о том, как и почему весна сменяют зиму, а лето неизменно приходит к осени.

Инструкция

Как известно, Земля постоянно совершает два разных движения – вокруг собственной оси с периодом обращения 24 часа, и вокруг Солнца по эллиптической орбите, с цикличностью 1 год. Первое обеспечивает смену дня и ночи, второе – смену времен года. То, что орбита Земли имеет форму эллипса и она в своем годичном движении периодически оказывается на разных расстояниях от Солнца – от 147,1 в перигелии до 152,1 млн.км в афелии - на смену холодных и теплых периодов практически не влияет. В результате этой разницы Земля получает дополнительно всего лишь 7% солнечного тепла.

Ключевое значение имеет угол наклона оси планеты к плоскости эклиптики. Земная ось – это воображаемая линия, проходящая через центр планеты и ее полюса. Именно вокруг нее и происходит суточное вращение. Эклиптика – плоскость, в которой лежит орбита планеты. Если бы земная ось была перпендикулярна к плоскости эклиптики, смены времен года на планете не происходило бы. Их бы просто не существовало. Земная ось находится под углом 66,5° к плоскости эклиптики и отклонена от ее оси на угол 23,5°. Такое положение планета сохраняет постоянно, ее ось всегда «глядит» на Полярную звезду.

В результате движения Земли по орбите ее Северное и Южное полушария поочередно оказываются наклонены в сторону Солнца. Полушарие, находящееся ближе к Солнцу получает в 3 раза больше тепла и света, чем противоположное - в это время зима там лето.

Земля продолжает свое движение по орбите, сохраняя угол наклона оси, и положение дел меняется. Теперь другое полушарие наклонено к Солнцу и получает больше тепла и света. Наступает лето.

Но разница расстояний до Солнца тоже оказывает некоторое влияние на земной климат. Южное полушарие оказывается ближе к Солнцу в момент прохождения Землей перигелия - ближайшей к Солнцу точки на орбите планеты. Поэтому Южное полушарие несколько теплее Северного. В свою очередь Северное полушарие наклонено к Солнцу в афелии - самой дальней точке орбиты. Несмотря на то, что в это время в Северном полушарии лето, температура там ниже, в Южном.

В своем движении по орбите, 2 раза в год Земля находится в таком положении, когда солнечные лучи практически перпендикулярны ее поверхности и оси вращения. 21 марта и 23 сентября - дни весеннего и осеннего равноденствия, когда день и ночь практически равны по продолжительности. В это время Земля пересекает небесный экватор, и переходит из Северного полушария в Южное или наоборот. Именно на дни равноденствия приходится астрономическая смена времен года.

Моменты равноденствия ежегодно смещаются относительно начала суток. В обычный год оно наступает позже на 5 часов 48 минут 46 секунд относительно предыдущего года. В високосный - раньше на 18 часов 11 минут 14 секунд. Именно поэтому равноденствие иногда приходится не на указанные дни, а на соседние с ними календарные даты.

Каждый час, день за днем на планете Земля происходят необратимые изменения. Время идет вперед, лето сменяется осенью, затем приходит зима, весна и опять все по кругу. Взрослые люди считают это обыденностью, а детям, напротив, все это кажется волшебством.

День и ночь

Еще со школьной скамьи каждый из нас помнит, что планета Земля, конечно же, вращается вокруг своей оси. И этот круг занимает 24 часа, ровно столько, сколько длятся наши сутки. Это понять достаточно просто. Да и ребенку объяснить проще простого: «Сейчас солнышко светит на наш город, а к вечеру будет светить с другой стороны планеты, другому году». В летнее время световой день длиннее, чем ночь, а в зимнее - наоборот.

Происходит это из-за того, что ось земли имеет небольшой наклон. Но в году существуют два дня, когда день длится столько же минут, сколько и ночь. Такие дни называются «день весеннего и осеннего равноденствия» или попросту - день солнцестояния. Эти дни приходятся на 20-е числа марта и сентября. В это время оба полюса планеты Земля находятся одинаково далеко от планеты Солнце.

Почему происходит смена времен года

Помимо собственной оси, земля вращается и вокруг Солнца. На этот круг необходимо гораздо больше времени - один год. Важно знать, что вращается планета Земля не под прямым углом, а под наклоном. Ось всегда смотрит в одну сторону, она обращена к полярной звезде. Вследствие чего Южный и Северный полюс земли поочередно наклоняются к Солнцу.

Почему меняются времена года? В той части земли, где солнечные лучи попадают напрямую - лето, так как от прямых солнечных лучей поверхность земли очень хорошо прогревается и получает гораздо больше света, чем противоположная. С другой стороны планеты - зима, потому что солнечного тепла не хватает. В то время, когда оба полюса находятся на одинаковом расстоянии от солнца на земле наступает весна или осень.

Если в странах Азии, Африки, Океании и южной Америке - лето, то в Европе, Северной Америке будет зима. На некоторых материках зима и лето буквально соседствуют. Например, Африка на 2/3 находится в Северном полушарии. Океания и Азия также делятся на 2 полушария.

Перпендикулярно оси Земли, можно провести еще одну линию, прямо по центру. Ее называют экватор. Именно она делит земной шар на два полушария. Здесь и день, и ночь длятся одинаково, и различия между временами года почти незаметны. Все потому, что Солнце равномерно прогревает эту линию, независимо от положения Земли.

Итак, становится понятно, что планета Земля одновременно движется в двух плоскостях:

1. Вокруг своей оси, что приводит к смене дня и ночи.
2. Вокруг Солнца - это влияет на смену времен года.

Давайте подытожим. Смена времен года происходит потому что Северный полюс обращен к Солнцу, а Южный находится в тени. Если на Северном полюсе - лето, то на Южном - Зима.

Отличия времен года

Нам известны четыре времени года - лето, зима, осень, весна. Чем же они отличаются?

1. Весна. Три весенних месяца - март, апрель, май . В это время года все просыпается после зимней спячки. Солнце начинает светить ярче и теплее. Снег потихоньку тает и виднеется первая зеленая трава, первые цветы - подснежники. Звери выходят из своих норок и берлог. На ветках деревьев набухают почки, затем появляются первые листья. Птицы вьют гнезда и высиживают птенцов, все звери выводят свое потомство. В непогоду уже не идет снег, а осадки имеют вид дождя, слышатся раскаты грома, может появиться радуга.
2. Лето . Это время года любимо всеми жителями планеты. Июнь, июль и август - это время отдыха на природе и у воды. В отдельных регионах температура воздуха может подниматься до 30 градусов по Цельсию, иногда и выше. Люди одевают легкую одежду и освежаются у водоемов. Все растения несут свои плоды. Это время, чтобы приготовить запасы на зиму.
3. Осень. За три месяца - сентябрь, октябрь, ноябрь - вся природа успевает подготовиться к смене климата. Листья на деревьях приобретают желто-красные оттенки. Нередко осень называют золотой. Все плоды созревают к этому времени и готовы к употреблению в пищу. Звери готовят свои убежища, утепляют их и прячут запасы с едой. К концу осени деревья сбрасывают листву. Температура воздуха опускается, становится прохладно, учащаются дожди. В некоторых городах и странах, в ноябре уже может лежать снег.
4. Зима . Если в вашем регионе в зимнее время идет снег, значит, скучать вам не приходится. Дети рады первому снегу как новой игрушке. Зимой строят снежные горки и играют в снежки. Заливают катки, бегают на лыжах. Строят замки и разные фигуры из снега. Природа зимой отдыхает. Ни листьев, ни цветов, ни травы в зимнее время года вы не найдете.

Столь обыденное и, на первый взгляд, простое явление, сочетает в себе такие сложные науки, как астрономия и физика. Но обо всех изменениях в природе можно наглядно и просто показать ребенку. Стоит взять мяч или шар, проткнуть его спицей, поднести к настольной лампе и потихоньку вращать. Свет от лампы будет медленно перемещаться вокруг мяча. Таким образом, станет понятно как происходит смена времен года на планете Земля.

Видео

Это видео можно посмотреть с детишками, чтобы объяснить им, почему меняются времена года.

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.

Похожие статьи