Dlaczego noce są długie zimą, a krótkie latem? Dlaczego noc w zimie jest dłuższa? Obrót Ziemi wokół własnej osi
Aby łatwo zrozumieć, dlaczego słońce wschodzi wcześnie latem, a zimowe noce są znacznie dłuższe niż latem, wyobraźmy sobie najpierw, czym dokładnie jest nasza planeta Ziemia i czym jest Słońce.
Obrót Ziemi wokół własnej osi
Jeśli spojrzysz na niebo nocą, zobaczysz wiele setek gwiazd. Wydaje się, że jedni świecą jaśniej, inni niezbyt, ale ich i Słońce łączy jedno: Słońce też jest gwiazdką, tylko w porównaniu z innymi jest blisko Ziemi. A jeśli lecisz daleko w kosmos, będzie się wydawać, że jest to ta sama gwiazda, co wszyscy inni. Planeta Ziemia jest jak kula, która krąży wokół nieruchomego słońca, tak jakbyś wziął kulę i zakręcił ją wokół żarówki. Ale jeśli tylko ją przekręcisz, zauważysz, że żarówka zawsze oświetla tylko jedną stronę kuli, jakby z jednej strony zawsze była noc, a z drugiej dzień. Ale tak się nie dzieje, ponieważ Ziemia również kręci się wokół siebie, jak bluza do biegania czy piłka na palcu koszykarza. Jeśli mentalnie narysujesz linię palcem wzdłuż kuli, to będzie to oś obrotu kuli, a Ziemia ma taką wyimaginowaną oś.
Równik i półkule Ziemi
Narysując linię pośrodku kuli lub Ziemi tak, aby uzyskać dwie połówki – górną i dolną – otrzymujesz dwie półkule, nasza planeta nazywa je północną i południową, a dzielącą je linią jest równik. Najważniejsze jest to, że oś obrotu Ziemi nie jest prosta, ale nachylona, dlatego podczas obrotu wokół Słońca górna, północna półkula w zimie nadal jest odchylona od Słońca i mniej się od niej nagrzewa. , a południowa jest większa, a gdy w Europie i Azji jest zima, to w Ameryce Południowej i Australii jest lato. Górne i dolne punkty wyjścia tej osi z powierzchni naszej planety nazywane są zwykle Biegunem, Północą i Południem.
Podział dnia na astronomiczny i świetlny
Słowo „dzień” ma dwa znaczenia. Istnieje taka definicja, jak godziny słoneczne lub dzienne, jest to okres czasu od wschodu do zachodu słońca w dowolnym punkcie globu, a dzień astronomiczny lub kalendarzowy to czas połowy obrotu Ziemi wokół własnej osi. Dzień i noc tworzą razem astronomiczny dzień, obrót planety wokół własnej osi, a Ziemia kończy go w ciągu 24 godzin. Czas trwania godzin dziennych jest zawsze inny, aw ciągu roku może wynosić od ośmiu do szesnastu godzin, ale to o nim zostanie omówione poniżej.
Dni przesilenia zimowego i letniego
To ze względu na nachylenie osi planety, gdy nasza planeta porusza się wokół Słońca, wydaje się, że zimą wschodzi bardzo późno i opuszcza horyzont zbyt wcześnie. Jesienią i zimą na półkulę północną zaczyna docierać coraz mniej światła słonecznego, noc staje się dłuższa, a dzień krótszy.
Trwa to do 22 grudnia, dnia, w którym dzień jest najkrótszy w roku, a noc jest odpowiednio długa. Ten dzień nazywa się przesileniem lub dniem przesilenia zimowego i od tego dnia dzień stopniowo, dosłownie z minuty na minutę, zaczyna się wydłużać. Lato też ma podobny dzień, 22 czerwca, dzień przesilenia letniego, kiedy w lecie ten dzień jest najdłuższy, a noc bardzo krótka.
Długość nocy i dnia w różnych punktach Ziemi jest zawsze różna i zależy od odległości tego punktu od równika. To przesunięcie nazywa się przesunięciem szerokości geograficznej, a zimą są takie szerokości geograficzne, kiedy słońce w ogóle nie jest widoczne ze względu na horyzont przez więcej dni astronomicznych. Zjawisko to nazywa się nocą polarną, a im bliżej bieguna północnego, tym jest ono większe. Ale sześć miesięcy później następuje odwrotne zjawisko, kiedy słońce jest cały czas na horyzoncie, wcale nie tonie, i zaczyna się dzień polarny. Bliżej równika porównuje się długość dnia i nocy, a na samym równiku pory roku się nie zastępują, to znaczy ani zima, ani lato, a czas trwania dnia jest równy nocy.
Dzień jest z przyzwyczajenia podzielony na dzień, wieczór, noc i poranek. Lub nawet tylko przez dwa okresy: światło – dzień, ciemność – noc. Co więcej, z punktu widzenia astronomii niewiele osób myśli o tym, co spowodowało to zjawisko.
I dlaczego zimą słońce świeci tak mało, tworząc wrażenie, że noc zapada o czwartej lub piątej po południu.
Dzień świetlny i astronomiczny: różnice
Rewolucja naszej planety wokół jej tak zwanej osi następuje w ciągu 24 godzin. To astronomiczny dzień, który podzielony jest na dwie części: dzień i noc. Połowa, czyli 12 godzin, to dzień astronomiczny. Jego czas i koniec nie są nigdzie zapisane.
Dzień światła to okres, który zaczyna się wraz ze wschodem słońca, a kończy jego zniknięciem za horyzontem. Dlatego drugie imię to słoneczny dzień. Czas trwania zmienia się każdego dnia. I nie ma ani jednego dnia, w którym słońce oświetla ziemię przez taki sam czas. Przez chwilę, ale inaczej.
Powiązane materiały:
Dlaczego grypa nadchodzi, gdy zbliża się zima?
Nawiasem mówiąc, często takie informacje były drukowane na odrywanych kalendarzach, które wisiały w każdym domu. Potwierdzenie tego faktu jest teraz łatwe do znalezienia w Internecie.
Czynniki długości dnia
Nachylenie Ziemi do Słońca wynosi 23,5 stopnia, co jest głównym wyjaśnieniem krótkich zimowych dni. W czasie upałów ciało niebieskie długo utrzymuje się na horyzoncie, ogrzewając powierzchnię. Ale zimą wszystko dzieje się dokładnie odwrotnie. Planeta odbiega od gwiazdy, więc promień słoneczny i uderza w ziemię pośrednio i na krótki czas. A kiedy pada deszcz lub pochmurno, wydaje się, że dzień kończy się, zanim jeszcze się zacznie.
Nawiasem mówiąc, za kołem podbiegunowym Słońce przechodzi wzdłuż horyzontu, co pociąga za sobą ciemność. Zjawisko to nazywa się nocą polarną. Na innej konwencjonalnej linii - równiku - dni świetlne i astronomiczne są praktycznie równe i trwają około 12 godzin.
Powiązane materiały:
Dlaczego oś Ziemi jest nachylona?
Biorąc pod uwagę, że Ziemia obraca się wokół własnej osi w tym samym czasie, w którym obraca się wokół Słońca, gdy na półkuli północnej nadchodzi zima, dzień zmniejsza się. Podział Ziemi z bieguna na biegun, na półkulę wschodnią i południową, pociąga za sobą takie zjawisko jak zmiana stref czasowych.
Przesilenie zimowe, czyli najkrótszy dzień
21 lub 22 grudnia każdego roku nachylenie osi Ziemi w stosunku do Słońca osiąga największy kąt. To astronomiczne zjawisko nazywane jest przesileniem (przesilenie) i charakteryzuje się najkrótszym, 8-godzinnym dniem w roku. Ale od tego momentu noc stopniowo się skraca. Na półkuli południowej data przesilenia zimowego to 20 lub 21 czerwca.
Zapewne zauważyłeś, że latem robi się ciemno znacznie później niż zimą. Dzień trwa dłużej, co oznacza, że możesz chodzić, zajmować się swoimi sprawami lub dłużej nie spać.
Ale czy wiesz, dlaczego dzień jest krótszy zimą i dłuższy latem? Dziś zrozumiemy ten problem.
Zmieniające się pory roku
W ramach artykułów na naszej stronie rozważyliśmy już bardziej szczegółowo informacje o tym, dlaczego na naszej planecie zmieniają się pory roku, jednak aby zrozumieć, dlaczego dzień jest dłuższy latem niż zimą, należy raz jeszcze przypomnieć mechanika działania zasad zmiany pór roku.
Powodem zmiany pór roku, a tym samym pogody, jest przede wszystkim nie ruch Ziemi wokół naszego naturalnego światła - Słońca, ale wokół własnej osi.
Jak wiemy, Ziemia obraca się wokół własnej osi, ale nie wszyscy wiedzą, że nasza planeta nie obraca się wokół Słońca w pozycji całkowicie pionowej, ponieważ konwencjonalna oś obrotu przechodzi przez kulę planety pod kątem.
To dzięki tej trajektorii ruchu nasza planeta znajduje się w różnych pozycjach względem Słońca zimą i latem (odpowiednio wiosną i jesienią, ale teraz o tym nie mówimy). I w takiej sytuacji, w okresie letnim, na określony obszar powierzchni Ziemi pada większa ilość światła słonecznego, co wytwarza wyższą temperaturę, ale czas nasłonecznienia jest dłuższy. Prowadzi to do tego, że latem dzień jest dłuższy niż zimą.
Najdłuższy dzień w roku
Nietrudno się domyślić, dlaczego najdłuższy dzień w roku przypada na lato, bo latem dzień jest zawsze dłuższy niż zimą. Dlatego najdłuższy dzień przypada na okres letni. Nawiasem mówiąc, najdłuższy dzień lata przypada na 21 czerwca, jest to data przesilenia letniego.
Długość dnia na równiku
Jak wiecie, nasza planeta ma równik - położony w centralnej części globu. Łatwo się domyślić, że niezależnie od trajektorii Ziemi, o każdej porze roku i w dowolnym miejscu względem Słońca, odległość terytoriów położonych na równiku będzie taka sama. Dlatego dzień w lecie nie jest dłuższy niż zimą, ale dokładnie taki sam. Jeśli chodzi o temperaturę powietrza, to tutaj też nigdy nie jest niska, a czasami spada poniżej 24 stopni Celsjusza.
Zmiany długości godzin dziennych w różnych porach roku tłumaczy się obrotem Ziemi wokół własnej osi. Gdyby Ziemia się nie obracała, cykle dnia i nocy byłyby zupełnie inne. Chociaż jest prawdopodobne, że byłyby całkowicie nieobecne. Zmniejszanie lub zwiększanie długości godzin dziennych zależy od pory roku i miejsca na Ziemi. Ponadto na dzień wpływa nachylenie osi Ziemi i jej ścieżka wokół Słońca.
Czas trwania rotacji
Doba trwająca 24 godziny to czas, w którym Ziemia wykonuje obrót wokół własnej osi: dlatego następnego dnia Słońce pojawia się w tym samym miejscu na niebie. Nie zapominaj jednak, że Ziemia nadal porusza się wokół Słońca, a zjawisko to ma ogromny wpływ na długość godzin dziennych.
Rzeczywisty czas jednego obrotu Ziemi jest nieco krótszy niż nam się wydawało: około 23 godziny i 56 minut. Astronomowie odkryli to, rejestrując czas, w którym gwiazda pojawiła się w tym samym miejscu na niebie następnego dnia - zjawisko zwane dniem gwiezdnym.
Dłuższe i krótsze dni
Chociaż słoneczny dzień ma 24 godziny, nie każdy dzień zawiera 12 godzin światła dziennego i 12 godzin ciemności. Zimą noce są dłuższe niż latem. Zjawisko to tłumaczy się tym, że urojona oś Ziemi nie jest pod kątem prostym: przechyla się pod kątem 23,5 stopnia. W rzeczywistości, ponieważ nasza planeta krąży wokół Słońca przez cały rok, północna połowa Ziemi przechyla się w kierunku Słońca latem, powodując długie godziny dzienne i krótkie noce. Zimą to się zmienia: nasza planeta oddala się od Słońca, a noc wydłuża się. Wiosną i jesienią Ziemia nie jest ani pochylona w kierunku Słońca, ani od niego od niego oddalona, ale gdzieś pośrodku, dlatego dzień i noc w tych porach roku są takie same. Oto, jak możesz wyjaśnić, dlaczego wiosną wzrastają godziny dzienne: nasza planeta zwraca się w stronę słońca!
Nasza liczba godzin w ciągu dnia zależy od naszej szerokości geograficznej i od tego, jakie jest położenie Ziemi w stosunku do Słońca. Oś obrotu naszej planety jest odchylona od płaszczyzny orbity i zawsze przebiega w jednym kierunku - do gwiazdy polarnej. W rezultacie położenie osi Ziemi w stosunku do Słońca ulega ciągłym zmianom w ciągu roku.
Właściwie to właśnie ten czynnik wpływa na propagację światła słonecznego na powierzchni Ziemi na dowolnej szerokości geograficznej.
Zmiana kąta prowadzi do zmiany ilości energii słonecznej, która dociera do określonych obszarów planety. Powoduje to sezonowe wahania natężenia światła słonecznego docierającego do powierzchni i wpływa na długość godzin dziennych.
Zmiana intensywności następuje, ponieważ kąt, pod jakim promienie słoneczne poruszają się i uderzają w Ziemię, zmienia się wraz ze zmianą pór roku.
Udowodnijmy w praktyce
Jeśli poświecisz latarką na sufit, obszar oświetlanego obszaru zmieni się w zależności od tego, czy skierujesz światło pod kątem prostym, czy nie. Podobnie energia Słońca rozprzestrzenia się na różne regiony geograficzne, gdy dociera do powierzchni Ziemi. Jest bardziej skoncentrowany w miesiącach letnich, kiedy słońce jest wyżej na niebie.
Pomiędzy przesileniem letnim a zimowym liczba godzin dziennych maleje, a tempo ich spadku jest tym większe, im większa jest szerokość geograficzna. Im mniej godzin słonecznych, tym zimniejsze noce. Dlatego wiosną wydłuża się długość godzin dziennych: planeta stopniowo zwraca się ku Słońcu, pochłaniając coraz więcej energii słonecznej po jednej ze swoich stron.
Ponieważ równolegle do obrotu wokół Słońca, Ziemia również nadal obraca się wokół własnej osi, wykonuje jeden pełny obrót w ciągu 24 godzin. Co ciekawe, długość dnia zmienia się w czasie. Tak więc około 650 milionów lat temu dzień trwał około 22 godzin zamiast zwykłych 24!
Przesilenie dnia z nocą
Przesilenie to zjawisko, w którym na określonej pozycji orbity Ziemi obchodzone są najdłuższe i najkrótsze dni w roku. Przesilenie zimowe, które występuje na półkuli północnej, oznacza najkrótszy dzień, po którym godziny dzienne zaczynają się powoli wydłużać. Przesilenie letnie na tej samej półkuli przypada na najdłuższe godziny dzienne, po czym zaczyna się skracać. Przesilenie jest również nazwane po miesiącu, w którym ma miejsce.
Ważne jest również, aby zrozumieć, że długość godzin dziennych w dniu przesilenia zależy od półkuli, na której się znajdujesz. Tak więc na półkuli północnej przesilenie czerwcowe oznacza najdłuższy dzień w roku. Na półkuli południowej przesilenie czerwcowe oznacza najdłuższą noc.
Zapewne wszyscy wiemy, że zimą godziny dzienne stają się zauważalnie krótsze. Gdy budzimy się rano do pracy lub szkoły, wciąż można oglądać noc za oknem, a gdy wieczorem wracamy do domu, spacerujemy też albo o zmierzchu, albo w całkowitej ciemności. Ale dlaczego w zimie dzień staje się krótszy, nie wszyscy wiedzą, a dziś udzielimy przystępnej odpowiedzi na to pytanie.
Globalna przyczyna
Jeśli mówimy krótko i globalnie o tym, dlaczego w zimie dni są krótsze, a noce dłuższe, to winne są osobliwości skali planetarnej. Chodzi o trajektorię i o to, w jakich konkretnych aspektach planeta Ziemia obraca się wokół własnej osi i wokół naszego naturalnego źródła światła. A poniżej proponujemy bardziej szczegółowe zrozumienie tego problemu, aby nie mieć żadnych pytań dotyczących tego zjawiska.
Aby zrozumieć, dlaczego długość godzin dziennych na naszej planecie zmienia się wraz z porami roku, należy pamiętać, jak Ziemia obraca się wokół Słońca, a także trajektorię, po której porusza się wokół własnej osi w stosunku do tego samego do światła naszego wszechświata.
Faktem jest, że jeśli spojrzysz na wyimaginowaną oś obrotu planety, to w stosunku do Słońca i trajektorii obrotu wokół niego jest ona nachylona. W związku z tym, na jakimkolwiek etapie rocznego cyklu rewolucji wokół Słońca znajduje się Ziemia, zawsze niektóre jej części znajdują się nieco bliżej Słońca, a niektóre - dalej.
To, nawiasem mówiąc, wyjaśnia, dlaczego w pewnych porach roku w niektórych częściach planety obserwuje się zimę, a w innych lato.
Jeśli chodzi o główne pytanie, dlaczego w zimie godziny dzienne są krótsze, należy zwrócić uwagę na fakt, że trajektoria Ziemi wokół własnej osi względem Słońca jest taka, że zimą półkula północna znajduje się dalej od Słońce. Taka trajektoria odpowiednio wpływa na fakt, że przez większość czasu obrót kuli ziemskiej odbywa się bez padania na nią bezpośredniego światła słonecznego. A bez rozpraszania światła Słońca oczywiście nie ma oświetlenia na powierzchni Ziemi, czyli obserwuje się noc.
Warto zauważyć, że na naszej planecie istnieją obszary, w których Słońce nie wschodzi odpowiednio przez sześć miesięcy lub nie schodzi poniżej horyzontu - jest albo stała noc, albo stały dzień, który naukowcy nazywają „polarnym” dniem i nocą . Sześć miesięcy później obszary te zmieniają miejsca, a pory dnia zmieniają się w ten sam sposób.
