Почему меняются времена года

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 наступает зима

Времен года всего четыре. Их еще называют сезоны года. Лето отличается от зимы длительностью дня: летние ночи короче зимних. Весна и осень – это периоды, когда лето постепенно переходит в зиму и наоборот.

Если говорить о центральной части России, то здесь сезоны года имеют следующие признаки:

Весна. От долгого зимнего сна пробуждается природа. Становится тепло. Растения начинают активно цвести.

Лето. На это время приходится максимальное повышение температуры воздуха. Растения размножаются и плодоносят.

Осень. Постепенное понижение температуры воздуха. Растения замедляют свой рост, природа готовится к наступлению зимы.

Зима. Холод, осадки в виде снега. Природа погружается в долгий зимний сон.

Некоторые люди считают, что Земля ближе к солнцу летом, и тогда на ней теплее. Они также уверены, что Земля находится дальше всего от солнца зимой. Хотя эта идея имеет смысл, поскольку орбита Земли не идеальный круг, а немного вытянутый, она неверна.

Чтобы наглядно представлять себе смысл происходящего, нужно понимать, как происходит движение земного шара в космическом пространстве, тогда причина смены времен года станет вполне очевидной.

Есть два вида этого движения:

За одни сутки планета Земля полностью оборачивается вокруг своей оси (так называется условная линия, проходящая через северный и южный полюс). Именно поэтому наблюдается смена дня и ночи. Люди, живущие на континентах, повернутых к Солнцу, бодрствуют, тогда как жители противоположного полушария спят.
В течение года Земля, перемещаясь вокруг Солнца по орбите, напоминающей эллипс, делает полный оборот.

На орбите Земли выделяют две точки:

Перигелий. Расстояние между ней и Солнцем – 147 млн км. Ближайшая по отношению к Солнцу.
Афелий. Удален от Солнца на 152 млн км, поэтому является самой дальней точкой.

Как вы видите, между этими точками есть разница, которая оценивается примерно в 3%. Как следствие количество солнечной энергии, получаемой в двух точках неодинаковое, различие составляет около 7%. Но если вы подумаете, что теплее в той точке Земли, которая находится ближе к Солнцу, то ошибетесь. Январь – пик зимнего холода – наступает в Северном полушарии, когда наша планета находится в перигелии.

Гораздо более важный фактор – угол ее наклона, составляющий 23,5°. Когда Земля совершает годичный круговой оборот вокруг Солнца, обращенными к звезде оба полушария становятся по очереди. Соответственно континенты, направленные к Солнцу, получают больше света, и там настает лето. На противоположной стороне, получающей в три раза меньше тепла, начинается зима.

Вы спросите, что было бы, если бы не существовало этого угла? В этом случае нельзя было бы выделить понятие «времена года». Ведь вращение Земли происходило бы вертикально, все ее точки находились бы на одинаковом расстоянии от звезды, а значит, получали бы одинаковое количество тепла.

Изменения на полушариях

Когда планета на протяжении года перемещается по орбите, свое значение оказывает угол наклона. Северное полушарие, максимально подходя к светилу, получает порцию тепла, которая обеспечивает летний сезон. Световой день максимально увеличивается. Что же касается регионов, максимально приближенных к полюсу, у них полностью отсутствует ночь. В реферате на тему времен года следует обозначить такую природную особенность.

По мере перемещения планеты она попадает на другую сторону светила. В этом случае северное полушарие из-за угла наклона удаляется от тепла, соответственно, на поверхности наступает зима. Световой день сокращается, а ночь становится значительно длинней. Что же касается южной стороны планеты, на ее континентах наступает лето. Такой порядок перемещения тел во вселенной при подготовке к уроку географии лучше отобразить в виде рисунка.

Удивительный факт, но население, проживающее в тропическом и экваториальном поясах, о холодах с сильными морозами знает только из рассказов. В этих регионах сезонные изменения протекают плавно и практически незаметны. Почему так происходит, легко объяснить. Экватор практически всегда равноудален от небесного светила, независимо от положения Земли. Принято выделять следующие равноденствия:

Весенний период приходится на 20−21 марта. Оно заключается в переходе Солнца в зону северного полушария.
Осеннее равноденствие наступает 22−23 сентября. Небесное светило начинает контактировать с южным полушарием.

По истечении полугода Земля по схеме изменяет свое положение по отношению к Солнцу, при этом наклон остается прежним. В южной части дни удлиняются, а светило поднимается максимально высоко, такова последовательность в природе. В противоположном полушарии в свои права вступает зима. Обозначенный временной цикл необходим для равномерного прогрева отдельных территорий Земли. По этой причине времена года плавно сменяются, создавая по определению погодные условия.

https://youtube.com/watch?v=bKQ4jBr7_GQ

Древнеиндийское представление о появлении нового дня

Отличительна индийская легенда о смене дня и ночи. Сказочное объяснение гласит о том, что ночи не было. Появилась она благодаря одному трагическому случаю. Жили брат Яма и сестра Ями. Брат умер, а одинокой сестре ничего не оставалось делать, как бесконечно оплакивать несчастного брата. На все просьбы и увещевания успокоиться и прекратить лить слезы Ями только восклицала: «Но он же сегодня умер!» Боги узрели истину: чтобы успокоилась девушка, необходима ночь, только так придет новый день. Они сотворили ночь. Настало утро, Ями забыла о горе. А индусы стали говорить «череда дня и ночи».

Славянское видение дня и ночи

Представления о мире у древних славян-язычников было очень сложным и запутанным. Солнце и солнечный свет были для них различными понятиями. На каждый сезон у славян было отдельное «солнце» — Ярило, Купайло, Световит и Коляда. Само солнце они называли Хорос. Кстати, это слово означало «круг». Отсюда пошло и слово хоровод.

Как и у греков, славянское сказочное объяснение смены дня и ночи просто — Даждьбог (солнце — дающий бог) ехало на золотой колеснице по дневному небу, запряженной огненными крылатыми конями. Утренняя и вечерняя зори считались сестрами. Причем утренняя заря была супругой солнца. В день летнего солнцестояния праздновали славяне их свадьбу. Как и у греков, Солнце — всевидящее око, следившее за всем и каждым. Потому преступники действуют ночами и по сей день.

Вращение вокруг себя

Земля вращается вокруг себя, совершая полный оборот за сутки. Планета вращается с востока на запад, поэтому Солнце восходит на востоке и садится на западе.

Повороты планеты вокруг себя позволяют понять, почему ночью бывает темно и светило прячется за горизонтом. Именно появление Солнца и его опускание является причиной смены дня и ночи.

Так почему ночью бывает темно, и где в это время свет? Одна часть планеты постоянно обращена к Солнцу. И на той ее части, куда попадают солнечные лучи, наблюдается день. На противоположной (темной стороне), до которой свет не достает, наблюдается ночь. Во время вращения солнечный свет постепенно проникает на те участки, которые до этого момента были темными, а с тех, где было светло, Солнце уходит. С Земли это явление наблюдается в виде заката и рассвета.

Вращение планеты вокруг себя, во время которого она подставляет поочередно разные участки под солнечные лучи, отсчитывает земные сутки и меняет день на ночь. В то время, когда Солнце не светит на западную часть планеты, оно освещает восточную. Исходя из этого, в первой части будет ночь, а в другой – день. Вот почему ночью бывает темно.

Солнцестояние

Солнцестояние представляют собой явление, когда при определенном положении орбиты Земли отмечают самые длинные и кратчайшие дни года. Зимнее солнцестояние, происходящее в Северном полушарии, знаменует собой самый короткий день, после которого световой день начинает медленно расти. Летнее солнцестояние в этом же полушарии приходится на самый продолжительный световой день, после чего он начинает становиться короче. Солнцестояние также называют в честь месяца, в котором оно происходит.

Также важно понимать, что то, какая продолжительность светового дня в день солнцестояния, зависит от полушария, в котором вы находитесь. Так, в Северном полушарии июньское солнцестояние отмечает самый продолжительный световой день в году

В то время, как в Южном полушарии июньское солнцестояние обозначает самую длинную ночь.

ПОЧЕМУ НЕЛЬЗЯ ДОЙТИ ДО ТОГО МЕСТА, ГДЕ НЕБО СОЕДИНЯЕТСЯ С ЗЕМЛЕЙ

Сколько раз мы с тобой пытались дойти до того места, где небо соединяется с землёй, и ничего у нас не получилось.Когда мы выходим в поле, где видно далеко-далеко, мы видим, как там, вдали, небо соединяется с землёй: их соединяет тонкая узенькая полоска. И мы идём к этой полоске, чтоб посмотреть на неё вблизи. Нам очень хочется посмотреть на неё вблизи, но она как-то незаметно от нас удаляется.Почему она от нас удаляется? Ведь мы же только хотим на неё посмотреть.Нет, она не даёт на себя посмотреть. Она пугается каждого нашего шага. Стоит нам сделать шаг — и она отодвинется на шаг. Мы ещё сделаем шаг — и она ещё на шаг отодвинется. А если мы пойдём от неё — она двинется за нами. Она не отстанет от нас, даже если мы помчимся на самой быстрой машине, хотя будет всё время держаться на расстоянии.На одном и том же расстоянии. К ней никогда не придёшь. Можно идти всю жизнь — и никогда не придёшь.Но ты не отчаивайся.Ведь когда эта полоска отступает, она открывает нам новые пространства земли, она открывает нам то, что раньше скрывала.Хотя, если правду сказать, там вообще нет никакой полоски.Нам только кажется, что она есть, потому что Земля круглая, и там, где Земля закругляется, кажется, что небо соединяется с Землёй.И хорошо, что так кажется, правда?Ведь Земле интересно соединиться с небом, расспросить его о других мирах, а небу полезно посмотреть, чем живёт наша Земля, и, может быть, чему- нибудь у неё поучиться.

Почему на Земле происходит смена времен года?

Многие думают, что времена года сменяют друг друга из-за эллиптичности орбиты нашей планеты: когда Земля приближается к Солнцу, становится теплее, а когда отдаляется – становится холоднее. Однако орбита Земли практически круглая и не оказывает значимого влияния на погодные и температурные условия.

Главная причина смены времен года – наклон земной оси. Ось вращения нашей планеты наклонена под углом около 23,5 градусов по отношению к орбитальной плоскости. Вероятнее всего ось вращения наклонилась после столкновения Земли с другой планетой размером примерно с Марс.

Хотя наклон оси вращения остается неизменным, ориентация Земли относительно Солнца постоянно меняется, по мере того как Земля обращается вокруг светила. Когда одно из полушарий Земли обращено в сторону Солнца, в этом полушарии наступают весна и лето; другое полушарие в этот момент получает меньше солнечного света, и там наступают осень и зима.

Земная ось и ее наклон

Ось вращения Земли имеет наклон на 23,44° к плоскости орбиты. Именно он и обусловливает циклическую .

Не существует факторов, которые могли бы повлиять на величину наклона оси планеты к плоскости орбиты. Однако гравитация Солнца и оборот вокруг Земли ее естественного спутника, Луны, вызывает прецессию оси. При этом она изменяет свое направление в пространстве. Она описывает конус с периодом примерно 24 тыс. лет.

Сейчас северный полюс «смотрит» на альфу Малой Медведицы. Спустя 12 тыс. лет он направится на звезду Вега. Еще через 12 тыс. лет он снова переместится на прежнее место.

Осевое вращение Земли

Полный виток Земля делает в течение звездных суток – 23 ч. 26 мин. 4 сек. Этот период меньше средних солнечных суток на 3 минуты и 56 секунд.

Линейная скорость осевого вращения Земли возле экватора – более 465 м/с. По мере удаления на север она постепенно замедляется и на широте 60° составляет уже 232,5 м/с.

На полюсах линейная скорость вращения равна нулю. В любой другой точке угловая скорость одинакова и равняется 15°.

С помощью маятника Фуко в середине 19 века удалось экспериментально доказать земное вращение. Также из-за обращения планеты и связанной с ним силы Кориолиса снаряды, которые выстреливаются в горизонтальном направлении, отклоняются в северном полушарии вправо.

Каждые сто лет сутки увеличиваются приблизительно на 0,001 секунды. В прошлом Земля изменяла темп вращения. Недавно ученые обнаружили, что существуют циклы ускорения и замедления вращения нашей планеты с периодом 5 лет.

Гипотеза об инертном вращении

Эта гипотеза говорит, что в прошлом Земля, достаточно интенсивно вращаясь, обрела «запас движения» и сейчас вращается по инерции. Слабость ее в том, что она не объясняет колебания скорости вращения в прошлом.

Теория о магнитных полях

Если соединять два магнита с одноименными полюсами, то они будут отталкиваться. Из этого походит теория магнитных полей. Раз у земных полюсов один и тот же заряд, они будут стремиться оттолкнуться в разные стороны. Этим и объясняется вращение планеты.

Еще одна гипотеза предполагает, что земная магнитосфера заставляет внутреннее ядро двигаться в направлении с запада на восток. Из-за действия этой силы и вращается планета.

Почему люди не чувствуют движения Земли

Мы не можем ощущать, как Земля вращается вокруг своей оси, потому что сами движемся с ней с одинаковой скоростью. Относительно нас все объекты остаются неподвижными.

Когда наступают времена года?

Существует два основных подхода к определению временных границ сезонов: метеорологический и астрономический.

Согласно метеорологическому подходу, каждый сезон состоит из трех месяцев и начинается с первого дня первого месяца. Таким образом в Северном полушарии метеорологическая весна начинается первого марта, лето – первого июня, осень – первого сентября, а зима – первого декабря.

Согласно астрономическому подходу, каждый сезон начинается либо в день солнцестояния (когда Солнце на небе достигает самой северной или самой южной точки), либо в день равноденствия (когда Солнце пересекает небесный экватор). В Северном полушарии начало астрономической весны отсчитывается от мартовского равноденствия, начало лета – от июньского солнцестояния, начало осени – от сентябрьского равноденствия, а начало зимы – от декабрьского солнцестояния. Из-за наличия високосных лет, даты наступления равноденствий и солнцестояний могут ежегодно отличаться на один или два дня.

Астрономические времена года

Астрономических времен года также четыре, однако они отличаются от календарных тем, что смена сезонов начинается с равноденствий и солнцестояний, которых четыре. Сезоны с точки зрения астрономии начинаются:

Зима — 22 декабря
Весна — 21 марта
Лето — 21 июня
Осень — 23 сентября.

Таким образом, астрономическое лето фактически начинается в конце июня и заканчивается в конце сентября.

Длина одного года, т.е. то время вокруг Солнца до завершения одного полного оборота составляет 365 суток, 6 часов, 9 минут и 10 секунд.

Периоды равноденствий

Между солнцестояниями и равноденствиями большая разница. Равноденствие – это пора года, когда день и ночь полностью равны по продолжительности. Таких периодов в году есть только два: осеннее равноденствие 22-23 числа сентября и весеннее 20-21 числа марта.

Равноденствие наступает, когда планета обращена к Солнцу своим экватором. В этом случае обе половины получают полностью одинаковое количество лучей.

Солнцестояние — период, когда наступает самый продолжительный день или ночь в году. 22 декабря наблюдается самая длинная ночь в северном полушарии и самый долгий день в южном. 21 июня все полностью наоборот. С солнцестояний начинаются астрономическое лето и зима.

При солнцестоянии Солнце освещает максимальную площадь одного из двух полушарий.

Как солнцестояния и равноденствия влияют на жизнь на Земле?

Люди всегда знали, что критические точки в движении нашего светила по небесной сфере влияют на природу. Особенно актуально это для жителей северных широт, где смена времен года более выражена. Например, со дня мартовского равноденствия к нам приходит настоящая весна: становится теплее, прогревается почва, оживают растения. Это имеет огромное значение для земледелия.

Неслучайно сельскохозяйственный календарь всегда был связан с днями солнцестояний и равноденствий. На эти даты приходились важные языческие праздники, некоторые из которых были восприняты христианством. Вот эти праздники:

-зимнее солнцестояние — католическое Рождество и Коляда;

-весеннее равноденствие – Масленица;

-летнее солнцестояние – праздник Ивана Купалы;

-осеннее равноденствие – праздник урожая. Как видите, и в технократическом 21-м веке мы празднуем эти события, даже не думая, что они связаны с годовым солнечным циклом и тем, насколько наши предки были зависимы от природных явлений.

Почему происходит смена времен года

В древности люди объясняли перемену сезонов года с помощью мифологии. Лишь в эпоху Возрождения было доказано, что планета имеет форму шара, вращается вокруг Солнца. Тогда предложенная религиями версия была опровергнута.

Зима и лето сменяются из-за того, что планета прогревается неравномерно. Поскольку угол наклона оси по отношению к Солнцу составляет 23°, на одно полушарие солнечные лучи попадают под прямым углом, а на второе — под острым. Во время оборота лучше освещается то один участок, то другой из-за перемены положения относительно Солнца. Одно полушарие получает большую часть тепла. Там наступают летние дни. При этом на противоположное приходят зимние холода.

Если бы угол наклона отсутствовал, Земля круглый год прогревалась с одинаковой силой. Времена года в подобной ситуации не возникли бы. На экваторе установилось бы постоянное лето, а по мере удаления от него погода постепенно была бы все более холодной.

Постоянными были бы погодные условия и при отсутствии перемещения по орбите. В подобной ситуации одно полушарие постоянно освещалось бы лучше другого, там наблюдалось бы вечное лето. На противоположной части планеты всегда было бы холодно.

Ознакомиться с механизмом смены сезонов можно на схеме.

Механизм смены времен года с пояснениями. Credit: artlebedev.ru.

Древнегреческий миф

У древних греков смена дня и ночи сказочное объяснение имеет. Было у титана Гипериона трое детей: Селена, Эос и Гелиос. Сияющая холодным светом Селена была богиней Луны. На ее голове был расположен серп-месяц. По ночной дороге она едет на колеснице, которая запряжена быками. Съезжает с этой дороги Селена, когда меркнут ее дети-звезды и мраморные колонны окрашиваются в розовый свет.

Эос — богиня утренней зари, объявляет о наступлении нового дня. Следом за Эос мчится с востока их брат Гелиос на сияющей золотой колеснице. Греки почитали его не меньше чем могущественного и верховного Зевса. Лучи Гелиоса проникали в самые дальние и темные уголки сквозь черные тучи. Их теплый свет пробуждал все живое. Благодаря лучам росли деревья и плоды. Гелиос — гроза всех преступников. Лучи этого бога ослепляют их. От таких лучей не скрыться и богам.

Все знает Гелиос о божественных «делишках». Именно он подсказал Деметре, что ее дочь Персефону похитил Аид в свое мрачное царство теней. Но наступает полдень, когда Гелиос достигает запада. К вечеру устают и краснеют кони Гелиоса и он сам. Бог направляется в свой дворец для отдыха, где отдыхает и божественная свита, а на дорогу выезжает колесница Селены… Такова греческая смена дня и ночи. Сказочное объяснение их схоже со славянским мифом.

Вокруг Солнца

Как уже было сказано, всегда происходит вращение Земли вокруг самой яркой звезды нашей солнечной системы, и одновременно совершаются обороты вокруг собственной оси.

Оборот вокруг светила планета совершает за триста шестьдесят пять дней и шесть часов. Чтобы было удобнее считать даты, был введен календарный год, равный 365 дням. И раз в четыре года, когда из шести часов накопится двадцать четыре, добавляется еще один день. Этот год получил название «високосный», а новый день прибавляется к февралю.

При вращении Земли вокруг светила сменяются времена года. Из-за того что планета имеет определенный угол наклона — шестьдесят шесть с половиной градусов, она перемещается в космическом пространстве. Из-за наклонного положения солнечный свет освещает то одну, то другую сторону планеты. Когда в западном полушарии день, в восточном ночь.

Когда лучи Солнца падают под прямым углом на планету, наблюдаются дни равноденствия — день и ночь имеют одинаковую длину. Такое событие бывает дважды в год: в дни весеннего (в марте) и осеннего (в сентябре) равноденствия. Началом лета и зимы считают даты, когда Солнце светит на планету с наибольшей высоты (в июне и декабре).

Продолжительность вращения

Сутки, продолжающиеся 24 часа, — это время, которое требуется для того, чтобы Земля совершила целый оборот вокруг собственной оси: именно поэтому на следующий день Солнце появляется в одном и том же месте на небе. Однако не стоит забывать, что Земля продолжает двигаться вокруг Солнца, и это явление оказывает огромное влияние на продолжительность светового дня.

Фактическое время одного вращения Земли несколько короче, чем мы привыкли думать: около 23 часов и 56 минут. Астрономы обнаружили это, регистрируя время, когда звезда появилась на одном и том же месте на небе на следующий день — это явление было названо звездным днем.

Как объяснить ребенку?

Смена «утро – день – вечер – ночь» – самое постоянное и неизменное явление природы. Свет и темнота чередуются изо дня в день из века в век. Издавна наши предки задавались вопросом, почему происходит так, а не иначе. Но правильный ответ не находили. Тысячелетиями они считали, что наша планета Земля неподвижная, а Солнце вращается вокруг нее, освящая то одну сторону полушария, то другую. Но на деле оказалось, что все наоборот!

Земля непрерывно движется по двум направлениям одновременно: вокруг себя и вокруг Солнца по орбите-пути.

Вращение вокруг оси определяет смену времени суток.
Движение вокруг Солнца и наклон земной оси являются причиной смены времен года: зимы на весну, весны на лето, лета на осень, осени на зиму.

Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 часа, что составляет сутки. Вращение происходит с запада на восток. Потому утром Солнце всходит всегда на востоке, а вечером садится на западе. А вокруг самой Земли вращается спутник – Луна. Полный круг она делает за 27,3 суток. При этом наша планета затеняет Луну и не дает Солнцу осветить ее полностью. В зависимости от местонахождения спутника солнечный свет падает на разную площадь. Как следствие, на протяжении 27 дней на небе меняется картинка: сначала господствует тоненький Месяц, затем он становится шире, толще – и так пока не наступит полнолуние.

ПОЧЕМУ СОЛНЦЕ НЕ ТОНЕТ В МОРЕ?

Ты когда-нибудь видел, как Солнце купается в море? Оно осторожно подходит к тому месту, где небо сливается с морем, и начинает медленно погружаться, как будто боится холодной воды. При этом оно краснеет, как будто ему стыдно, что оно не может сразу нырнуть, как ныряют те, кто воды не боится.Но вот оно погрузилось, и сразу начался переполох

На небо высыпала спасательная команда звёзд во главе с Луной, главным спасателем.Звёзды светят своими фонариками, пытаясь разыскать под водой Солнце, но его не видно, оно погрузилось слишком глубоко, и Ветер гудит, подавая сигнал тревоги:— Солнце у-у-утону-у-уло!Спасательная команда работает всю ночь, а потом начинает гасить свои фонарики, понимая, что утонувшему уже ничем не поможешь.А когда последний фонарик погашен, Солнце вдруг появляется целое и невредимое, причём не там, где тонуло, а совсем с противоположной стороны.Вот чудеса! Вечером утонуло, а утром появилось как ни в чём не. бывало, как будто это не его спасали всю ночь.А может, оно и не тонуло вовсе?Всем показалось, что оно ушло под воду, а оно не ушло, оно просто зашло. Зашло туда, где его стало не видно.А если уж говорить по правде, никуда оно не заходило. Просто Земля, которая всё время вращается, повернулась к Солнцу другой стороной. Сначала она была повёрнута к нему нашей стороной, а потом повернулась другой, и нам, с нашей стороны, Солнца уже не стало видно.Никогда не нужно поддаваться панике.А что нужно, чтоб не поддаваться панике?Для этого нужно знать, что Земля вращается вокруг Солнца и вокруг себя тоже вращается, что не только ночь приходит на смену дню, но и день приходит на смену ночи.Чем больше знаешь, тем меньше поддаёшься панике.И тогда спокойно смотришь, как Солнце опускается в море с небес, — смотришь, не паникуя, не поднимая переполоха, а просто любуясь закатом.

Климатические пояса и времена года

Земля условно разбивается на разные климатические пояса и каждому из них соответствует свой климат. Причиной этого является неравномерность рельефа и свойства воды и поверхности в разных местах планеты.

Поэтому в разных климатических зонах осеннее равноденствие, например, считается либо серединой осени, либо ее началом. Рассмотрим подробнее:

Экваториальный пояс. Для данной территории характерны дождливые лето и зима и засушливые весна с осенью.
Тропический пояс. Почти весь год держится высокая температура и засуха, но сезон дождей относительно прохладный.
Умеренный пояс. Осень и зима – периоды выпадения осадков (снега, в том числе), для весны и лета характерны менее частые дожди.
Арктика и Антарктика. Сезоны меняются только на полярную ночь или день. Погода практически не меняется, температура всегда ниже нуля.

Почему зимой день короче (рано темнеет)?

Сутки по привычке делят на день, вечер, ночь и утро. Или и вовсе всего на два периода: светло – день, темно – ночь. Причем с точки зрения астрономии мало кто задумывается, а чем же вызвано такое явление.

И почему это зимой солнце светит так мало, создавая ощущение, что ночь наступает в четыре-пять часов пополудни.

День световой и астрономический: различия

Оборот нашей планеты вокруг своей так называемой оси происходит за 24 часа. Это астрономические сутки, которые делятся на две части: день и ночь. Половина, то есть 12 часов, и является днем астрономическим. Его время и окончание нигде не фиксируется.

День световой – это промежуток времени, который начинается с восходом солнца и завершается его уходом за линию горизонта. Поэтому второе название – солнечный день. Длительность меняется каждые сутки. И нет ни одного дня, когда солнце освещает землю равное количество времени. Хоть на секунду, но отличается.

Кстати, частенько такая информация печаталась на отрывных календарях, что раньше висели в каждом доме. Подтверждение данному факту сейчас легко найти в интернете.

Факторы продолжительности дня

Угол наклона Земли к Солнцу равен 23,5 градусам, что является основным объяснением коротким дням зимой. В жаркое время небесное светило на горизонте задерживается надолго, согревая поверхность. А вот зимой все происходит с точностью наоборот. Планета отклоняется от звезды, поэтому солнечные луч и попадают на землю косвенно и на непродолжительное время. А когда дождь или облачно, и вовсе кажется, что день заканчивается, не успев начаться.

К слову за полярным кругом Солнце проходит по линии горизонта, что влечет за собой темноту. Такое явление носит название полярная ночь. На другой условной линии – экваторе – световой и астрономический дни практически равны и их продолжительность составляет около 12 часов.

Учитывая, что Земля оборачивается вокруг своей оси одновременно с оборотом вокруг Солнца, когда в северном полушарии наступает зима, день уменьшается. Деление Земли от полюса к полюсу, на восточное и южное полушария, влечет такое явление как смена часовых поясов.

Зимнее солнцестояние, или самый короткий день

21 либо 22 декабря каждого года наклон земной оси по отношению к Солнцу достигает наибольшего угла. Данное астрономические явление носит название солнцестояние (солнцеворот) и характеризуется самым коротким, 8-часовым днем в году. Но с этого момента постепенно ночное время становится короче. В южном полушарии дата зимнего солнцестояния – 20 либо 21 июня.

Впервые для Европы данное явление установил Юлий Цезарь. В юлианском календаре датой зимнего солнцестояния было 25 декабря. Случилось это в 45 году до нашей эры. Разница между тропическим и календарным годом привела к тому, что к середине XVI века приходилось на 12 декабря.

Конец неразберихе положил в 1582 году Римский папа Григорий XIII. И с тех пор в григорианском календаре самая длинная ночь приходится на 21 либо 22 декабря. Существует мнение, что сдвиг может произойти еще на один день. Но такое допускается с промежутком в 3000 лет.

На продолжительность дня в зимнее время влияют положение Солнца относительно Земли. Так как планета движется вокруг своей оси, то день наступает постепенно по широте. Чем дальше от экватора находится местность, тем короче в холодную пору световой день, а за полярным кругом северного полушария и вовсе наступает сплошная ночь.

Древнегреческий миф

Движение Солнца по эклиптике

Мы будем рассматривать движение Солнца, каким оно выглядит для наблюдателя с Земли. Если мы будем наблюдать движение Солнца, находясь в Северном полушарии, то скажем, что оно движется слева направо. Переместимся в Южное полушарие — и теперь Солнце для нас движется справа налево. Ученым понадобились новые понятия и инструменты, чтобы описать и объяснить это движение.

Наблюдая за перемещениями Солнца в течение года, ученые выдвинули новые понятия — эклиптика и звездный год (рисунок 1).

Рисунок 1. Движение Солнца по эклиптике

На рисунке 1 также изображен небесный экватор. Это воображаемая окружность, чья плоскость совпадает с плоскостью земного экватора.

Как она может совпадать с плоскостью экватора? Ведь плоскости эклиптики и небесного экватора пересекаются друг с другом, что видно из рисунка 1. Здесь необходимо помнить, что Земля находится на собственной орбите под некоторым углом. Этот угол сохраняется для любого положения Земли на орбите. Поэтому плоскости небесного и земного экватора параллельны. Из рисунка видно, что этот угол равен $23.5 \degree$.

Эклиптика и небесный экватор служат для определения координат различных небесных тел в пространстве. Мы можем представить их, как своеобразный аналог привычных для нас осей координат Ox и Oy.

Эклиптика и небесный экватор выбраны не случайным образом. Они проходят через определенные созвездия.

Теперь давайте разберемся в этих понятиях подробнее. Эклиптика — это воображаемая линия, по которой происходит движение Солнца для наблюдателя с Земли. Ее плоскость совпадает с плоскостью земной орбиты.

Взгляните еще раз на рисунок 1. Выберите какое-либо положение Земли. Данная точка соединяется линией с Солнцем (на рисунке оно находится в центре земной орбиты). Продолжим эту линию до пересечения с эклиптикой. Мы получили положение Солнца на эклиптике. Что это означает? Что мы видим Солнце на фоне созвездий, которые соответствуют данному участку эклиптики. Эклиптика — инструмент для определения положения Солнца, а не реальные точки его положения.

Для наглядности представьте себе следующую ситуацию. На вашей парте лежит учебник. Если вы будете перемещаться вокруг него, то каждый раз будете его видеть на разном фоне. Теперь мысленно замените учебник на Солнце, а себя на нашу планету. Окружающее вас помещение, на фоне которого вы видите учебник, и будет своеобразной эклиптикой.

Заключение

Еще долгие годы наши предки верили в эти мифы и легенды о сотворении дня и ночи, вплоть до Средневековья. Религию и мистические представления сменила наука. Николай Коперник 500 лет назад написал книгу о том, что наша планета вращается вокруг своей оси, проходя путь по орбите вокруг звезды Солнце. Так, по Копернику, происходила смена дня и ночи.

Сказочное объяснение было разрушено. А книга ученого была запрещена Папой Римским, так как противоречила христианской религии. Коперник прославился как создатель Название этой системы произошло от имени бога солнца Гелиоса, так, по теории Коперника, Солнце располагается в центре Вселенной. Польский астроном скончался от инсульта 24 мая 1543 года, ему было 73 года.

Картинка 1 из презентации «Смена дня и ночи»
к урокам астрономии на тему «Земля»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg.
Чтобы бесплатно скачать картинку для урока астрономии,
щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как…».
Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Смена дня и ночи.ppt»
целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива — 192 КБ.