Почему солнце зимой греет меньше чем летом
Почему солнце зимой не греет, даже когда светит?
О том, что солнце зимой не греет, даже если целый день ярко сияет в небе, хорошо знают жители северных широт. Но, почему так происходит? Ведь летом при ясной погоде воздух нагревается очень сильно? Что же мешает ему стать теплым в холодное время года?
Оказывается, виной всему особенности зимних и летних антициклонов. А если сказать точнее, законы физики, действующие в атмосфере Земли.
Антициклоны и циклоны
Циклоны – это состояние атмосферы, характеризующееся пониженным давлением. Они несут с собой прохладу и осадки.
Антициклоны – это области повышенного давления. Считается, что они приносят хорошую солнечную погоду. Однако оказывается, что это утверждение не совсем верно. Дело в том, что антициклон – не единственный фактор, влияющий на погоду.
Если антициклон летом – это жаркий сухой воздух, то зимой, при повышении давления, солнце на небе светит, но не греет.
Антициклон летом
Перемещение воздуха (ветер) в атмосфере происходит не только в горизонтальном направлении, но и по вертикали.
Из школьных учебников мы знаем, что ветер дует из области высокого в область низкого давления. Это явление называется силой барического градиента.
На самом деле все происходит немного иначе. На воздушные потоки, помимо давления влияет вращение Земли (сила Кориолиса). Она отклоняет от заданной траектории, движущиеся объекты. В северном полушарии – в право, в южном – влево.
В условиях, когда сила барического градиента уравновешивается силой Кориолиса, ветер начинает дуть параллельно линии раздела высокого и низкого давления.
Перемещение воздуха в антициклоне происходит по кругу. Воздушные потоки устремляются от центра антициклона круговыми, постоянно расширяющимися потоками. В результате этого в центральной части антициклонного вихря образуется область разреженного давления и ее заполняют воздушные массы из верхних слоев атмосферы.
Опускающийся сверху воздух по мере приближения к земле нагревается. Происходит это за счет того, что при попадании в более плотные слои атмосферы он сжимается. В результате этого происходит выделение энергии – тепла (адиабатический процесс).
При нагревании воздуха нет условий для конденсации. Поэтому облака в зоне антициклона не образовываются. Солнцу ничего не мешает прогревать землю. Все это в совокупности определяет хорошую теплую погоду летом.
Антициклон зимой
Зимние антициклоны, наоборот, приносят не тепло, а похолодания. Почему так происходит? Ведь при приходе антициклона зимой солнце тоже светит, но при этом вовсе не греет.
Обратная ситуация зимой происходит в силу нескольких дополнительных факторов – низко распложенного над горизонтом солнца и снежного покрова.
Низкое солнце над горизонтом не дает такого количества тепла земле, как летом. Снег обладает свойствами мало впитывать солнечного тепла и, в дополнение к этому, активно излучать тепловую энергию. В результате, потери тепла поверхностью земли намного превышают ее приход от солнечных лучей.
Потеря энергии в атмосфере приводит к охлаждению приземных слоев воздушных масс. Из-за этого и возникает эффект, когда зимой солнце ярко светит, но не греет.
Полюс холода находится не на северном полюсе!
Итогом стояния сибирского антициклона над материком становится такое явление, как образование полюса холода. Причем, находится он не на северном полюсе и не в Гренландии. Холодовой полюс северного полушария располагается в умеренном (субарктическом) поясе. Это район Верхоянска и Оймякона.
Именно поэтому Якутия является самым холодным регионом, где температура воздуха может опускаться до – 60˚С, а иногда и более. Но, теперь мы понимаем, почему над Верхоянском и Оймяконом зимой светит негреющее солнце.
Понятным доступным языком рассказывает о природных явлениях в атмосфере в своих лекциях географ Дарья Гущина. Она объясняет подробно, почему солнце зимой светит, но не греет нас своими лучами. Также она раскрывает тайну, почему зимние ночи с ясным небом гораздо холоднее тех, когда небо закрыто пеленой облаков. Она сравнивает этот эффект с одеялом. Когда тучи, не дают покинуть теплому воздуху поверхность земли.
Почему зимой солнце не греет?
Как известно, Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365 дней и 6 часов. За это время расстояние между ними изменяется от 142 млн км до 151 млн км. При этом каждое полушарие нашей планеты по очереди приближается к этой огромной горячей звезде, и тогда в странах, которые в нем находятся, наступает лето, а в странах другого полушария — зима. (Узнайте, как в Австралии называют наше лето: лето или зима?)
Казалось бы, вот и причина отсутствия тепла — расстояние. Но нет. Все немного сложнее. Дело в том, что Земля вращается не только вокруг Солнца, но и вокруг собственной оси, которая наклонена относительно траектории движения на угол порядка 23°. Отсюда разная продолжительность светового дня. Если бы не этот наклон, день и ночь в любом месте нашей планеты длились бы одинаково, причем в течение всего года днем Солнце находилось бы в зените. Этого не происходит, так как зимой угол наклона земной оси удаляет поверхность планеты, делая световой день короче. Следовательно, солнечным лучам просто-напросто не хватает времени, чтобы прогреть землю, и температура воздуха понижается.
Можно провести эксперимент: поднести ладонь к настольной лампе, не касаясь ее, а потом начать вращать руку, изменяя угол падения излучения от лампы на ладонь. Вы заметите, что в момент, когда ладонь параллельна лампе, она нагревается гораздо быстрее, чем когда наклонена. То же самое и с Землей: летом, когда световой день длиннее и Солнце находится над горизонтом выше, оно прогревает Землю сильнее, а та, в свою очередь, нагревает воздух и нам становится тепло.
Как работает и греет Солнце
Солнце — главный источник энергии на Земле. Без него невозможным было бы существование жизни. И хотя все буквально вертится вокруг Солнца, мы очень редко задумываемся над тем, как работает наша звезда.
Структура Солнца
Чтобы понять, как работает Солнце, сначала нужно разобраться в его структуре.
Диаметр солнечного ядра составляет 150—175 000 км, около 20—25% солнечного радиуса. Температура ядра достигает 14 млн градусов по Кельвину. Внутри постоянно происходят термоядерные реакции с образованием гелия. Именно в ядре в результате данной реакции выделяется энергия, а так же тепло. Остальная часть Солнца нагрета этой энергией, она проходит сквозь все слои до фотосферы.
Зона лучистого переноса находится над ядром. Энергия переносится с помощью излучения фотонов и их поглощения. 
Над зоной лучистого переноса находится конвективная зона. Здесь перенос энергии осуществляется не переизлучением, а переносом вещества. С высокой скоростью более холодное вещество фотосферы проникает в конвективную зону, а излучение из зоны лучистого переноса поднимается на поверхность — это и есть конвекция.
Фотосфера — это видимая поверхность Солнца. Из этого слоя исходит большая часть видимого излучения. В фотосферу уже не проникает излучение более глубоких слоев. Средняя температура слоя достигает 5778 К.
Хромосфера окружает фотосферу, она имеет красноватый оттенок. Из поверхности хромосферы постоянно происходят выбросы — спикулы.
Последняя внешняя оболочка нашей звезды — корона, состоящая из энергетических извержений и протуберанцев, образующих солнечный ветер, распространяющийся к самым дальним уголкам солнечной системы. Средняя температура короны — 1—2 млн К, но есть участки с 20 млн К.
Солнечный ветер — это поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы со скоростью около 400 км/с. Многие явления на Земле связаны с солнечным ветром, например, полярное сияние и магнитные бури.
Солнечное излучение
Плазма Солнца обладает высокой электропроводностью, что способствует появлению электрических токов и магнитных полей.
Солнце — самый сильный излучатель электромагнитных волн в мире, который дает нам:
Лишь 8% энергии отводится на ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение. Видимый свет расположен между лучами инфракрасного и ультрафиолетового спектра.
Также Солнце является мощным источником радиоволн нетепловой природы. Помимо всевозможных электромагнитных лучей излучается постоянный поток частиц: электронов, протонов, нейтрино и так далее.
Все виды излучения оказывают свое влияние Землю. Именно это влияние мы ощущаем.
Воздействие УФ лучей
Ультрафиолетовые лучи воздействуют на Землю и все живые существа. Благодаря им существует озоновый слой, так как УФ-лучи разрушают кислород, который модифицируется в озон. Магнитное поле Земли в свою очередь формирует озоновый слой, который, как ни парадоксально, ослабляет силу воздействия УФ.
На живые организмы и окружающую среду ультрафиолет влияет многогранно:
Именно ультрафиолетовое излучение способствует самоочищению атмосферы, устраняет смог, частицы дыма и пыли.
В зависимости от широты сила воздействия УФ излучения сильно изменяется. 
Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет
Все тепло на Земле — это инфракрасные лучи, которые появляются благодаря термоядерному синтезу водорода с образованием гелия. Эта реакция сопровождается огромным выбросом лучистой энергии. До земли доходит порядка 1000 Ватт на квадратный метр. Именно за это ИК излучение очень часто называют тепловым.
Инфракрасные лучи не только нагревают поверхности предметов и живых существ, но и оказывают другое влияние:
Почему зимой Солнце греет слабо
Так как Земля вращается вокруг Солнца с некоторым наклоном оси, в разное время года происходит отклонение полюсов. В первой половине года Северный полюс повернут к Солнцу, в во второй — Южный. Соответственно, меняется угол воздействия солнечной энергии, а также мощность.
То полушарие, которое повернуто к Солнцу, получает больше электромагнитных и других лучей, нагревается сильнее — наступает лето. Полушарие, которое отвернуто от солнца получает падающие вскользь лучи — наступает зима. Из-за измененного угла падения поверхность и атмосфера прогреваются слабее. 
Из-за изменения угла наклона зимой Солнце проходится низко над горизонтом. Соответственно, его лучи проходят длинный путь сквозь атмосферу. Зимой тепловая энергия растрачивается сильнее, за счет того что инфракрасные лучи встречают на своем пути и обогревают в 4-6 раз больше воздуха. До поверхности планеты доходит значительно меньше тепла, поэтому кажется, что Солнце почти не греет.
Так как прозрачность воздуха достаточно высока, видимая часть солнечного излучения доходит в любое время года практически в неизменном количестве.
Светит, но не греет – как работает Солнце зимой
Солнце – главный источник жизни на планете Земля. Оно является ближайшей к нам звездой. Другие расположены так далеко, что свет их доходит до нас только через миллионы световых лет. И если Солнце перестанет излучать свою энергию, все живое на Планете однозначно погибнет.
Наверняка каждый из нас хотя бы один раз задавался вопросом: «А почему, собственно, летом от солнечного света мы загораем, а зимой тот же свет не способен даже немного растопить лед?» Итак, давайте разбираться.
Как работает Солнце
Изучение Солнца – очень непростое дело. Невозможно послать к нему летательные аппараты, так как они попросту сгорят. Но у современной науки есть множество иных способов изучить объект, находящийся далеко, но излучающий при этом колоссальную энергию. Расстояние до Солнца от Земли составляет 150 млн км. Именно такое расстояние позволяет жизни на нашей Планете существовать комфортно.
[interesting]Интересно: в короне образуются протуберанцы. Именно эта оболочка является причиной солнечного ветра, который распространяется до самых отдаленных уголков Солнечной системы.[/interesting]
Видимый свет и солнечная энергия – это инфракрасные лучи и ультрафиолет, а также электромагнитные волны, радиация и рентгеновские лучи.
[interesting]Важно! Все эти волны достигают Земли и других планет Солнечной системы и определенным образом влияют на них, а особенно на те из них, где есть атмосфера.[/interesting]
Влияние лучей
Все живое ощущает на себе влияние в первую очередь УФ-лучей. Именно от их интенсивности озоновый слой защищает нашу Планету. Влияние ультрафиолетовых лучей на живые организмы проявляется в следующем:
УФ-лучи также положительно влияют на атмосферу. Они очищают ее и делают более благоприятной для жизни. Тепловое воздействие оказывают еще и инфракрасные лучи. Благодаря им на поверхности Земли тепло. Но хотя эти лучи и воздействуют на атмосферу, бывают моменты, когда влияние их становится минимальным.
Зимой Солнце греет меньше
Зимой Солнце греет не так интенсионо, но это явление можно объяснить с научной точки зрения. Происходит снижение поступления солнечного тепла на Землю по следующим причинам:
[interesting]Немаловажное значение также имеет и тот факт, что зимой поверхность земли покрывает белый снег, который прекрасно отражает солнечные лучи, поэтому общая температура на поверхности снижается.[/interesting]
Как мы видим, зимой Солнце хотя и светит, но ждать от него появления загара не приходится.
Кто выключил тепло?
Или почему Солнце зимой светит, но не греет
Ребята, вот вы когда‑нибудь задумывались, почему солнышко (астрономы нас тут же бы поправили – звезда Солнце) светит круглый год, будь то зима, весна, лето или осень? Каждый день восходит оно на востоке, а заходит на западе. Правда, из‑за туч на небе мы не всегда можем разглядеть его яркие лучики. Почему же тогда зимой брррр как холодно, во всяком случае у нас, в России, другие страны брать не будем. «Почему-почему? Может… зимой жаркое-прежаркое солнце становится холоднее? Или оно не стоит на месте, отдаляется зимой (вот и греет меньше), а потом возвращается обратно?» – начал придумывать гипотезы Павел Печинский.
А вот и нет! Зимой 2019 года, когда Паша был ещё воспитанником Волоконовского детского сада № 4 «Теремок», это сейчас он первоклашка школы № 2, – разгадал солнечные секретики. А помогли ему педагог-психолог детсада Елена Владимировна Рубинская и воспитатель Елена Ивановна Девкина. Написал большую работу, которую так и назвал «Почему Солнце зимой светит, но не греет?», и победил с ней на районном конкурсе «Я – исследователь».
Солнце в цифрах:
Возраст: более 4,5 млрд лет
Диаметр: 1 391 000 км (а это 109 диаметров Земли)
Расстояние до Земли: около 150 млн км
Солнечные лучи достигают Земли за: 8,2 минуты
Температура: в ядре – 15 млн °C, на поверхности – около 5 тысяч °C
«Солнце – самая важная для людей звезда, ведь без него не было бы жизни на Земле. Вокруг него вращаются планеты, их спутники и даже кометы и метеориты. Из всех планет больше всего повезло Земле. Она расположилась третьей по счёту, а главное на очень удачном расстоянии: находилась бы она чуточку ближе к нему – мы бы сгорели, чуть дальше – замёрзли бы в ледниках», – рассказал Паша.
Во вращении вокруг Солнца Паша и нашёл разгадку холодной зимы и тёплого лета.
«Земля и другие планеты Солнечной системы – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон – вращаются не только вокруг Солнца, но ещё и вокруг воображаемой оси, так называют линию, на Земле она проходит через Северный и Южный полюса нашей планеты. Из‑за этих постоянных вращений и получается, что в разное время года Земля по‑разному подставляет солнечным лучам свою поверхность, то один бок, то другой. Когда солнечные лучики падают на Землю прямо, становится жарче. Но стоит им только падать на неё под углом, как они тут же греют её слабее», – поделился открытиями исследователь.
Солнечные лучики падают на Землю под разными углами, поэтому она нагревается везде по‑разному. Догадаетесь, какое самое жаркое место на нашей планете? Экватор! А всё оттого, что на нём и зимой и летом наклон солнечных лучей всегда одинаковый – они прямые. А прямые лучики быстро и сильно нагревают Землю, вот там круглый год и стоит жара. Хорошенечко прогревшись за день, даже за ночь поверхность здесь остыть не успевает.
Земля + Солнце = …
Нам понадобятся:
Листы картона (белого и чёрного цветов),
Два глобуса (или любых больших одинаковых шара, похожих на них),
Эксперимент 1
Снежное покрывальце
Ребята, подумайте, что отличает зиму от других времён года? Конечно же, мороз и снежное покрывальце, которым она укутывает землю. Воссоздадим (конечно же, о-о-очень примерно) кусочек зимы и лета прямо на наших столах? Уложите рядышком два картонных листа: белого цвета (это зимнее снежное покрывальце) и чёрного (наверняка вы уже догадались, что это – не покрытая снегом земля). Остаётся только «включить» солнышко. И им станет настольная лампа. Включаем лампу, свет направляем прямо на листы и ждём минут 40. А теперь по очереди приложите руку к листам: белый почти совсем не нагрелся, а вот чёрный стал тёплым. Итак…
Эксперимент 2
Ветер-ветер, ты могуч…
…и, конечно же, гоняешь стаи туч. Но у нас будешь просто дуть на наши подопытные глобусы или шарики, похожие на них. Размещаем наши кругляши рядышком, направляем холодный ветер (то есть поток воздуха вентилятора) на один из них. Не забываем включить лампы над каждым из глобусов. И снова ждём 40 минут. Прикладываем руки к глобусам. Немудрено, глобус, который обдувал воздух, так и остался холодным. Итак…
Эксперимент 3
Солнышко над горизонтом
И снова возьмите два глобуса. Разместите своих подопытных прямо на столе, а над ними, как и в предыдущих экспериментах, – лампы. Только на этот раз пусть одна будет в 10 см под углом примерно в 30 градусов, а вторая на высоте 30 см, но под углом 90 градусов. Через 40 минут сравните температуру. Глобус, оказавшийся под лампой повыше и под прямым углом, нагрелся больше. Итак…
В тёплое время года солнышко можно заметить высоко над горизонтом (обрати внимание на угол падения лучиков!), вот Земля и получает больше тепла. Зимой меньше, ведь оно совсем низко над горизонтом.
Эксперимент 4
Короткий день
И снова «вооружайтесь» двумя глобусами и двумя лампами. Над одним лампа пусть посветит 10 минут, над другим – 40. Конечно же, вы уже и сами догадались без прикладывания рук, какой глобус теплее: бесспорно тот, над которым лампа горела дольше. Итак…
А вы знали?
Ребята, ответьте‑ка на вопрос: какого цвета Солнце? «Конечно же, жёлтого!» – воскликнули вы. Признаемся, мы тоже всегда так думали. Эх, ошибались! Давно уже доказано, Солнце (ни за что бы не подумали!) белое. Если взять призму – специальное устройство для преломления световых лучей, то можно увидеть, как солнечный свет разбивается на радугу. Помните, «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан», отсюда – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Если обратно смешать все эти цвета, получите цвет Солнца – белый.