Почему зимой воздух холоднее чем летом
Почему летом тепло, а зимой холодно
Смена времен года – привычное явление. Перед наступлением зимы люди утепляют жилье, покупают теплую обувь, одежду для защиты от холодов, заготавливают продукты питания, чтобы лишний раз не выходить в магазин на мороз. Летом же все едут на пляжи, купаются, проводят много времени под вентилятором или кондиционером, стараясь охладиться и избавиться от сильной жары. Попробуем понять, почему зимой холодно, а летом жарко и, в чем причины изменения температуры воздуха.
Вращение Земли вокруг Солнца
Все планеты Солнечной системы вращаются вокруг небесного светила и своей оси. Их орбита не круглая, как считают многие, а овальная. По мере движения вокруг Солнца, Земля приближается к нему и отдаляется.
Минимальное расстояние между планетой и небесным светилом называется перигелией, а максимальное – афелией. В первом случае удаленность от Солнца составляет 147 000 000 километров, а во втором – 152 млн км. Когда планета удаляется от небесного светила на максимальную дистанцию, на ней наступает зима и становится холодно.
Влияние наклона оси Земли на погоду
Ученые давно определили, что земная ось отклоняется от плоскости орбиты планеты на 23 градуса. Она проходит через центр обоих полюсов, при этом северный направлен в сторону Полярной звезды.
Во время вращения Земли вокруг Солнца 50% северного полушария наклонено к небесному светилу, а остальные 50% отдалены от него. Через полгода они меняются местами и там, где были низкие температуры, наступает потепление.
Температура летом и зимой
Летом теплее, чем зимой, потому что определенные участки Земли максимально приближаются к Солнцу. По мере приближения северного полушария к небесному светилу на него падает большое количество солнечных лучей. День становится продолжительнее, почва быстрее прогревается и накапливает тепло, а температура воздуха резко возрастает.
На скорость наступления жаркой поры года влияет угол падения солнечных лучей. При отдаленном северном полюсе они как бы скользят по поверхности планеты, а при приближенном они падают на Землю под прямым углом. Именно из-за этого почва и водоемы быстро нагреваются, а после высвобождают тепло. Это в сочетании с палящим солнцем создает сильную жару.
Меж тем глубокие слои Земли и океаны не успевают прогреться и остаются холодными. Конфликт горячих и холодных слоев приводит к парниковому эффекту. Пространство между земной корой и термосферой нагревается еще сильнее, из-за чего в некоторых регионах планеты температура воздуха достигает невероятных отметок.
Постоянная жара на экваторе
Экватором называется воображаемая линия, разделяющая Землю на две половины – северное и южное полушарие. Она пересекает три океана (Атлантический, Тихий и Индийский) и 13 стран, среди которых:
На экваторе постоянное лето и сильная жара. Это объясняется тем, что в этой области планета получает самое большое количество солнечных лучей во время вращения вокруг своей оси. В отличие от северного полюса, экватор не отдаляется от небесного светила, поэтому холодов на нем не бывает.
На протяжении года температура воды на экваторе не меняется. Она удерживается на уровне 23-37 градусов выше нуля.
Минимальная температура на экваторе – 25°, а максимальная превышает отметку в 40° по Цельсию. Ночью, когда Солнце освещает другую сторону планеты, она снижается примерно на 10 градусов.
Смена времен года в разных поясах Земли
Когда на северном полушарии лето, на южном начинается зима. Это обусловлено тем, что оно становится отдаленным от светила и получает меньше солнечных лучей. После, когда ось планеты меняет свое положение, на южном полюсе начинает теплеть, а на северном холодает.
Это оказывает прямое влияние на смену времен года в разных поясах Земли. При этом климатические условия меняются в соответствии с удаленностью отдельных участков планеты от экватора. Чем ближе к нему, тем быстрее становится тепло, и наоборот.
Почему в горах холодно летом
Каждый, кто окончил школу, знает, что теплый воздух всегда стремится вверх. Но это правило почему-то не работает в случае с горной местностью. Если посмотреть фотографии живописных горных районов, где большую часть года тепло, а зимой нет осадков, то можно заметить, как над зеленеющими полями и лугами возвышаются горы, покрытые снеговой шапкой.
Еще одним фактором, влияющим на низкую температуру в горах, являются вечные снега. Снежная шапка отражает солнечные лучи и не дает им растопить замерзшую воду.
Видео в тему
Почему зимой холодно?
Обычно кажется, что если от огня подальше, то и холоднее. А Земля, обогреваемая Солнцем, обращается вокруг него по практически круговой орбите — или совсем чуть-чуть вытянутой. И тем не менее бывает то холодно, то тепло. Почему?
Правильный и строгий ответ: вращение вокруг оси вызывает смену дня и ночи, наклон оси и обращение вокруг Солнца — смену времен года.
Действительно, со школьных времен мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца по плоской, практически круговой орбите радиусом приблизительно 150 млн километров. Она вращается также вокруг своей оси, проходящей через Северный и Южный полюса и наклоненной по отношению к плоскости орбиты под углом чуть менее 67 градусов. Если ось вращения Земли наклонена по отношению к орбите, то получается, что угол наклона падения лучей на поверхность Земли при движении по орбите меняется. Он становится то ближе к вертикальному, то дальше. Если лучи падают косо, получается, что одно и то же излучение распределяется по большой площади. А если более прямо, этого не происходит. Поэтому просто величина солнечной радиации, попадающей на поверхность, летом больше, а зимой меньше.
Наверное, вы обращали внимание, что летом на крыше очень жарко. Это потому, что крыша имеет угол, добавляющийся к широтному углу, и поэтому в российских широтах часто крыша почти перпендикулярна направлению солнечных лучей. Именно поэтому там безумно жарко.
Таким образом, получается, что холод и тепло настигают нас только потому, что меняется угол падения солнечных лучей. Если хотите использовать такие лучи для подогрева воды на даче, вы должны ваш бачок поставить под углом, чтобы туда попадало побольше солнца. Мало того, если вы сделаете горку, на которой посадите, например, клубнику, она будет лучше вызревать. Вы и сами знаете, что на солнечном склоне ягоды всегда вкуснее.
На Земле есть две параллели, где Солнце раз в году бывает точно над головой. Они называются Северным и Южным тропиками — это примерно широта 23-го градуса, а поскольку наклон оси вращения по отношению к плоскости орбиты составляет 67 градусов, в сумме получается 90 градусов. Именно поэтому на этих широтах бывает такой момент, когда Солнце находится прямо над головой и предметы не отбрасывают тени. Это очень жаркие места.
Понижение температуры — объективная причина холода. Но иногда нам бывает холодно и летом, — когда человек говорит, что ему холодно, а на самом деле ощущает происходящий теплообмен. Если отдается много тепла — неважно, по каким причинам: например, человек мокрый и на него дует ветер, — то мы ощущаем холод.
В итоге получается, что вращение Земли вокруг Солнца при наклонной оси приводит к изменению температуры, но мы воспринимаем холод и тепло по степени теплообмена. Так что зимой холодно потому, что действительно устанавливается низкая температура, которую мы ощущаем благодаря росту теплообмена.
Почему зимой холодно, а летом жарко?
Смена времен года является для нас обычным явлением. В холодные зимние дни мы мерзнем от суровых морозов, а с наступлением летнего периода страдаем от невыносимой жары. При этом мало кто из нас задумывается о причинах подобных процессов.
Почему летом жарко, а зимой холодно? Что влияет на смену сезонов? И почему зима и лето в различных уголках нашей планеты наступают в разное время?
Почему зимой холодно?
Всем известно, что Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси. При этом в процессе своего движения она то приближается к Солнцу, то удаляется от него на максимальное расстояние. Во время нахождения в перигелии (на минимальном удалении) она отстоит от звезды на 147,1 млн. км, а при приближении (в афелии) – на 152,1 млн. км.
Многие люди полагают, что когда Земля пребывает на самом удаленном расстоянии от Солнца, и приходит зима. На самом деле всё не так просто, поскольку на наступление холодов влияет еще один фактор – ось наклона планеты.
Ось вращения земного шара отклоняется от плоскости его орбиты вокруг Солнца на 23,5 градуса. Она проходит через южный и северный полюс, при этом последний всегда направлен на Полярную звезду. Таким образом, при вращении вокруг Солнца одну половину года северное полушарие планеты наклоняется к звезде, а другую половину года отклоняется от нее.
В то время, когда угол наклона удаляет северное полушарие от Солнца, день укорачивается, солнечные лучи не так хорошо прогревают земную поверхность, в результате чего наступает зима.
Почему летом жарко?
Летом всё происходит с точностью до наоборот. Когда северное полушарие оказывается ближе всего к Солнцу, оно получает намного больше солнечных лучей, день удлиняется, температура воздуха прогревается, в итоге становится жарко.
Кроме того, в летний период солнечные лучи падают на Землю почти перпендикулярно, поэтому энергия на земной поверхности становится концентрированной и нагревает грунт гораздо быстрее. Зимой, напротив, лучи проходят вскользь, в результате чего почва и вода в океанах не успевают быстро прогреться, оставаясь холодными.
Иными словами, в летний период плотность солнечной энергии, попадающей на земную поверхность, выше, зимой – ниже, а от этого зависят показатели температуры. Мало того, летом более длительный световой день, Солнце намного дольше светит над горизонтом, поэтому имеет гораздо больше времени для прогрева грунта и водных поверхностей.
Как меняются времена года в разных поясах Земли?
Когда в северном полушарии наступает лето, в южное полушарие приходит зима, поскольку в это время оно находится дальше от Солнца. Аналогичным образом происходит во вторую половину года: при приближении южного полушария к нашей звезде на нем становится жарко, а на северном полушарии, соответственно, холодно.
Вместе с тем, в разных поясах планеты наблюдаются различные климатические условия, так как они находятся на неодинаковом расстоянии от экватора. Чем ближе регионы к экватору, тем жарче климат, и наоборот – более отдаленные от экватора области испытывают более холодные температуры.
На погоду может влиять и расположение тех или иных регионов по отношению к уровню моря. С ростом высоты снижается плотность воздуха, а Земля отдает меньше тепла, поэтому в горных районах всегда холоднее даже в летний сезон.
Почему на экваторе не бывает зимы и лета?
Почему же степень жары и холода зависит от расположения к экватору? Дело в том, что эта воображаемая линия, пересекающая центр Земли, независимо от оси наклона планеты всегда находится ближе всего к Солнцу.
По этой причине регионы, расположенные на экваторе, постоянно испытывают большой приток солнечной радиации, а температура воздуха на их территории остается неизменной в пределах +24…+28 °C.
Помимо того, солнечные лучи падают на экватор под прямым углом, благодаря чему данная часть суши больше остальных получает света и тепла.
Почему зимой холодно, а летом жарко
Смена времен года – обычное явление, к которому мы все привыкли. На смену осени приходит зима – за ней весна, а за весной лето…
Летом мы изнываем от жары, а зимой отчаянно пытаемся согреться, и, как правило, абсолютно не задумываемся, с чем связаны эти изменения температуры воздуха.
Связь времен года с осью Земли
Земля, как известно, вертится вокруг Солнца по орбите в виде эллипса. Из-за неравномерной формы орбиты в разных ее положениях дистанция между планетой и Солнцем разнится.
Земная ось в свою очередь находится под углом к плоскости вращения. Дальняя точка на орбите по отношению к Солнцу апогелий, ближайшая перигелий. От дистанции зависит количество солнечной энергии, которую впитывает планета в момент нахождения в конкретном месте орбиты.
При этом отличается не только расстояние, но также угол падения лучей на Землю, что провоцирует смену времени года. Если бы не угол, образованный сочетанием оси планеты с орбитальной плоскостью, что провоцирует в свою очередь возникновение угла между экватором и плоскостью эклиптики, в любой точке земли день и ночь не отличались бы по количеству времени, а Солнце ежедневно задерживалось бы в фиксированной точке.
Интересная информация
Существуют определенные факторы, которые воздействуют на сезонные изменения. Например, длительность светового дня. Летом день значительно длиннее, а зимой, напротив. От этого зависит и температура воздуха. Таким образом радиационное излучение, устремленное на планету, сосредотачивается на небольшой части поверхности Земли.
Расстояние, которое преодолевает солнечное изучение, зависит от времени года. Время года напрямую сказывается на степени поглощения солнечной энергии. Над горизонтом Солнце распространяет меньше света и тепла. Поднимаясь все выше, Солнце зависает ближе к высшей точке на небосводе, что позволяет Земле нежиться в лучах света и тепла.
На экваторе нельзя наблюдать сезонные изменения, так как его положение фиксировано близко к Солнцу. Благодаря этому там всегда тепло и солнечно.
Дистанция до экватора влияет на продолжительность светового дня, таким образом, чем короче луч от Солнца до непосредственной точки на экваторе, тем длительнее продолжительность светового дня.
Почему зимой холодно, а летом тепло?
«Почему летом жарко?» — этот детский вопрос очень актуален, учитывая время года. Зимой его заменит другой – «Почему зимой холодно?», сопровождаемый попыткой согреть через варежки замерзшие ладошки. В нашей новой рубрике «Почемучки» мы будем регулярно отвечать понятным и простым языком на самые интересные вопросы дошколят и школьников.
Кстати, свои вопросы для наших «Почемучек» вы можете предложить в личные сообщения наших групп в социальных сетях: там вас ждет уникальный и интересны контент: ВКонтакте, Facebook, Одноклассники
Ответ на вопрос: причина в угле наклона оси Земли
Наша планета Земля движется вокруг Солнца, а сама земная ось расположена под углом к плоскости этого движения.
Вокруг Солнца Земля вращается по эллиптической орбите, близкой к круговой, со скоростью около 107 000 км/час в направлении с запада на восток. Среднее расстояние к Солнцу 149 598 тыс. км
Из-за эллиптической формы орбиты расстояние между Землей и Солнцем разнится. Ближайшая на орбите точка к Солнцу называется перигелий – в этот момент до звезды примерно 147 млн километров. Самая дальняя носит название «афелий» – 152 млн км. 3% разницы в расстоянии приводят к примерно 7% разницы в количестве солнечной энергии, которую Земля получает в момент нахождения в этих местах орбиты.
Но главное, что изменяется не расстояние, а угол падения солнечных лучей на поверхность, — потому и существуют времена года.
Ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Соответственно, плоскость экватора образует угол 23,44° с плоскостью эклиптики.
Если бы не этот наклон, то день и ночь в любом месте Земли были бы одинаковыми по продолжительности, а днем Солнце в течение всего года поднималось бы на одну высоту.
3 географических причины смены времен года
Сезонные изменения продолжительности светлого времени суток: летом дни длинные, а ночи короткие; зимой их соотношение меняется на обратное.
Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. Летом в умеренных широтах в полдень Солнце находится ближе к зениту, чем зимой, и, следовательно, одинаковое количество солнечной радиации летом распределяется на меньшей площади земной поверхности.
Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Находящееся низко над горизонтом Солнце дает меньше тепла и света, чем Солнце, расположенное высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае преодолевают более мощный слой атмосферы.
Экватор не отдаляется от Солнца, там нет зимы и лета?
Конкурс
В этот раз мы не попросим вас что-нибудь посчитать, как это было в материале «Почему море соленое?». Присылайте нам в социальные сети свои «почемучки»: это может быть вопрос, который волновал вас в детстве, а может быть и вопрос, который недавно задал ребенок или ученик. Среди всех участников мы выберем 3 самых интересных вопроса и наградим их авторов книжными призами!