1. Відмінності в тривалості пір року.
2. ПРИЧИНИ ВІДМІННОСТЕЙ ЧАСІВ РОКУ
3. Астрономічні причини.
4. Наслідки нахилу земної осі.
5. Зміна відміни Сонця протягом року
6. Запізнення пір року.
7. Відмінності між півкулями.
8. кліматичні ОСОБЛИВОСТІ
9. помірні широти
10. Полярні області.

ПОРИ РОКУ, чотири періоди року (весна, літо, осінь і зима), що характеризуються певними середніми температурами. Початок кожної пори року має чітку астрономічну кордон. Екліптика (видимий шлях руху сонця по небесній сфері) ділиться чотирма точками - весняного і осіннього рівнодення та літнього і зимового сонцестояння - на сектори по 90 °. Період, за який Сонце проходить один з цих секторів, називається порою року. Весна в Північній півкулі і осінь в Південному починаються, коли Сонце проходить через початковий коло відмінювання і його пряме сходження дорівнює 0 ° (весняне рівнодення). Літо в Північній півкулі і зима в Південному наступають, коли пряме сходження Сонця дорівнює 90 ° (літнє сонцестояння). Осінь в Північній півкулі і весна в Південному починаються, коли пряме сходження Сонця становить 180 ° (осіннє рівнодення). Початком зими в Північній півкулі і літа в Південному вважається зимове сонцестояння, коли пряме сходження Сонця становить 270 °.

Відмінності в тривалості пір року.

Через зміни швидкості руху землі по орбіті протягом року, обумовлених еліптичності орбіти і законами руху, змінюється і тривалість пір року. Земля знаходиться в перигелії (на найближчій до Сонця точці орбіти) приблизно 2 січня. В цей час вона рухається швидше, ніж в середині року, і тому осінь і зима коротше інших сезонів Північної півкулі. З наведеної нижче таблиці випливає, що літо в Південній півкулі коротше, ніж у Північному, а зима довша.

Таблиця: Тривалість пір року ТРИВАЛІСТЬ ЧАСІВ РОКУ Північна півкуля Південна півкуля Тривалість Середня дата початку Весна Осінь 92 діб 20 год 21 березня Літо Зима 93 діб 14 год 21 червня Осінь Весна 89 діб 19 год 23 вересня Зима Літо 89 діб 01 год 22 грудня

ПРИЧИНИ ВІДМІННОСТЕЙ ЧАСІВ РОКУ

Географічні причини.

Причини сезонних змін стану природи можна поділити на прямі і непрямі. До перших відносяться географічні причини.

1. Сезонні зміни тривалості світлого часу доби: влітку дні довгі, а ночі короткі; взимку їх співвідношення змінюється на протилежне.

2. Сезонні зміни висоти полуденного стояння Сонця над горизонтом. Влітку в помірних широтах опівдні Сонце знаходиться ближче до зеніту, ніж взимку, і, отже, однакова кількість сонячної радіації влітку розподіляється на меншій площі земної поверхні.

3. Сезонні зміни довжини шляху проходження сонячних променів в атмосфері впливають на ступінь їх поглинання. Що знаходиться низько над горизонтом Сонце дає менше тепла і світла, ніж Сонце, розташоване високо, ближче до зеніту, оскільки сонячні промені в першому випадку долають потужніший шар атмосфери.

У низьких широтах в будь-який час року більшу частину дня Сонце знаходиться високо над горизонтом. У помірних широтах воно піднімається високо над горизонтом тільки влітку, а в інші пори року варто низько. У полярних районах Сонце високо ніколи не піднімається. Незважаючи на різні механізми дії двох останніх причин, їх іноді об'єднують і пояснюють кутом падіння сонячних променів.

Астрономічні причини.

До непрямих істотним причин зміни пір року, мають астрономічну природу, відносяться: куляста форма Землі, паралельність сонячних променів, обертання Землі навколо своєї осі з періодом в одну добу, рух Землі навколо Сонця з періодом в один рік, нахил земної осі до площини земної орбіти і сталість нахилу земної осі під час руху Землі по орбіті. Нахил земної осі в поєднанні з рухом Землі навколо Сонця є основною астрономічну причину зміни пір року. Земна вісь відхиляється під кутом 23 ° 27ў від перпендикуляра до площини екліптики, і, оскільки її напрямок в просторі практично постійно, кожен з географічних полюсів Землі частину року нахилений в сторону Сонця, а іншу частину року - в протилежний від нього бік.

Наслідки нахилу земної осі.

Кліматична зональність.

Положення кордонів кліматичних зон залежить від нахилу земної осі до площини екліптики. Північне полярне коло проходить по широті 66 ° 33ў пн.ш., а Південне полярне коло - по широті 66 ° 33ў пд.ш. Полярні кола відокремлюють, відповідно, північну і південну полярні зони від помірних зон Північної і Південної півкуль. Північний тропік (23 ° 27ў пн.ш.) і Південний тропік (23 ° 27ў пд.ш.) є межами між північною і південною помірними зонами і внутрішньотропічної зоною. Таким чином, остання охоплює по широті 46 ° 54ў.

Частина року в полярних областях Сонці не заходить і рухається по колу майже паралельно горизонту (полярний день). В іншу пору року в тих же областях Сонці не сходить (полярна ніч). Тривалість полярного дня і полярної ночі поблизу полюсів шість місяців, вона скорочується в міру віддалення від полюсів і наближення до Північного або Південного полярного кола. На 78 ° північної і південної широти полярний день і полярна ніч тривають по чотири місяці, а на широтах Північної і Південної полярних кіл - по 24 години.

У помірних зонах Сонце ніколи не досягає зеніту і ніколи не описує повного кола на небосхилі. У межах цих зон, але ближче до тропіків Сонце опівдні наближається до зеніту. Поблизу полярних кіл Сонце описує на небосхилі майже повне коло або навіть видимий повне коло через вплив атмосферної рефракції і деякої сплюснутости Землі біля полюсів.

Зміна відміни Сонця протягом року

- ще один важливий наслідок нахилу земної осі. Воно проявляється в поступовому збільшенні або зменшенні висоти полуденного стояння Сонця над горизонтом. У дні весняного рівнодення Сонце проходить через точку перетину небесного екватора і екліптики. Для спостерігача, що знаходиться на земному екваторі, небесний екватор розташовується під прямим кутом до горизонту і його площина перетинає точки, відповідні схід, сонячного зеніту і захід. У дні весняного рівнодення Сонце сходить на сході і, слідуючи по екліптиці, проходить точно через зеніт опівдні, а потім заходить на заході. У ці дні сонячні промені перпендикулярні екватора і висвітлюють Землю від Північного полюса до Південного, і на всій планеті однакова тривалість дня і ночі.

Після весняного рівнодення Сонце покидає небесний екватор і зсувається по екліптиці на північ від нього, переміщаючись на схід в своєму видимому русі серед сузір'їв. Для спостерігача на екваторі Сонце сходить трохи на північ від точки сходу. Потім Сонце перетинає небесний меридіан на північ від точки зеніту і заходить на північ від західної точки горизонту. З кожним днем ​​воно зміщується далі і далі на північ аж до літнього сонцестояння, коли досягається максимальне відхилення у видимому зміщенні Сонця на північ - на 23 ° 27ў (точка сходу найбільш зміщена від східної точки горизонту на північ, а точка заходу Сонця знаходиться на найбільшій відстані на північ від точки заходу). У день літнього сонцестояння сонячні промені падають прямовисно на Північному тропіку і максимально висвітлюють всю полярну область, торкаючись Північного полярного кола, навіть на протилежному боці земної кулі. У той же самий час в Південній півкулі Сонцем висвітлені лише території на північ від Південного полярного кола, а власне полярна область не отримує сонячного світла. Через нахилу земної осі, а також в залежності від положення Землі на орбіті коло, що обмежує освітлену Сонцем частина земної поверхні, або лінія сходу і заходу, що проходить навколо Землі, неоднаково охоплює різні широти. Тому тривалість світлового дня в Північній півкулі виявляється більше, ніж темний час доби, і менше - в Південному.

Після літнього сонцестояння зміни протікають у зворотному напрямку. Відхилення Сонця на північ зменшується, і, якщо спостерігати з екватора, видно, що воно перетинає небесний меридіан з кожним днем ​​все ближче і ближче до зеніту аж до осіннього рівнодення, коли створюються умови, аналогічні часу весняного рівнодення. Зростає відхилення Сонця на південь, воно сходить на південь від точки сходу, перетинає небесний меридіан на південь від зеніту і заходить на південь від точки заходу. Максимальна південне відхилення досягається під час зимового сонцестояння, коли умови Південної півкулі близькі тим, які складаються в Північному під час літнього сонцестояння. Тепер уже в Південній півкулі відзначається велика тривалість дня і короткі ночі. Після 22 грудня відхилення Сонця на південь починає зменшуватися, умови в кожному пункті земної поверхні змінюються на протилежні, що зберігаються аж до весняного рівнодення. У будь-якій точці, розташованій на екваторі, Сонце проходить через зеніт двічі в рік, піднімаючись над горизонтом на 90 °. При цьому предмети відкидають найкоротші тіні.

У помірних широтах Сонце переміщається так, що тривалість дня і ночі неоднакова, за винятком днів рівнодення. Сонце опівдні досягає максимальної висоти над горизонтом в день літнього сонцестояння, тобто в перший день астрономічного літа в кожній півкулі. Мінімальна полуденна висота Сонця над горизонтом відзначається в день зимового сонцестояння (в перший день астрономічної зими). Коли Сонце найвище піднімається над горизонтом, кожна конкретна ділянка земної поверхні отримує максимальну кількість сонячної радіації на одиницю площі. При цьому поглинання сонячних променів при проходженні через атмосферу мінімально. Чим з більшим нахилом падають сонячні промені, тим сильніше вони поглинаються більш потужним шаром газоподібної атмосфери Землі і тим слабкіше висвітлюють і нагрівають предмети. На екваторі Сонце опівдні ніколи не відхиляється від точки зеніту більш, ніж на 23 ° 27ў (якщо знехтувати рефракцією). У помірних широтах полуденне відхилення Сонця від зеніту - від 0 ° до 90 °. На полюсах Сонце ніколи не піднімається над горизонтом вище, ніж на 23 ° 27ў.

В цілому сезонні температурні коливання обумовлені зміною кількості сонячної радіації, що надходить на поверхню Землі (інсоляції). Величина інсоляції в даній точці залежить від кута падіння сонячних променів, прозорості атмосфери, сонячної постійної і відстані до Сонця.

Запізнення пір року.

Середина астрономічного літа - день літнього сонцестояння в Північній півкулі - час, коли інсоляція максимальна. Однак «верхівка» літа, а саме реальну кількість тепла, накопичене на поверхні, запізнюється в порівнянні з цією датою в різних регіонах на різні терміни. В цілому температура повітря в Північній півкулі досягає максимуму приблизно 1 серпня, а мінімуму - приблизно 1 лютого, а в Південному - навпаки.

Запізнення пір року відбувається в основному через вплив атмосфери. Після літнього сонцестояння скорочується кількість тепла, щодоби надходить від Сонця. Проте кожен день протягом декількох тижнів кількість отриманого тепла перевищує кількість тепла, відбитого земною поверхнею, так як повітря ще продовжує його утримувати і перешкоджає його швидкої втрати. Значна кількість теплової енергії накопичується в грунтах, гірських породах і водоймах. З початку серпня втрати тепла починають перевищувати його надходження, що призводить до зниження середньодобової температури. Хоча серединою астрономічної зими є день зимового сонцестояння, протягом декількох тижнів після нього добові втрати тепла перевищують його надходження, так що температура знижується до тих пір, поки темпи прогрівання Землі не перевищать темпи її охолодження. Запізнення пір року в межах океанічних акваторій більше, ніж на материках, оскільки суша нагрівається і остигає швидше, ніж вода. Існує також запізнювання в добовому ході температур, і найбільш теплу пору доби доводиться не на полудень, а на час від 13 до 17 год (в залежності від регіону).

Відмінності між півкулями.

Пори року в Південній півкулі прямо протилежні порам року в Північній півкулі. Літо в Південній півкулі починається приблизно 22 грудня. Однак існують деякі відмінності, зумовлені ексцентриситетом земної орбіти. Зимове сонцестояння там відбувається всього за кілька днів перед тим, як Земля досягне перигелію. У цей час Земля в цілому отримує від Сонця більше тепла, ніж в афелії - максимально віддаленої від Сонця точці орбіти. Здавалося б з цього має випливати, що літо в Південній півкулі тепліше, ніж на відповідних широтах Північної півкулі, а зима - холоднішою. Проте в помірних широтах часто спостерігається зворотне співвідношення. Різниця кількості тепла, одержуваного Землею в перигелії і афелії, становить 6%, проте завдяки величезній площі океанів в Південній півкулі клімат змінюється більше, ніж в результаті згаданого вище ефекту.

кліматичні ОСОБЛИВОСТІ

Внутрішньотропічна простір.

У низьких широтах між Північним і Південним тропіками температури завжди високі і мало змінюються від місяця до місяця. Річна амплітуда температур (різниця між температурами найбільш теплого і найбільш холодного місяців) ніколи не перевищує 11 ° С, а поблизу екватора становить менше 2 ° С. Сезонні відмінності обумовлені розподілом атмосферних опадів. У таких районах, за винятком власне приекваторіальній смуги, де сезонні зміни взагалі відсутні, зими відповідає сухий сезон, а літа - вологий.

помірні широти

характеризуються чітко вираженими сезонними змінами температур. Холодна пора року називається взимку, тепле - влітку, а осінь і весна є перехідними сезонами. У помірних широтах відзначається велика різноманітність умов. В одних регіонах влітку дуже спекотно (від +32 до + 38 ° С), в інших - прохолодно (в середньому + 10 ° С). Зими можуть бути як досить м'якими (+ 4 ° С), так і дуже холодними (в середньому -23 ° С). Більш того, оскільки на цих широтах стикаються контрастні арктичні і субтропічні повітряні маси, погода тут дуже нестійка і швидко змінюється як від доби до доби, так і від року до року.

Полярні області.

У напрямку до полюсів від Північного і Південного полярних кіл виділяють два типи клімату: клімат льодовикових покривів і клімат тундри (останній тільки в Північній півкулі). Відмінності пір року в межах льодовикових покривів полягають в тому, що влітку настає полярний день, взимку - полярна ніч, а навесні і восени відбувається зміна дня і ночі. Літніх температур тут досить лише для того, щоб забезпечити танення поверхневого шару снігу. У тундрових районах середні температури вище 0 ° С бувають протягом двох-чотирьох місяців. Див. також Метеорологія І кліматологія.