Времена года

Определения и обозначения

Времена года — повторяющиеся части годового цикла, различающиеся погодой, продолжительностью дня и высотой Солнца над горизонтом. Это понятие помогает описывать закономерные изменения природы в течение года. Сезонные признаки связаны не только с температурой, но и с освещением Земли.

Годовое движение Земли — её движение по орбите вокруг Солнца. Орбита — путь, по которому движется небесное тело. Годовое движение помогает понять, почему положение Земли относительно Солнца меняется в течение года, но само по себе не объясняет смену сезонов.

Наклон земной оси — постоянный наклон оси вращения Земли относительно плоскости её орбиты. Ось — воображаемая линия, вокруг которой вращается планета. Благодаря наклону в разные части года одно полушарие получает больше солнечного света, а другое меньше; именно это важно для смены сезонов.

Равноденствие и солнцестояние — важные моменты годового цикла. В дни равноденствий продолжительность дня и ночи близка к равной, а в дни солнцестояний различие между ними достигает наибольшей величины. Эти понятия помогают отмечать астрономические переходы между сезонами.

Как это устроено

Земля целый год движется вокруг Солнца, но её ось не меняет своего наклона и сохраняет примерно одно направление в пространстве. Поэтому на разных участках орбиты полушария обращены к Солнцу под разными углами. Если бы ось не была наклонена, смена положения Земли по орбите не давала бы такого чередования освещённых полушарий и выраженных сезонов.

Когда полушарие наклонено к Солнцу, его поверхность получает более прямые солнечные лучи: энергия распределяется на меньшей площади. Солнце также дольше остаётся над горизонтом, и поверхность успевает получить больше тепла. Когда полушарие наклонено от Солнца, лучи падают более косо, а световой день короче, поэтому нагрев слабее.

Полушария освещаются по-разному из-за наклона оси: если Северное полушарие наклонено к Солнцу, Южное в это время наклонено от него. Первое получает более прямые лучи и долгие дни, а второе — менее прямые лучи и короткие дни. Поэтому сезоны в полушариях противоположны: лету на севере соответствует зима на юге.

В Северном полушарии от весны к лету день постепенно становится длиннее, а полуденное Солнце поднимается выше над горизонтом. Это связано с тем, что полушарие всё сильнее обращено к Солнцу и получает больше света. После летнего периода день начинает укорачиваться, а высота Солнца уменьшается, поэтому к зиме солнечное освещение становится менее сильным.

Равноденствия обычно приходятся на переходы между зимой и весной, а также между летом и осенью; солнцестояния связаны с началом лета и зимы. Это астрономические ориентиры годового цикла, а не мгновенные переключатели погоды. Календарные даты сезонов условны: температура, состояние растений и другие природные признаки меняются постепенно и могут не совпадать с датой в календаре.

Времена года в Северном полушарии

Таблица показывает общую картину для Северного полушария, а не точный прогноз погоды для каждого места. Сопоставляй календарные месяцы с длиной дня, высотой Солнца и изменениями в природе. Местный климат может влиять на то, когда именно наступят тепло, заморозки или снегопады.

Разбор задач

Задача: определить, какое время года обычно бывает в Северном полушарии в июле. Решение выполняем по календарной последовательности сезонов, не сравнивая погоду в разных странах. Важно учитывать, что речь идёт о Северном полушарии: в Южном сезоны противоположны.

1. Находим июль в календарной последовательности: это месяц после июня и перед августом.
2. Сверяем месяцы с таблицей: июнь, июль и август относятся к лету в Северном полушарии.
3. Проверяем, что ответ не противоречит общему ходу года: июль находится в середине летнего периода.

Ответ: в июле в Северном полушарии обычно лето. Слово «обычно» уместно, потому что погода в разных местах неодинакова. Календарное название сезона не гарантирует одинаковую температуру каждый день.

Задача: в Северном полушарии день стал заметно короче, а Солнце в полдень опускается ниже; определить, в какую сторону меняется сезон. Эти наблюдения показывают, что освещение становится менее продолжительным и менее высоким. Нужно выяснить, к какому сезону ведут такие изменения.

1. Укорачивание дня означает, что светлое время суток уменьшается.
2. Снижение высоты Солнца в полдень показывает, что его лучи падают на Северное полушарие менее отвесно.
3. Оба признака характерны для движения от лета к зиме; обычно сначала наступает осень, а затем зима.

Ответ: сезон меняется в сторону осени и зимы, то есть лето сменяется осенью, а дальше приближается зима. Одного наблюдения за погодой для такого вывода было бы мало, потому что кратковременное похолодание бывает и летом. Здесь решение основано сразу на двух устойчивых признаках — длине дня и высоте Солнца.

Задача: в Северном полушарии наступило лето; определить время года в Южном полушарии и объяснить причину. Для этого не нужно искать местную дату начала сезона. Достаточно учесть, как в этот момент наклонена земная ось.

1. Летом Северное полушарие наклонено к Солнцу.
2. Из-за наклона Южное полушарие в это же время обращено от Солнца и получает менее прямые лучи.
3. Дни на юге короче, а освещение слабее, поэтому там в это время зима.

Ответ: в Южном полушарии зима. Сезоны противоположны не потому, что полушария находятся на разном расстоянии от Солнца, а потому, что они наклонены к нему по-разному. Через половину годового цикла условия освещения меняются на противоположные.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что лето наступает потому, что Земля ближе к Солнцу. Так думают, потому что кажется, будто более близкое положение должно сильнее нагревать всю планету. Но сезоны объясняются наклоном оси и освещением полушарий. Проверь себя: если бы причина была только в расстоянии, времена года в обоих полушариях совпадали бы.

Ошибка: думать, что зимой Солнце совсем не освещает полушарие. Это впечатление может возникнуть из-за коротких дней и слабого нагрева. На самом деле солнечные лучи продолжают достигать поверхности, но падают менее отвесно, а светлое время короче. Проверка простая: зимой всё равно бывают рассвет и день, кроме районов и периодов полярной ночи.

Ошибка: считать, что сезоны в обоих полушариях совпадают. Такое представление возникает, если ориентироваться только на свой календарь и не учитывать наклон оси. Когда одно полушарие обращено к Солнцу, другое обращено от него, поэтому условия освещения противоположны. Чтобы проверить себя, сравни длину дня и высоту Солнца на севере и юге в одно и то же время года.

Ошибка: воспринимать границы календарных сезонов как мгновенную перемену погоды. Календарная дата удобна для отсчёта, но природа не переключается в один день. Температура, длина дня, состояние растений и погода меняются постепенно и не всегда одновременно. Проверяй себя по наблюдениям за несколькими признаками, а не по одной дате или одному холодному дню.

Связь с другими темами

Для понимания сезонов нужно знать два движения Земли: вращение вокруг своей оси и обращение вокруг Солнца. Наблюдая за длиной дня и положением Солнца, можно заметить, как меняется освещение в течение года. Эти изменения связаны и с сезонными переменами в жизни растений и животных: например, растения растут и цветут в определённые периоды, а животные могут менять поведение.

Представление о наклоне земной оси и освещении помогает изучать климат и природные зоны. Разное количество солнечного тепла влияет на условия жизни в разных местах Земли. Однако времена года — не единственная причина различий климата: на него также влияют широта, близость морей и другие условия.

Что запомнить

• Земля обращается вокруг Солнца, сохраняя наклон своей оси.
• Наклон земной оси и годовое движение Земли вместе объясняют смену сезонов.
• Летом Солнце поднимается выше, а день длиннее; зимой Солнце ниже, а день короче.
• Времена года в Северном и Южном полушариях противоположны.
• Равноденствия связаны с близкой к равной продолжительностью дня и ночи.
• Солнцестояния отмечают наибольшее различие в продолжительности дня и ночи.
• Календарные даты сезонов не означают мгновенной смены природных условий.