Почему существуют времена года?

Смена времен года - вечное и неизменное явление природы. Причина его заключается в движении Земли вокруг Солнца.

Путь, по которому в космическом пространстве движется земной шар, имеет форму вытянутого круга - эллипса. Солнце находится не в центре этого эллипса, а в одном из его фокусов. Поэтому на протяжении года расстояние от Солнца до Земли периодически меняется: от 147,1 млн. км (в начале января) до 152,1 млн. км (в начале июля). Переход от тёплого времени года (весна, лето) к холодному (осень, зима) происходит вовсе не потому, что Земля то приближается к Солнцу, то удаляется от него. А ведь и сегодня так думают многие люди! Взгляните на приведенные выше цифры: в июне Земля находится дальше от Солнца, чем в январе!

Дело в том, что Земля, помимо обращения вокруг Солнца, вращается вокруг воображаемой оси (линии, проходящей черезСеверный и Южный полюса). Если бы ось Земли располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми. Но эта ось наклонена по отношению к Солнцу (на 23°27"). В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, а ось Земли всегда направлена в одну точку - на Полярную звезду.

Поэтому в разное время года Земля по-разному подставляет солнечным лучам свою поверхность. Когда солнечные лучипадают отвесно, прямо, Солнце жарче. Если же лучи Солнца падают на земную поверхность под углом, то они греют земную поверхность слабее.

Солнце всегда стоит прямо на экваторе и в тропиках, поэтому жители этих мест не знают холодов. Там не так резко, как у нас, сменяются времена года, и никогда не бывает снега.

В то же время часть года каждый из двух полюсов повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора - лето и день длинный, к югу - зима, а день короткий. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие - здесь наступает лето, а в Северном - зима.

Самые длинные и самые короткие дни в году называются днями зимнего и летнего солнцестояния. Летнее солнцестояние наступает 20, 21 или 22 июня, а зимнее - 21 или 22 декабря. А еще во всем мире в каждом году имеются двое суток, когда день равен ночи. Это происходит весной и осенью, ровно между днями солнцестояния. Осенью это происходит около 23 сентября - это осеннее равноденствие, весной около 21 марта - весеннее равноденствие.

Между прочим...

В жарких странах тоже бывает смена времен года, она только выражается по-иному, не как у нас, в средних широтах.

В Индии зима - это время жестокой засухи, от которой страдает все живое. В это время дуют зимние муссоны - с суши на море. Весной, муссоны меняют направление, они начинают дуть с моря на сушу, приносят с собой влагу, обильную, напитывают влагой высохшую, жаждущую землю. Природа оживает. Наступает сезон дождей. А дожди там льют как из ведра - не отдельными струями, а сплошным потоком!

Мало отличаются друг от друга времена года на Крайнем Севере - в Арктике, или на Крайнем Юге - в Антарктике. Там всегда стоит зима. Настоящего тепла никогда не бывает, и снег только кое-где оттаивает сверху, обнажая мерзлую землю. Отличие зимы от лета заключается в количестве света, а не тепла. Весной и летом Солнце ходит по небу круглыми сутками, не опускается за горизонт, но лучи его хотя светят хорошо, а греют плохо: они падают косо, как бы скользят по поверхности.

И все же под высокими северными широтами бывает что-то похожее на наши весну и лето, кое-где даже распускаются скромные северные цветы, а на скалистых островах северных морей гнездятся морские птицы.

В Антарктике в это время зима, жесточайшие морозы и ветры. Стоит полярная ночь. Летом туда приходит солнце, и там оносветит день и ночь, но тепла от этого не прибавляется. В Южном полушарии под высокими широтами климат куда суровей, чем в Северном. Выше нуля температура никогда не поднимается.

Линия УМК Е. В. Саплиной. Окружающий мир (1-4)

Окружающий мир

География

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.

«Почему летом жарко, а зимой холодно?» - этот вопрос задают как дошколята, так и школьники. Казалось бы, ну в чем сложность: наклон оси, вращение земли, Солнце... Но когда пытаешься объяснить ребенку, начинаешь путаться сам.

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.

Наклон оси вращения Земли. Источник: wikipedia.org

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.

Учебник для 2 класса продолжает новый интегрированный курс «Окружающий мир». Главная цель учебника - дать начальные сведения о Земле и Космосе: от мифологических представлений древних людей до современных научных представлений. В УМК входит электронное приложение, размещённое на сайте издательства «Дрофа», а также рабочая тетрадь для самостоятельной работы учащихся и методическое пособие, содержащее тематическое планирование и комментарии ко всем темам курса.

Экватор не отдаляется от Солнца, там нет зимы и лета?

Да. На экваторе нет времен года, потому что он всегда находится на одном - и близком - расстоянии от Солнца. В течение календарного года солнечные лучи на экваторе падают на землю отвесно (под прямым углом), хорошо прогревая поверхность и воздух над ней. По-сути, там всегда лето. А чем ближе к экватору, тем длиннее лето и короче зима.

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!

Зима происходит в некоторых районах Африки, но не во всех. Она приходит туда летом. В то время как у нас тепло, там идет снег. Связано это ч тем что Россия и Африка находятся на противоположных сторонах земного шара. Когда земной шар поворачивается вокруг своей оси, одной стороной он смотрит на солнце, а другая его сторона находится в тени. На той части суши, которая в данной момент ближе к солнцу происходит весна и лето, а на удаленной части наступает осень и зима.

На африканском континенте есть два тропических пояса - северный и южный. Климат в них различается. Самая теплая и стабильная погода в той части суши, которая находится ближе к экватору. У экватора погода всегда стабильна. В тех частях России, которые находятся на близко к нулевой широте зимой снег тоже не выпадает. Например нет его в городе Сочи. На экваторе в течении года располагается только тропическая воздушная масса и не происходит смены времен года. Лето очень сильно жаркая, а зимой стоит обычная теплая погода. В тропическом поясе находится полюс жары, то есть самое жаркое место на планете. Например недалеко от города Триполи, столицы государства Ливия, была зафиксирована температура воздуха +58°С в тени. Измерить температуру на солнце не получилось, потому что на термомитре не было стольких делений. В пустыне, состоящей из песка, очень сухой воздух. Днем поверхность земли быстро нагревается. Между дневной и ночной температурой воздуха в одни сутки может быть 20 градусов разницы. Поэтому путешественники на верблюдах обычно передвигаются ночью и стараются успеть добраться из одного перевалочного пункта в другой до восхода солнца.

Есть еще еще одна разница между тропическим климатом в Южном и Северном полушарии Африки. На южную часть континента дуют ветры пассаты, приходящие с Индийского океана, а на северную - воздух с Евразии. Пассаты не изменяют тропический климат в северной части, а в южную несут осадки. Поэтому на Южном полушарии с большей вероятностью выпадает дождь и снег.

Обычно настоящая зима со снегом и стабильной холодной температурой случается только на вершинах гор и плато Африки. В это время животные, проживающие на холодной местности начинают кочевать в другие районы. Причина в том, что когда земля засыхает, то травоядным вроде зебр становится нечем кормиться. По свидетельствам очевидцев вереницы животных растягиваются на десятки километров. После прошествия холода они возвращаются назад как наши перелетные птицы.

Нечего одеть? Совсем скоро зима вступит в свои права. Если вы еще не успели обзавестись зимней верхней одеждой, вашему вниманию женские шубы . Широкий выбор шубок великолепного качества по доступной стоимости.

День летнего солнцестояния - важное астрономическое и географическое событие, происходящее в Солнечной системе. В моменты солнцестояний Солнце, в своем видимом движения по эклиптике наиболее удаляется от небесного экватора, достигает наибольшего склонения, северного или южного.

Точки эклиптики, максимально удаленные от небесного экватора, через которые происходит прохождение Солнца, называются точками солнцестояния. Это такой момент в годичном вращении Земли вокруг Солнца, когда наблюдается самый короткий день или самая короткая ночь.

Различают летнее и зимнее солнцестояние. В северном полушарии летнее солнцестояние обычно приходится на 21 июня, а зимнее - на 21 декабря, в южном полушарии – наоборот.

Во время летнего солнцестояния Земля, в результате наклона своей оси к плоскости эклиптики на 23 с небольшим градуса, обращена к Солнцу северным полюсом. На южном полюсе в это время стоит полярная ночь.

День летнего солнцестояния - это день начала лета в северном полушарии Земли и начала зимы в южном полушарии (Аргентина, Австралия и Антарктика).

В средних широтах, в течение года весной и в начале лета, Солнце каждый день поднимается все выше над горизонтом, а в момент летнего солнцестояния останавливается и изменяет своё движение на обратное. Затем оно каждый день опускается всё ниже и, в конце концов, в момент зимнего солнцестояния, снова изменяет своё движение на обратное и начинает подниматься.

В течение нескольких соседних дней солнцестояния Солнце почти не меняет склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны; отсюда и происходит самое название солнцестояния.

Во время летнего солнцестояния в северном полушарии Земли Солнце дольше всего остается над горизонтом, 21 и 22 июня - это самые длинные дни в году, а с 21 на 22 июня – самая короткая ночь.

Дни летнего солнцестояния издавна были поводом для праздника. Праздник летнего солнцестояния как один из самых важных праздников в жизни почитался еще у древних славян и прибалтийских народов. На Руси праздновали День Ивана Купалы, в Литве он известен как Ладо, в Польше - как Соботки, на Украине - Купайло, в Белоруссии – Купалье. Американцы и канадцы считают эту дату началом лета, китайцы, ирландцы, японцы, англичане - его разгаром.

Мы все видим, что времена года меняются: летом мы загораем и плаваем в открытых природных водоемах, собираем луговые цветы, сидим у костра; осенью восхищаемся разноцветной красотой леса; зимой катаемся на санках и на лыжах, а весной радуемся теплому солнышку и наблюдаем, как быстро лопаются почки на деревьях и превращаются в зеленый наряд. Но почему происходит смена времен года?

Главная причина смены времен года – наклон оси вращения Земли.

Но сначала давайте поговорим о том, что означает термин «времена года». Это четыре периода, на которые условно поделен год. Обратите внимание на слово «условно».

В астрономии различают:

1) Календарные времена года , которые приняты в большинстве стран мира – деление года на четыре сезона по три месяца в каждом. Вот здесь как раз понятно, что деление это условно, т.к. календарная дата наступления зимы (или другого времени года) может не совпадать с реальной погодой.

2) Астрономические времена года – отсчитываются от точек солнцестояния (лето/зима) и равноденствия (весна/осень).

Давайте разберемся, что такое «точки солнцестояния» и «равноденствия».

Солнцестояние – это момент прохождения Солнца через точки эклиптики (большого круга небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), наиболее удаленные от экватора небесной сферы.

– это момент, когда центр Солнца в своём видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор.

3) Фенология (система знаний о сезонных явлениях природы), используя понятие «сезон», определяет длительность и сроки начала каждого климатического времени года в соответствии с природными условиями. Сезон отличается характерными для него погодными условиями и температурой.

Итак, смена времен года объясняется: годичным обращением Земли вокруг Солнца, наклоном оси вращения Земли относительно орбиты и эллиптичностью орбиты .

Календарные времена года

В большинстве стран Северного полушария приняты следующие даты времен года:

• весна - 1 марта-31 мая (март, апрель, май);
• лето - 1 июня-31 август (июнь, июль, август);
• осень - 1 сентября-30 ноября (сентябрь, октябрь, ноябрь);
• зима - 1 декабря-28 (29) февраля (декабрь, январь, февраль).

Напомним, что в Северном полушарии (к северу от экватора) находятся континенты и страны: Азия (умеренный климат), Европа, Северная Америка, маленькая часть Южной Америки (севернее Экватора), около ⅔ Африки, севернее реки Конго (Алжир, Бенин, Буркина-Фасо, Гамбия, Гана, Гвинея-Бисау, Джибути, Египет, Западная Сахара, Кабо-Верде, Камерун, Кения, Кот-д"Ивуар, Либерия, Ливия, Мавритания, Мали, Марокко, Нигер, Нигерия, Сенегал, Сомали, Судан, Сьерра-Леоне, Того, Тунис, Уганда, Центральноафриканская Республика, Чад, Экваториальная Гвинея, Эритрея, Эфиопия, Южный Судан), страны северной Океании, расположенные в Северном полушарии: Маршалловы острова, Микронезия, Палау, страны Южной Америки, расположенные в Северном полушарии : Венесуэла, Гайана, Колумбия, Суринам, Французская Гвиана.

В Южном полушарии другие даты времен года:

• весна - 1 сентября-30 ноября;
• лето - 1 декабря-28 (29) февраля;
• осень - 1 марта-31 мая;
• зима- 1 июня-31 августа.

В Южном полушарии (к югу от экватора) находятся континенты и страны:

Азия (полностью), Восточный Тимор (большей частью), Индонезия, Африка (Ангола, Ботсвана, Бурунди, Замбия, Зимбабве, Коморские Острова, Лесото, Мадагаскар, Маврикий, Малави, Мозамбик, Намибия, Руанда, Свазиленд, Сейшельские острова, Танзания, ЮАР), большей частью Габон, Демократическая Республика Конго, Республика Конго, частично Кения, Сан-Томе и Принсипи, Сомали, Уганда, Экваториальная Гвинея, Океания (Австралия, Вануату, Науру, Новая Зеландия, Папуа-Новая Гвинея, Самоа, Соломоновы Острова, Тонга, Тувалу, Фиджи, большей частью Кирибати). Южная Америка (Аргентина, Боливия, Парагвай, Перу, Уругвай, Чили, большей частью Бразилия, Эквадор, частично Колумбия.

Астрономические времена года

Как мы уже говорили, основной причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики. Если бы ось Земли не была наклонена, то продолжительность дня и ночи в любом месте Земли была бы одинакова, а днем солнце поднималось бы над горизонтом на одну и ту же высоту в течение всего года. И тогда никаких изменений времен года не происходило бы. Но ось Земли образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Наглядно это видно на данной схеме.

Астрономически времена года отсчитываются от точек летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния и весеннего равноденствия. В году две точки равноденствия, когда солнце переходит из одной точки полушария в другую: из Северного полушария - в Южное, и наоборот. Весеннее и осеннее равноденствие являются переходной точкой от одного времени года к другому. В эти дни восход солнца начинается почти ровно на востоке, а заход почти строго на западе.

Промежуток между равноденствиями составляет полгода, а целый год принято считать тропическим годом , он продолжается 365,2422 суток. По Юлианскому календарю, в году 365¼ суток. Поэтому каждый следующий год продвигается на 6 часов вперед, а каждый четвертый год является високосным годом , где добавляется на сутки больше, которые приходятся на 29 февраля. Таким образом, каждые четыре года дополнительный день возвращает равноденствие на начало прежнего числа.

Периоды равноденствий:

• Весеннее равноденствие - 20 - 21 марта. Солнце переходит из Южного полушария в Северное.
• Осеннее равноденствие - 22 - 23 сентября. Солнце переходит из Северного полушария в Южное.

С 20 (21) марта до 22 (23) сентября из-за наклона земной оси Северное полушарие обращено к Солнцу бо́льшую часть суток, поэтому там больше тепла и света, чем в Южном, где в это время зима. Летом дни становятся длиннее, а положение Солнца - выше. Через полгода Земля переходит на противоположную точку своей орбиты. Наклон оси остаётся таким же, но теперь Южное полушарие оказывается обращённым к Солнцу большую часть суток, дни становятся длиннее и теплее. В Северном полушарии в это время наступает зима.

Но на время года влияет также и эллиптическая форма орбиты: времена года имеют разную продолжительность. В течение года планета Земля то приближается к Солнцу, то отдаляется от него, именно поэтому на разных континентах земного шара времена года отличаются продолжительностью.

Например, в Северном полушарии лето длиннее - 93,6 суток (а в Южном 89 суток), осень - 89,8 суток (а в Южном она длиннее - 92,8 суток). Зима – 89 суток (а в Южном - 93,6), весна - 92,8 суток (в Южном - 89,8).

Климатические времена года

Время равноденствия и солнцестояния должны быть серединой соответствующих сезонов. Но климатические сезоны относительно астрономических задерживаются из-за многих факторов, т.к. физические особенности земли и воды различны в определенных местах планеты.

• В экваториальном поясе (географический пояс Земли, расположенный по обе стороны от экватора) зимой и летом идут сильные дожди, а весна и осень относительно засушливы. Для этой территории характерны пассаты (ветры, дующие между тропиками круглый год. В Индийском океане они превращаются в муссоны - ветры, периодически меняющие свое направление: летом дуют с океана, зимой с суши.
• В тропическом поясе холодным временем года является сезон дождей, жарким - засушливый сезон. Однако в пустынях дожди могут не выпадать и в холодное время года.

• В умеренном поясе (Западная Европа, атлантическое побережье Северной Америки) основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы. В холодное время на части территории выпадает снег. Весна и лето характеризуются эпизодическими дождями с циклонами (атмосферные вихри огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре). В зоне умеренно-континентального и континентального климата (Восточная Европа, Южная Сибирь) самыми влажными оказываются летние месяцы, а осень и зима суше. В зоне муссонного климата (Дальний Восток) осадки чаще выпадают летом в виде сильных ливней, зима сухая и бесснежная.
• В арктическом и антарктическом поясах смена времён года выражается только в смене полярного дня и полярной ночи. Из-за продолжающегося ледникового периода разница в уровнях осадков в разные сезоны невелика, а температура остается ниже нуля.

Таким образом, сезоны для Северного полушария противоположны сезонам для Южного полушария. Когда Северное полушарие обращено к Солнцу, оно получает больше тепла и света, дни становятся длиннее, а ночи короче. Через полгода положение Солнца относительно Земли меняется, поэтому уже в Южном полушарии дни становятся длиннее, Солнце поднимается выше, в то время как на Северном полушарии начинается зима.

Центральная Россия находится в зоне умеренного и умеренно-континентального климата .

Весной природа начинает пробуждаться от зимнего сна, это период роста и цветения растений. Изменения происходят и в мире животных – начинается период размножения, кладки яиц у птиц.

Здравствуй, весенняя первая травка!
Как распустилась? Ты рада теплу?
Знаю, y вас там веселье и давка,
Дружно работают в каждом yглy.
Высyнyть листик иль синий цветочек
Каждый спешит молодой корешок
Раньше, чем ива из ласковых почек
Первый покажет зеленый листок.

С. Городецкий

Мы видим активный рост растений, начало созревания плодов и овощей, появление птенцов.

• Чем жарче день, тем сладостней в бору
• Дышать сухим смолистым ароматом,
• И весело мне было поутру
• Бродить по этим солнечным палатам!
• Повсюду блеск, повсюду яркий свет,
• Песок - как шелк... Прильну к сосне корявой
• И чувствую: мне только десять лет,
• А ствол - гигант, тяжелый, величавый.
• Кора груба, морщиниста, красна,
• Но как тепла, как солнцем вся прогрета!
• И кажется, что пахнет не сосна,
• А зной и сухость солнечного лета.

И. Бунин «Детство»

Рост растений замедляется, но они обильно отдают нам весь свой урожай, деревья сбрасывают листву, природа готовится к покою.

Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса -
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса,
В их сенях ветра шум и свежее дыханье,
И мглой волнистою покрыты небеса,
И редкий солнца луч, и первые морозы,
И отдаленные седой зимы угрозы.

А.С. Пушкин

Зимой природа отдыхает, многие животные впадают в зимнюю спячку. Природный цикл завершился. Но только для того, чтобы начаться снова.

Чудная картина,
Как ты мне родна:
Белая равнина,
Полная луна,

Свет небес высоких,
И блестящий снег,
И саней далеких
Одинокий бег.