عندما كنت طفلة،
ما أعرفه عن المواسم
كان أن ديسمبر ويناير كانت باردة
و مغطاة بالثلوج،
أبريل ومايو تعجُّ الأزهار،
يوليو وأغسطس تكون ساخنة ومشمسة،
سبتمبر وأكتوبر تكون مشكال من الأوراق الملونة.
كانت مجرد الطريقة التي يعمل بها العالم،
وكانت ساحرة.
لو أخبرتني آنذاك
أن ثلث سكان الأرض
لم يروا الثلج أبدًا
أو أن 4 يوليو كان بالتأكيد ليس يوماً للذهاب إلى الشاطئ،
لاعتقدت أنك مجنون.
ولكن في الحقيقة، تغير الموسمية مع أربعة فصول مختلفة
يحدث فقط في منطقتين على الكوكب.
وحتى في هاتين المنطقتين،
المواسم تنعكس.
ولكن لماذا؟
الكثير من الناس قد سمعوا عن عالِم فلك
يدعى (يوهانس كبلر)
وكيف أنه أثبت أن مدارات الكواكب بيضاوية الشكل
وأن الشمس ليست في مركز المدار.
كان أمرًا هامًا عندما اكتشف هذا
قبل بضع مئات من السنين.
اكتشافه حل الكثير من المشاكل الرياضية
التي تناولها العلماء
مع قياسات مدار الكواكب.
بينما في الحقيقة أن مدارنا ليس دائري تماما،
تلك الصور في كتبنا العلمية،
في التلفاز، والأفلام
تعطي انطباعاً مبالغاً فيه
عن مدى استطالة مدارنا.
في الحقيقة، مدار الأرض قريب جدًا للشكل الدائري تماماً.
مع ذلك، لأن مدار الأرض من الناحية الفنية بيضاوي،
على الرغم أنه ليس كذلك،
والشمس ليست بالضبط تمامًا في المركز،
هذا يعني أن مسافتنا من الشمس
تتغير خلال السنة.
أه-ها!
لذلك، يحدث فصل الشتاء عندما تكون الأرض أبعد عن الشمس!
حسناً، لا، ليس بهذه السرعة.
الأرض في الواقع أقرب إلى الشمس
في يناير من يوليو
بـ 5 مليون كيلومتر.
يناير يكون مباشرة في وسط
المواسم الأبرد من السنة
بالنسبة لنا، نحن في الشمال.
لا تزال غير مقتنع؟
ماذا عن هذا:
الصيف والشتاء يحدثان في نفس الوقت
على سطح كوكبنا.
عندما يحين فصل الشتاء في ولاية كونيتيكت،
يحين فصل الصيف في نيوزيلندا.
لذا، إذا لم يكن بسبب المسافة من الشمس,
ماذا يمكن أن يكون؟
حسنًا، نحن بحاجة أيضًا إلى معرفة
أن الأرض لا تتموضع بشكل مستقيم.
إنها في الواقع مائلة.
وهذا الميل المحوري للأرض
هو واحد من الأسباب الرئيسية لفصول السنة.
الأرض تدور على محور
بميلان 23.5 درجة من العمودية.
في الوقت نفسه، تدور الأرض حول الشمس
مع المحور دائماً موجهة في نفس الاتجاه في الفضاء.
إلى جانب الميلان،
الحركة المحورية والمدارية تجعل عدد
ساعات النهار في المنطقة تتغير
والعام يمر،
مع ساعات أكثر في الصيف
وأقل في الشتاء.
لذا، عندما تكون الشمس مشرقة على الأرض يحدث الدفء.
بعد غروب الشمس، تبدأ البرودة.
لذا، في الصيف،
أي مكان شمال خط الاستواء بـ 40 درجة،
مثل هارتفورد، كونيتيكت،
سوف تحصل على 15 ساعة من ضوء النهار كل يوم
و9 ساعات من الظلام.
مدة الدفء تكون أطول من البرودة.
هذا يحدث يومًا بعد يوم،
بالتالي سيكون هناك التأثير الكلي للاحترار.
تذكر هذا الأمر لوقت لاحق!
في الشتاء يحدث العكس.
هناك ساعات من البرودة أكثر
من ساعات الحرارة،
ويومًا بعد يوم، يؤدي ذلك إلى تأثير التبريد.
الشيء المثير للاهتمام هو، عندما تنتقل شمالاً،
عدد ساعات النهار في الصيف تزداد.
لذلك، جونو، ألاسكا ستحصل على حوالى 19 ساعة من النهار
في نفس يوم الصيف تالاهاسي، فلوريدا تحصل على حوالي 14 ساعة.
في الواقع، في فصل الصيف في القطب الشمالي،
الشمس لا تغرب أبداً.
حسناً، كل هذا عن ساعات النهار، لقد فهمت ذلك!
حسناً، هناك قطعة أخرى هامة لهذا اللغز.
إذا كانت ساعات النهار الشيء الوحيد
الذي يحدد متوسط درجة الحرارة،
ألن يكون القطب الشمالي أسخن مكان
على الأرض في الصيف الشمالي
لأنه يتلقى 24 ساعة من ضوء النهار
في الأشهر المحيطة بالانقلاب الصيفي؟
لكنه القطب الشمالي.
لا تزال هناك الجبال الجليدية في الماء
والجليد على الأرض.
لذا، ما الذي يحدث؟
الأرض كروية الشكل
وبالتالي فإن كمية الطاقة الشمسية التي تتلقاها منطقة ما
تتغير استنادا إلى مدى ارتفاع الشمس في السماء،
والتي تتغير خلال اليوم كما تعلمون
بين شروق الشمس وغروبها.
لكن، أقصى ارتفاع يتغير أيضًا خلال السنة،
مع أقصى ذروة للطاقة الشمسية خلال أشهر الصيف
وأعلى مستوى عند الظهيرة خلال الانقلاب الصيفي،
الذي يكون في 21 يونيو في نصف الكرة الشمالي
و21 ديسمبر في نصف الكرة الجنوبي.
هذا بسبب دوران الأرض حول الشمس (الحركة المدارية)،
يميل نصف الكرة الشمالي بعيدًا
عن الشمس في فصل الشتاء
ونحو الشمس في الصيف،
مما يجعل الشمس فوق رأسك مباشرة
لمدة أطول من الوقت.
أتذكر ساعات النهار الطويلة في الصيف؟
الطاقة الشمسية تزداد لكل كيلومتر مربع
كلّما ارتفعت الشمس أعلى في السماء.
لذلك، عندما تكون الشمس في زاوية معينة،
كمية الطاقة التي تصل
إلى كل مربع من المنطقة المشمسة تقل.
بالتالي، على الرغم من أن القطب الشمالي يحصل على 24 ساعة
من ضوء النهار في عملية الاحماء،
أشعة الشمس التي تصل تنتشر خارج القطب
ويستقبل طاقة أقل من أي منطقة جنوباً،
حيث تكون الشمس فيها مرتفعة في السماء
لأنها تميل أكثر نحو الشمس.
الى جانب ذلك، القطب الشمالي لديه الكثير لتعويضه.
لقد كان يبرد من دون أي أشعة شمس على الإطلاق
لمدة 6 أشهر متتالية.
لذلك، بما أن المواسم تتغير، أينما كنت،
يمكنك الآن إدراك ليس فقط جمال كل موسم جديد
ولكن تعقيدات علم الفلكية
التي جلبها لكم.