Jako dziecko widziałam pory roku tak:
w grudniu i styczniu padał śnieg i było zimno,
w kwietniu i maju wszystko kwitło,
w lipcu i sierpniu było gorąco i słonecznie,
a wrzesień i październik mieniły się kalejdoskopem kolorowych liści.
Tak wyglądał świat. To było jak magia.
Gdyby mi wtedy powiedziano, że 1/3 ludzkości nigdy nie widziała śniegu,
a 4 lipca to niekoniecznie idealny dzień na plażowanie,
pomyślałabym, że oszalał.
4 pory roku występują tylko
w dwóch rejonach naszej planety.
Nawet tam występują naprzemiennie. Dlaczego?
Słyszeliśmy o astronomie Johannesie Keplerze,
który udowodnił, że orbity planety to elipsy
i że Słońce nie jest w ich centrum.
Kilkaset lat temu to było naprawdę wielkie odkrycie.
Rozwiązało to problemy matematyczne, z którymi borykali się astronomowie
przy pomiarach orbit planet.
To prawda, że nasza orbita nie jest idealnym kołem.
Jednak ilustracje w podręcznikach czy w telewizji
wyolbrzymiają faktyczne wydłużenie orbity.
W istocie orbita Ziemi to niemal idealne koło.
Technicznie uchodzi za elipsę,
choć jej nie przypomina.
Słońce nie znajduje się idealnie po środku.
czyli odległość Ziemi od Słońca
zmienia się w ciągu roku.
Aha! Czyli zima jest wtedy,
kiedy jesteśmy dalej od Słońca!
Nie tak szybko.
Ziemia jest bliżej Słońca
w styczniu niż w lipcu,
o 5 milionów kilometrów.
Styczeń to sam środek
najzimniejszej pory roku
na półkuli północnej.
Wciąż nie przekonani?
A co powiecie na to:
Lato i zima występują na Ziemi w tym samym czasie.
Kiedy w Connecticut jest zimno, w Nowej Zelandii jest pełnia lata.
Jeśli nie chodzi więc o odległość od Słońca, to w czym rzecz?
Trzeba pamiętać, że Ziemia "nie stoi prosto". Jest nachylona.
To kąt nachylenia osi
jest głównym powodem występowania pór roku.
Ziemia kręci się wokół własnej osi, nachylonej o 23,5 stopnia.
Równocześnie okrąża Słońce
z osią skierowaną zawsze w tę samą stronę.
Nachylenie, obrót wokół osi i okrążanie Słońca
powodują zmiany długości dnia w ciągu roku.
W lecie dni są dłuższe, a w zimie krótsze.
Światło słoneczne nagrzewa Ziemię.
Po zachodzie Ziemia się wychładza.
W lecie obszary powyżej 40. równoleżnika północnego,
takie jak Hartford czy Connecticut,
mają 15 godzin dnia i 9 godzin nocy.
Powierzchnia nagrzewa się dłużej niż się wychładza.
Tak jest codziennie,
następuje ocieplenie.
Zapamiętajcie to na później!
W zimie jest odwrotnie.
Ziemia stygnie dłużej niż się nagrzewa.
Dzień po dniu następuje wychłodzenie.
Co ciekawe, im bardziej na północ,
tym letni dzień jest dłuższy.
W Juneau na Alasce dzień trwa 19 godzin,
podczas gdy w Tallahassee na Florydzie 14 godzin.
W lecie na Biegunie Północnym
słońce w ogóle nie zachodzi.
Czyli chodzi o długość dnia, kapuję!
Niezupełnie, brakuje jeszcze jednego elementu układanki.
Gdyby sama długość dnia
sterowała średnią temperaturą,
czy Biegun Północny nie byłby
najgorętszym punktem podczas lata,
skoro dzień trwa tam całą dobę
w miesiącach przed i po przesileniu?
A przecież to Biegun Północny,
pływają góry lodowe,
jest pełno śniegu.
O co chodzi?
Ziemia jest kulą. Ilość otrzymywanej energii słonecznej
zmienia się zależnie od wysokości słońca na niebie,
co zmienia się w ciągu dnia,
od wschodu do zachodu Słońca.
Maksymalna wysokość zmienia się też w ciągu roku.
W lecie jest wyżej.
Najwyżej w południe podczas letniego przesilenia,
czyli na półkuli północnej 21 czerwca,
a na południowej 21 grudnia.
Podczas obiegu Ziemi
północna półkula odchyla się od Słońca zimą,
a pochyla ku niemu latem,
przez co Słońce świeci pod mniejszym kątem
przez więcej godzin.
Pamiętacie wydłużone dni w lecie?
Energia przypadająca na kilometr kwadratowy wzrasta
im wyżej jest słońce na niebie.
Kiedy słońce świeci pod kątem
ilość dostarczonej energii jest mniejsza.
Choć na biegunie słońce świeci przez 24 godziny,
światło słoneczne jest bardzo rozproszone.
i dostarcza mniej energii niż na południu,
gdzie słońce jest wyżej
z powodu mniejszego odchylenia.
Ponadto biegun północny ma co nadrabiać.
Wychładzał się bez odrobiny słońca
przez całe 6 miesięcy.
Obserwując w dowolnym miejscu zmiany pór roku,
możesz doceniać nie tylko ich piękno
ale też astronomiczną złożoność czynników,
dzięki którym istnieją.