Причините за сезоните - Ребека Каплан

Вижте пълният урок на: http://ed.ted.com/lessons/reasons-for-the-seasons-rebecca-kaplan

Защо някои региони изпитват затопляне през цялото време, докато други се борят с ледени температури и сняг? И защо сезоните настъпват разменено в двете полукълба? Ребека Каплан обяснява как формата на орбитата на Земята около Слънцето и на наклона на Земята около оста й, оказват влияние върху количеството слънчева светлина, която получава всеки регион.

Урок от Ребека Каплан, анимация от Марк Христофоридис

Когато бях дете,

моето разбиране за сезоните

беше, че декември и януари са студени

и покрити със сняг,

април и май са изпълнени с цветя,

юли и август са топли и слънчеви,

и септември и октомври са калейдоскоп от цветни листа.

Това беше просто начина, по който света работи,

и това беше магическо.

Ако ми бяхте казали тогава,

че една трета от населението на Земята

никога не са виждали сняг

или, че 4 юли определено не е ден за плаж,

щях да си помисля, че вие сте луди.

Но в действителност, смяната на сезоните с четири различни сезона

се случва само в два региона на планетата.

И дори в тези два региона,

сезоните са разменени.

Но защо?

Много хора са чували за астроном

наречен Йохан Кеплер

и как той доказал, че орбитите на планетите са елипсовидни

и че Слънцето не е в центъра на орбитата.

Било голяма работа, когато той разбрал това

преди няколкостотин години.

Откритието му решило много математически проблеми,

които астрономите имали

с измерванията на планетарните орбити.

Макар че е вярно, че нашата орбита не е идеален кръг,

тези снимки в научните книги,

по телевизията и във филмите,

дават преувеличена представа,

за това колко продълговата е нашата орбита.

В действителност, орбитата на Земята е почти идеална окръжност.

Обаче, тъй като орбитата на Земята е технически елипса,

въпреки че тя не изглежда като такава,

и Слънцето не е съвсем точно в центъра,

това означава, че нашето разстояние от Слънцето

се променя през годината.

Аха!

Значи зимата настъпва, когато Земята е най-отдалечена от Слънцето!

Ами, не, не толкова бързо.

Земята е всъщност по-близо до Слънцето

през януари, отколкото през юли,

с 5 милиона километра.

Януари е точно по средата

на най-студения сезон на годината

за тези от нас, които са на север.

Все още не сте убедени?

Какво ще кажете за това:

лятото и зимата настъпват едновременно

на повърхността на нашата планета.

Когато е зима в Кънектикът,

е лято в Нова Зеландия.

Така че, ако разстоянието от Слънцето не играе роля,

какво друго може да бъде?

Ами, ние трябва също да знаем,

че Земята не стои изправена.

Тя всъщност е наклонена.

И този наклон на оста на Земята

е една от основните причини за сезоните.

Земята се върти по ос,

която е наклонена на 23,5 градуса от вертикала.

По същото време, Земята се върти около Слънцето

и оста й винаги е насочена в една и съща посока в пространството.

Заедно с наклона,

въртенето и обикалянето причиняват броят

на часовете на дневна светлина в даден регион да се променят

докато годината отминава,

с повече часове през лятото

и по-малко през зимата.

Така че, когато Слънцето огрява Земята, тя се затопля.

След като Слънцето залезе, тя има време да се охлади.

И така, през лятото,

всяко място, което е на около 40 градуса северно от екватора,

като Хартфорд, Кънектикът,

ще получи 15 часа дневна светлина всеки ден

и 9 часа тъмнина.

То се затопля по-дълго, отколкото се охлажда.

Това се случва ден след ден,

така че има цялостен ефект на затопляне.

Не забравяйте този факт за по-късно!

През зимата се случва обратното.

Има много повече часове на охлаждане

отколкото на затопляне,

и ден след ден, това води до охлаждащ ефект.

Интересното е, че като се премествате на север,

броят на часовете с дневна светлина през лятото се увеличава.

Така че Джуно, Аляска ще получи около 19 часа на дневна светлина

в същия летен ден когато Талахаси, Флорида получава около 14.

В действителност през лятото на северния полюс,

Слънцето не залязва никога.

Добре, значи всичко е свързано с часовете на днева светлина, стана ми ясно!

Ами не, има друга важна фигура в този пъзел.

Ако часовете на дневна светлина са единственото нещо,

което определяше средната температура,

тогава нямаше ли северния полюс да бъде най-горещото място

на Земята през лятото на север,

понеже той получава 24 часа на дневна светлина

през месеците около лятното слънцестоене?

Но това е северния полюс.

Там все още има айсберги във водата

и сняг на земята.

И така какво се случва?

Земята е сфера

и така количеството слънчева енергия, която определена област получава

се променя на базата на колко високо Слънцето е в небето,

което, както знаете, се променя през деня

между изгрев и залез.

Но максималната височина също се променя през годината,

като най-голямата височина на Слънцето е през летните месеци

и най-високо е по пладне през лятното слънцестоене,

което е на 21 юни в северното полукълбо

и 21 декември в южното полукълбо.

Това е така, понеже докато Земята се върти,

северното полукълбо се оказва наклонено надалеч

от Слънцето през зимата

и към Слънцето през лятото,

което поставя Слънцето по-директно отгоре

за по-дълъг период от време.

Спомняте ли си тези часове с повишена дневна светлина през лятото?

И слънчевата енергия на квадратен километър се увеличава,

докато Слънцето отива все по-високо на небето.

Така че, когато Слънцето е под ъгъл,

количеството на енергия доставена

на всеки квадратен метър от огряна от Слънцето площ е по-малка.

Следователно, въпреки че северния полюс получава 24 часа

на дневна светлина за да се затопли,

слънчевата светлина, която получава е много разпиляна

и доставя по-малко енергия, отколкото на място по-на юг,

където Слънцето е по-високо на небето,

защото е по-наклонено към Слънцето.

Освен това, северния полюс има много за наваксване.

Той се е охлаждал без всякаква слънчева светлина

за 6 последователни месеци.

И така, когато сезоните се сменят, където и да сте,

можете да оцените сега не само красотата на всеки нов сезон,

но и астрономическата сложност,

която ги съпътства.