Miért vannak évszakaink?

A Föld január elején van a legközelebb a Naphoz, az északi tél kellős közepén. Tehát a távolság nem lehet az, amitől forró lesz a nyár. Az igazi ok egy kb. 23 fokos lejtés, és ez mindent megváltoztat.

Az évszakok a dőlésből, nem a távolságból jönnek.

Nézd!

Találd ki először: melyik hónapban van a Föld a legközelebb a Naphoz?

Január elején, az északi tél közepén. Tehát a távolság nem lehet az, ami nyárig tart.

Sokan azt hiszik, hogy a nyár akkor jön el, amikor a Föld közelebb van a Naphoz. Ez nem igaz. A Föld a Naphoz legközelebb a korai éjszakai órákban van. Január, amely a tél Európában, Észak-Amerikában és Ázsia nagy részén.

Az igazi ok az, hogy a Föld megdöntött. A forgástengelye 23,4 fokkal hajlik. A tengely az egész évben ugyanarra a helyre mutat (az Északi-sark felé). Szóval:

• • És? JúniusA Föld északi fele a Nap felé dől. A napok hosszúak, a Nap magasra emelkedik, északon pedig nyár van. A déli országrészben tél van.
• • És? december, ez fordítva van.
• • És? Március és Szeptember, egyik fél sem hajlik a Nap felé. A nappal és az éjszaka mindenütt nagyjából egyenlő. Ezek a nap-éj egyenlőség.

Próbálja ki a fenti Évszakok felfedezőt. Mozgasd a dátumot és a szélességi fokot, és figyeld meg, hogyan változik két dolog: mennyire magasra kerül a Nap délben, és hány óra nappali fény van.

Értsd meg.

Két hatás teszi melegebbé a nyarat:

1. A Nap magassága. Amikor a Nap magasan van, fénye közvetlenebb módon éri el a talajt és minden négyzetméter több energiát kap. Ha alacsony, akkor ugyanaz a sugár nagyobb területen oszlik el.
2. A nap hossza. Több napsütéses óra több időt jelent a felmelegedésre és kevesebb éjszakát a lehűlésre.

A Nap az Egyenlítőtől északra vagy délre van, és a Nap felé néz. Deklináció. A napéjegyenlőségkor a 0°-ot keresztezi, és +23,44° (júniusi napforduló) és −23,44° (decemberi napforduló) között ingadozik.

Délben a Nap magassága a horizont felett:

Napnyugta magasság = 90° − |szélesség − deklináció|

London (51,5° É) esetében júniusban: 90 − |51,5 − 23,44| = 61,9°. In December: 90 − |51.5 + 23.44| = 15.1°. Ez hatalmas különbség abban, hogy a napfény mennyire melegíti fel a talajt.

A sarkok közelében valami furcsa történik. A sarkkörtől északra (66,56° északi hosszúság) minden évben van legalább egy nap, amikor a Nap soha nem nyugszik le, és egy nap, amikor soha nem kel fel.

Mester!

The length of daylight comes from the hour angle H₀ of sunset, where the Sun’s centre meets a flat horizon:

cos H₀ = −tan φ · tan δ,   nappali fény = 2H₀ / 15 óra

A szélességi fok φ és a deklináció δ, H₀ fokban. Ha −tan φ · tan δ ≤ −1, a Nap soha nem nyugszik le; ha ≥ 1, akkor soha nem kel fel. Az egyenlítőn (φ = 0) a képlet az év minden napján 12 órát ad.

Ez a geometrikus nap. A valódi nappali fény több perccel hosszabb, mert a légkör elhajlítja a horizont fölötti fényt (törés, kb. 0,57°), és mivel a napkelte a Nap felső széle, nem pedig középpontja szerint van meghatározva (kb. 0,27°). A hivatalos napkelte táblázatok −0,833°-ot használnak 0° helyett.

A deklináció a Nap ekliptikai hosszúságától λ és a Föld ferdeségétől ε függ: sin δ = sin ε · sin λ. Az eszköz az Egyesült Államok A Naval Observatory λ-re vonatkozó közelítő képlete, amely 0,01° pontossággal írható le.

A távolság hatása valós, de kicsi. A perihélium (147,1 millió km) és az aphelium (152,1 millió km) között a Földet elérő napfény mennyisége (152,1/147,1)² ≈ 1,069-el változik, ami körülbelül 7%-os változást jelent. A dőlésszög megváltoztatja a déli napfény mennyiségét négyzetméterenként Londonban egy tényezővel, melynek értéke sin 61.9° / sin 15.1° ≈ 3.4, és a nap hosszát több mint két tényezővel.