Šią pamoką parengė Local Solar System fondo komandos narys ir ją galėtų patobulinti kvalifikuotas peržiūrėtojas. Ar esate kvalifikuotas šioje srityje? Pasiūlykite redagavimą
„Seasons Explorer“ žaidimai
Atidaryti visą puslapįKas tai? Kodėl vasaros šiltos, o žiemos šaltos? Žemės sukimosi ašis yra pakreipta, todėl per metus kiekvienoje vietoje Saulė matoma aukštesnėje arba žemesnėje danguje ir daugiau ar mažiau valandų.Šis įrankis rodo tai bet kurioje vietoje ir bet kurią dieną.
Kaip jį naudoti: Choose your city under "Your place" (or drag the latitude), then drag the date or press a solstice button. Drag the 3D Earth to turn it.
Jūsų vieta: London
Pažiūrėkite, kaip Saulė elgiasi ten, kur jūs gyvenate, aukščiau pasirinktą dieną.
Jūsų naršyklė pirmiausia paklaus jūsų. Jūsų buvimo vieta naudojama tik šiame puslapyje, kad būtų galima atlikti sumas, ji niekada nėra saugoma ar siunčiama kitur.
- Saulėtekis
- Saulėlydis
- Dienos šviesa
- Saulė aukščiausia
- Saulės aukščiausias kampas
City list: GeoNames (geonames.org), CC BY 4.0. Sunrise, sunset and the Sun's position: formulas of the NOAA Global Monitoring Laboratory solar calculator, from J. Meeus, Astronomical Algorithms. Sunrise and sunset are when the top edge of the Sun touches a flat horizon, allowing for the way air bends light, so they give slightly longer days than the geometric figure above. Time zones come from your own browser.
Dienos ilgis čia yra geometrinis (Saulės centras plokščiame horizonte), oras iškreipia saulės šviesą, todėl realios dienos yra keliomis minutėmis ilgesnės.
Išbandykite tai
- Pasirinkite savo miestą, tada paspauskite "birželio saulėgrįžos" ir "gruodžio saulėgrįžos".Pastaba: Kuo toliau nuo pusiaujo gyvenate, tuo didesnis skirtumas tarp dienos ir nakties trukmės, o tai reiškia, kad jūsų ilgiausią dieną galima pavadinti trumpiausia.
- Pasirinkite Kito, ant pusiaujo, ir paspauskite Play.Pastaba: Diena ištisus metus trunka apie 12 valandų, o vidurdienį saulė visuomet yra aukštai.Netoli pusiaujo metų laikai yra lietaus, o ne dienos šviesos.
- Pasirinkite Reikjavikas ir paspauskite "birželio saulėgrįža".Pastaba: Saulė nusileidžia vos po vidurnakčio ir vėl pakyla iki 3 val. ryto, niekada netampa visiškai tamsu, o į šiaurę nuo poliarinio rato (66,6° N) ji išvis nenusileidžia.
- Vilkite ašinį pakreipimą į 0°, tada į 90°.Pastaba: Jei planetos pakreipimas yra didelis, pavyzdžiui, Uranas yra pakreiptas į šoną, metų laikai tampa ekstremalūs, o jei jis yra labai mažas, tai dienos trukmė yra 12 valandų.
Nurodo, kiek į šiaurę arba pietus nuo pusiaujo yra vieta. Nuo 0° ties pusiauju iki 90° ties Šiaurės ar Pietų ašigaliu. Londonas yra maždaug 51,5° šiaurės platumoje; Sidnėjus – apie 33,9° pietuose.
Kiek Žemės sukimosi ašies pasvirimo, palyginti su jos keliu aplink Saulę: apie 23.4°.Pakreipimas, o ne mūsų atstumas nuo Saulės, yra tai, kas lemia sezonus.
Daugiau žodyne →Platuma, kur Saulė yra tiesiai virš galvos tam tikros dienos vidurdienį.Ji svyruoja nuo 23,4° šiaurės birželio iki 23,4° pietų gruodžio ir atgal.
Daugiau žodyne →Dvi dienos per metus, maždaug birželio 21 ir gruodžio 21 d., kai Saulė pasiekia savo tolimiausias šiaurę arba pietus, suteikia ilgiausią ir trumpiausią dieną.
Daugiau žodyne →Dvi dienos per metus, apie kovo 20 ir rugsėjo 22 d., kai Saulė yra virš galvos prie pusiaujo ir diena bei naktis yra maždaug vienodos visur.
Daugiau žodyne →Saulės aukščiausiu momentu danguje tam tikrą dieną, kai dėl laiko juostų ir vasaros laiko laikrodis dažnai rodo ne 12:00.
Near the poles the Sun can stay up for the whole 24 hours in summer (midnight sun) and stay below the horizon all day in winter (polar night).
Duomenų lentelė (alternatyvus tekstas)
| Platuma | Equinox | Birželio mėn. saulėlydis | Gruodžio mėn. saulėgrįža |
|---|---|---|---|
| 0° N | 12 h | 12 h | 12 h |
| 23,44° N | 12 h | 13,4 h | 10,6 h |
| 40° N | 12 h | 14,8 h | 9,16 h |
| 51,5° N | 12 h | 16,4 h | 7,6 h |
| 60° N | 12 h | 18,5 h | 5,51 h |
| 66,56° N | 12 h | 24 h | 0 h |
| 80° N | 12 h | 24 h | 0 h |
Žemė yra arčiausiai Saulės sausio pradžioje, kaip tik šiaurinės žiemos viduryje. Taigi atstumas negali būti tai, kas daro vasarą karšta. Tikroji priežastis yra apie 23 laipsnių nuolydis, ir tai viską keičia.
Metų laikai ateina iš pakreipimo, o ne nuo atstumo.
Žiūrėk.
Atspėk pirmiausia: kuriame mėnesyje Žemė yra arčiausiai Saulės?
Sausio pradžioje, šiaurės žiemos viduryje. Taigi atstumas negali būti tai, kas daro vasarą.
Daugelis žmonių mano, kad vasara vyksta tada, kai Žemė yra arčiau Saulės. Tai netiesa. Žemė yra arčiausiai Saulės ankstyvą pavasarį. Sausis, kuri yra žiema Europoje, Šiaurės Amerikoje ir daugelyje Azijos šalių.
Tikroji priežastis yra ta, kad Žemė yra pakreipta. Jo sukimosi ašis yra pasvirusi apie 23,4 laipsnių. Ašis ištisus metus yra nukreipta ta pačia kryptimi į kosmosą (į Šiaurės žvaigždę). Taigi:
- Į birželioŠiaurinė Žemės pusė yra linkusi į Saulę. Dienos yra ilgos, saulė kyla aukštai, o šiaurėje yra vasara. Pietuose yra žiema.
- Į Gruodis, tai yra atvirkščiai.
- Į Kovas ir Rugsėjis, nei pusė pakreipta į Saulę. Diena ir naktis yra maždaug vienodos visur. Tai yra vienodai.
Išbandykite aukščiau pateiktą „Sezonų naršyklę“. Perkelkite datą ir platumą ir stebėkite, kaip keičiasi du dalykai: kiek aukštai saulė pakyla vidurdienį ir kiek valandų dienos šviesos yra.
Supratau.
Du efektai daro vasarą šilta:
- Saulės aukštis. Kai Saulė yra aukštai, jos šviesa labiau tiesiogiai patenka į žemę ir kiekvienas kvadratinis metras gauna daugiau energijos. Kai jis yra žemas, tas pats spindulys yra išsklaidytas didesniame plote.
- Dienos trukmė. Daugiau valandų saulės šviesos reiškia daugiau laiko įšilti ir mažiau nakties atvėsti.
Saulės padėtis į šiaurę arba pietus nuo pusiaujo vadinama jos deklinacija. Jis svyruoja tarp +23,44° (birželio saulėgrįžos) ir −23,44° (gruodžio saulėgrįžos), o lygiadieniuose kerta 0°.
Vidurdienį Saulės aukštis virš horizonto yra:
noon height = 90° − |latitude − declination|
Londono (51,5° šiaurės platumos) birželio mėn.: 90 − |51,5 − 23,44| = 61,9°. In December: 90 − |51.5 + 23.44| = 15.1°. Tai yra didžiulis skirtumas, kaip stipriai saulės spinduliai šildo žemę.
Netoli polių kažkas keisto atsitinka. Šiaurės poliaratyje (66,56° šiaurės platumos) yra bent viena diena per metus, kai saulė niekada nepakyla ir nė karto nenusileida.
Pagrindinis
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, dienos šviesa = 2H₀ / 15 valandų
su platuma φ ir deklinacija δ, H₀ laipsniais. Jei −tan φ · tan δ ≤ −1, Saulė niekada nesileis; jei jis yra ≥ 1, ji niekada neteks. Pusiaujo (φ = 0) atveju formulė duoda 12 valandų kiekvieną metų dieną.
Tai geometrinė diena. Tikroji dienos šviesa yra keliomis minutėmis ilgesnė, nes atmosfera iškreipia šviesą virš horizonto (laužimo kampas apie 0,57°) ir kadangi saulėtekis apibrėžiamas pagal viršutinį Saulės kraštą, o ne jos centrą (apie 0,27°). Oficialiose saulėtekio lentelėse vietoj 0° naudojamas −0,833°.
Deklinacija yra išvesta iš Saulės ekliptikos ilgumos λ ir Žemės įstrižumo ε: sin δ = sin ε · sin λ. Įrankis naudoja JAV. Šio amžiaus apytikslė laivyno observatorijos formulė λ, tiksli iki 0,01°.
Atstumo efektas yra tikras, bet mažas. Tarp perihelio (147,1 mln. km) ir afelio (152,1 mln. km) Saulės spinduliuotė Žemę pasiekia 152,1/147,1² ≈ 1,069, apie 7 %. Pakreipimas keičia vidurdienio saulės šviesos kiekį vienam kvadratiniam metrui Londone 61,9° / 15,1° sin koeficientu ≈ 3,4, o dienos ilgį daugiau nei dvigubai.
Išbandykite jį
Nustatykite platumą į vietą, kur gyvenate. Suraskite ilgiausios dienos datą. Tada vilkite ašių pakreipimo slankiklį iki 0 laipsnių: kas atsitiks su metų laikais? Pabandykite ir 90 laipsnių, kaip Uranas.
Puiku. Iššūkiai yra ten, kur mokymasis lieka.
Greita viktorina
3 greiti klausimai. Pasirinkti atsakymą, kad pamatyti, jei esate teisus.
-
Kas daugiausia sukelia Žemės sezonus?
- A Vasarą Žemė yra arčiau Saulės
- B Žemės sukimosi ašies polinkis
- C Mėnulis
- D Saulės ryškumo pokyčiai
Rodyti atsakymą
B. Žemės sukimosi ašies polinkis Žemė iš tikrųjų yra arčiausiai Saulės sausio pradžioje, šiaurinėje žiemą.
-
Birželio saulėgrįžos metu kurioje vietoje yra 24 valandos dienos šviesos?
- A Pusiaujo
- B LondonasCity in United Kingdom
- C Šiaurės ašigalis
- D Pietų ašigalis
Rodyti atsakymą
C. Šiaurės ašigalis
-
Kiek dienos trunka lygiadieniuose visur Žemėje (nepaisydami oro poveikio)?
- A 12 valandų
- B 24 valandos
- C Tai priklauso nuo ilgumos
- D 0 valandų
Rodyti atsakymą
A. 12 valandų
Finišo linija
- Žaidė su interaktyviu
- Skaitykite pamoką
- Atlikta iššūkis
- Atlikote testą
Pažymėkite pamoką baigtą, kad išsaugotumėte ją savo pažangoje šiame įrenginyje.
Pamoka baigta.
Toliau Mėnulio fazės ir užtemimaiŽodžiai šioje pamokoje
Šaltiniai
- U.S. Naval Observatory: Approximate Solar Coordinates
- NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet (obliquity, perihelion, aphelion)
- JPL SSD: astrodynamic parameters (obliquity of the ecliptic at J2000)
- NASA Space Place: What causes the seasons?
Ši pamoka yra licencijuota CC BY-SA 4.0.