Kwa nini tuna misimu

Dunia iko karibu zaidi na Jua mapema mwezi wa Januari, katikati ya majira ya baridi ya kaskazini. Hivyo umbali hauwezi kuwa nini hufanya majira ya joto moto. Sababu halisi ni tilt ya kuhusu digrii 23, na inabadilisha kila kitu.

Misimu hutokea kutoka kwa tilt, si kutoka umbali.

Angalia!

Kuhesabu kwanza: katika mwezi gani Dunia ni karibu na jua?

Mwanzoni mwa Januari, katika katikati ya kaskazini baridi. Hivyo umbali hauwezi kuwa nini hufanya majira ya joto.

Watu wengi wanadhani kuwa majira ya joto hutokea wakati Dunia iko karibu zaidi na Jua. Hayo si kweli. Dunia ni karibu na jua mapema Januari, ambayo ni baridi katika Ulaya, Amerika ya Kaskazini na wengi wa Asia.

Sababu halisi ni kwamba Dunia ni tilted. Its spin axis leans by about 23.4 degrees. Mstari huu unaelekea upande wa kaskazini (kuelekea nyota ya kaskazini) kila mwaka. Hivyo:

• Katika Juni, nusu ya kaskazini ya Dunia leans kuelekea jua. Siku ni ndefu, jua linapanda juu, na kaskazini ina majira ya joto. Kusini kuna majira ya baridi.
• Katika Desemba, ni njia nyingine pande zote.
• Katika Machi na Septemba, hakuna nusu inayoelekea upande wa jua. Mchana na usiku ni sawa kila mahali. Hizi ni equinoxes.

Jaribu Seasons Explorer hapo juu. Nenda tarehe na latitudo na kuangalia mambo mawili mabadiliko: jinsi juu jua anapata wakati wa mchana, na ni masaa ngapi ya mwanga wa siku kuna.

Kuelewa

Madhara mawili kufanya majira ya joto moto:

1. Urefu wa Jua. Wakati jua ni juu, mwanga wake hits ardhi zaidi moja kwa moja na kila mita ya mraba inapata nishati zaidi. Wakati ni chini, beam hiyo ni kuenea juu ya eneo kubwa.
2. Urefu wa siku. masaa zaidi ya mwangaza wa jua ina maana muda zaidi kwa joto na usiku chini baridi chini.

Msimamo wa jua kaskazini au kusini ya ikweta inajulikana kama Kupunguza. Inazunguka kati ya +23.44° (Julai solstice) na -23.44° (Desemba solstice) na kuvuka 0 ° katika equinoxes.

Wakati wa mchana, urefu wa jua juu ya usawa wa bahari ni:

Urefu wake ni mita 90.

For London (51.5° N) in June: 90 − |51.5 − 23.44| = 61.9°. In December: 90 − |51.5 + 23.44| = 15.1°. Hiyo ni tofauti kubwa katika jinsi nguvu ya mwanga wa jua inapokanzwa ardhi.

Karibu poles kitu ajabu hutokea. Kusini ya mhimili wa Arktiki (66.56°N) kuna siku moja kila mwaka ambapo jua haliwezi kuzama, na siku nyingine wakati jua haliwezi kupaa.

Mwalimu

Urefu wa mwangaza wa mchana unatokana na angle ya saa H₀ ya kuzama kwa jua, ambapo katikati ya Jua hukutana na anga la wazi:

cos H₀ = −tan φ · tan δ,   mwanga wa siku = 2H₀ / masaa 15

Kwa latitudo φ na declination δ, H₀ katika digrii. Ikiwa −tan φ · tan δ ≤ −1 basi jua haliwezi kuzama; ikiwa ni ≥ 1 basi jua haliwezi kupaa. Katika ikweta (φ = 0) formula inaonyesha saa 12 kwa kila siku ya mwaka.

Hii ni siku ya geometric. Nuru halisi ya mchana ni ndefu kwa dakika kadhaa kwa sababu halijoto ya anga inapunguza mwangaza juu ya uso wa dunia (kupungua kwa nuru, takriban nyuzi 0.57) na kwa sababu kuchomoza kwa jua hufafanuliwa na ncha ya juu ya Jua, siyo katikati yake (takriban nyuzi 0.27). Official sunrise tables use −0.833° instead of 0°.

Urefu wa mhimili wa Jua ni λ na upana wake ni ε: sin δ = sin ε · sin λ. chombo hutumia Marekani Kiwango cha juu cha mwangaza wa nyotamkia ni takriban mag 0.01 kwa umbali wa miaka ya nuru.

Umbali athari ni halisi lakini ndogo. Kati ya perihelioni (km bilioni 147.1) na aphelioni (km bilioni 152.1) nuru ya jua inayofika duniani hubadilika kwa (152.1/147.1)² ≈ 1.069, takriban asilimia 7. Tilt hubadilisha mwangaza wa jua wakati wa mchana kwa mita ya mraba katika London kwa sababu ya sin 61.9 ° / sin 15.1 ° ≈ 3.4, na urefu wa siku kwa sababu ya zaidi ya mbili.