Почему Солнце в течение года по-разному освещает Землю?
Несложно догадаться, что смена времен года связана с разным освещением Земли Солнцем. Но почему это освещение меняется в течение года?
Причина такого явления заключается в наклоне оси вращения Земли. Если бы ось Земли располагалась бы строго перпендикулярно плоскости орбиты (которую также называют эклиптикой), то свет всегда падал бы на экватор под прямым углом, а на полярные районы – по касательной. В результате ни каких времен года на нашей планете не было бы.
Если бы ось Земли полностью лежала бы в плоскости эклиптики, то солнечный свет в течение полугода почти весь солнечный свет падал бы только на Южное полушарие, в то время как Северное находилось бы в тени. Через полгода ситуация поменялась бы на противоположную. В результате на Земле были чрезвычайно суровые зимы, сменяющиеся очень жаркими летними месяцами.
Однако в реальности угол между осью земли и эклиптикой составляет не 0° и не 90°, а примерно 23°26’. Из-за этого смена времен года существует, но она не носит катастрофический характер. Из-за наклона оси в каждый момент времени одно из полушарий получает больше света, чем другое. Поэтому лето в Северном полушарии наступает тогда, когда на юге идет зима.
Наклон оси Земли не только приводит к смене времен года. Из-за него наблюдаются такие явления, как полярная ночь и полярный день. Дело в том, что при определенном положении Земли на орбите солнечный свет не может упасть на некоторые участки ее поверхности, как бы она не была повернута относительно своей оси. Из-за этого полярные области могут месяцами оставаться без солнечного света.
Также на интенсивность солнечного света влияет и расстояние до звезды. Оно изменяется от минимума (147 млн км) в январе до максимума (152 млн км) в июле. Однако эти изменения расстояния не очень значительны, поэтому они не являются причиной смены времен года.
Список использованных источников
Источник
Солнце в разное время года
Солнце — это главный источник тепла и единственная звезда нашей Солнечной системы, которая, подобно магниту, притягивает все планеты, спутники, астероиды, кометы и прочих «обитателей» космоса.
Расстояние от Солнца до Земли более 149 миллионов километров. Именно эту удаленность нашей планеты от Солнца принято называть астрономической единицей.
Несмотря на значительное удаление, эта звезда оказывает огромное влияние на нашу планету. В зависимости от положения Солнца на Земле день сменяет ночь, лето приходит на смену зиме, возникают магнитные бури и образуются удивительнейшие полярные сияния. А самое главное — без участия Солнца на Земле невозможен был бы процесс фотосинтеза — основного источника кислорода.
Положение Солнца в разные времена года
Наша планета движется вокруг небесного источника света и тепла по замкнутой орбите. Этот путь схематично можно представить себе в виде вытянутого эллипса. Само Солнце располагается не в центре эллипса, а несколько в стороне.
Земля то приближается, то удаляется от Солнца, завершая полный оборот по орбите за 365 дней. Ближе всего к светилу наша планета находится в январе. В это время расстояние сокращается до 147 млн.км. Точка земной орбиты, ближе всего расположенная к Солнцу, называется «перигелий».
Чем ближе располагается Земля к Солнцу, тем больше освещается Южный полюс, а в странах южного полушария начинается лето.
Ближе к июлю наша планета максимально удаляется от главной звезды Солнечной системы. В этот период удаленность больше 152 млн.км. Самая далекая от Солнца точка земной орбиты получила название «афелий». Чем дальше земной шар находится от Солнца, тем больше света и тепла получают страны северного полушария. Тогда здесь наступает лето, а, например, в Австралии и Юной Америке господствует зима.
Как Солнце освещает Землю в разное время года
Освещение Земли Солнцем в разное время года напрямую зависит от удаленности нашей планеты в данный промежуток времени и от того, каким «боком» повернута Земля в этот момент к Солнцу.
Важнейший фактор, влияющий на смену времен года — земная ось. Наша планета, вращаясь вокруг Солнца, успевает в то же время поворачиваться вокруг собственной воображаемой оси. Эта ось расположена под углом в 23,5 градуса к небесному светилу и всегда оказывается направленной на Полярную звезду. Полный оборот вокруг земной оси занимает 24 часа. Осевое вращение обеспечивает также смену дня и ночи.
Кстати, если бы этого отклонения не было, то времена года не сменяли бы друг друга, а оставались постоянными. То есть, где-то царило бы постоянное лето, в других районах была постоянная весна, третья часть земли вечно бы поливалась осенними дождями.
Под прямыми лучами Солнца в дни равноденствия оказывается земной экватор, в то время, как в дни солнцестояния солнце в зените будет на широтах 23,5 град., плавно приближаясь в остальное время года к нулевой широте, т.е. к экватору. Солнечные лучи, падающие отвесно, приносят больше света и тепла, они не рассеиваются в атмосфере. Поэтому жители стран, расположенных на экваторе, никогда не знают холода.
Полюса земного шара попеременно оказываются в лучах Солнца. Поэтому на полюсах полгода длится день, а полгода — ночь. Когда освещенным оказывается Северный полюс, то в северном полушарии наступает весна, сменяющая летом.
В следующие полгода картина меняется. К Солнцу оказывается обращенным Южный полюс. Теперь в южном полушарии начинается лето, а в странах северного полушария воцаряется зима.
Дважды в год наша планета оказывается в таком положении, когда солнечные лучи одинаково освещают ее поверхность от Крайнего севера до Южного полюса. Эти дни называются днями равноденствия. Весеннее отмечают 21 марта, осеннее —23 сентября.
Еще два дня в году получили названия солнцестояния. В это время Солнце оказывается или максимально высоко над горизонтом, или максимально низко.
В северном полушарии 21 или 22 декабря наступает ночь, длящаяся дольше всех в году — это день зимнего солнцестояния. А 20 или 21 июня, наоборот, день является самым длинным, а ночь самой короткой — это день летнего солнцестояния. В южном полушарии все происходит наоборот. Там в декабре длинные дни, а в июне — длинные ночи.
Источник
География 5 класс. Тема : «Практическая работа. Освещение Земли Солнцем в разные периоды года»
Цель урока : Вызвать интерес учащихся к изучению темы, сформировать знания о месте Земли во Вселенной и процессах на Земле, связанных с вращением вокруг своей си и вокруг Солнца.
Задачи урока:
Дать представление о месте Земли во Вселенной и Солнечной системе, причинах вызывающих смену времен года и неравномерность распределения солнечного тепла и света. Познакомить с понятиями: тропики, полярные круги, дни равноденствия и солнцестояния.
Уметь анализировать, систематизировать и применять полученные новые знания
Воспитание инициативности и уважения друг к другу.
Содержимое разработки
Тема : «Практическая работа. Освещение Земли Солнцем в разные периоды года»
Цель урока : Вызвать интерес учащихся к изучению темы, сформировать знания о месте Земли во Вселенной и процессах на Земле, связанных с вращением вокруг своей си и вокруг Солнца.
Дать представление о месте Земли во Вселенной и Солнечной системе, причинах вызывающих смену времен года и неравномерность распределения солнечного тепла и света. Познакомить с понятиями: тропики, полярные круги, дни равноденствия и солнцестояния.
Уметь анализировать, систематизировать и применять полученные новые знания
Воспитание инициативности и уважения друг к другу.
Проверка домашнего задания
— Расскажите о следствии вращения Земли вокруг оси
— Когда ближе Земля к Солнцу – зимой или летом? (для северного полушария)
Изучение нового материала
— Чем ниже Солнце над горизонтом, тем ниже температура воздуха.
Самое высокое положение Солнце занимает на небосводе Северного полушария в июне, и в это время там разгар лета.
Самое низкое — в декабре, и в это время там зима, большая часть нашей страны покрыта снегом. Смена времен года происходит потому, что Земля движется вокруг Солнца и земная ось наклонена к плоскости земной орбиты, вследствие чего земной шар обращен в сторону Солнца больше то Северным, то Южным полушарием.
Солнце над горизонтом бывает на разной высоте. В теплое время года оно высоко над горизонтом и Земля получает много тепла. В холодное время года Солнце низко над горизонтом, и тепла Земля получает меньше. Земля за год делает один оборот вокруг Солнца, и при движении вокруг него наклон земной оси остается неизменным.
Некоторые неправильно считают, что смена времен года происходит потому, что Солнце летом бывает ближе, а зимой -дальше от Земли.
Расстояние от Земли до Солнца на смену времен года не влияет.
В тот момент, когда Земля Северным полюсом как бы «повернулась» к Солнцу, а Южным — «отвернулась» от него, в Северном полушарии лето. Солнце стоит высоко над горизонтом на Северном полюсе и вокруг него, оно круглые сутки не заходит за горизонт. Стоит полярный день. Южнее параллели 66,5° с.ш. (полярный круг) слияние дня и ночи происходит каждые сутки. Обратная картина наблюдается в Южном полушарии. При движении глобуса зафиксировать внимание учащихся на четырех положениях Земли: 22 декабря, 21 марта, 22 июня и 21 сентября. При этом показать границы света и тени, угол падения солнечных лучей на отмеченные флажками параллели.
Далее ставим глобус в летнее положение для северного полушария, светим фонариком на Землю.
— Какая часть Земли получает больше тепла? (Северное полушарие)
— Где сейчас лето? (в северном полушарии)
— На какую линию Земли солнечные лучи падают отвесно? (это линия – северный тропик)
«А где Солнце в зените?» (на южном тропике).
— А что такое тропик? (линия, над которой солнце бывает в зените)
— Сколько тропиков? Какие они бывают?
— Что вы заметили особенного в смене дня и ночи на северном и южном полюсе?
(на северном полюсе – солнце не заходит за горизонт, а южный полюс не освещается в течение суток). Обращаем внимание учащихся на явления: полярный день и полярная ночь.
Полярная ночь – период времени, когда Солнце определенное количество суток не поднимается над горизонтом. Длина полярных ночей возрастает от полярных кругов к полюсам: от одних полярных суток на полярном круге до 178 суток на Северном полюсе.
— А теперь найдите на карте и глобусе полярный круг и с помощью текста учебника дайте определение в тетради.
Полярный круг – параллель, отстоящая от экватора на 66°33´. Есть два полярных круга – северный и южный. В области между полярным кругом и полюсами наблюдается полярная ночь и полярный день.
— Давайте введем понятие что такое «дни равноденствия» и «солнцестояния» с помощью текста учебника.
Далее раздать карточки и учащиеся самостоятельно с помощью учебника заполняют их. После заполнения фронтальная проверка.
Тропики и полярные круги разделяют земную поверхность на пояса освещенности.
Полярные пояса: северный и южный.
Умеренный пояс: северный и южный.
Параллели 66,50 с. ш и 66,50 ю. ш называют полярными кругами.
Они являются границами областей, где бывают полярные дни и полярные ночи. На широте 66,50 люди в дни летнего солнцестояния видят Солнце над горизонтом полные сутки, т. е. все 24 ч. Через полгода- все 24 ч полярная ночь. От полярных кругов по направлению к полюсам продолжительность полярных дней и ночей увеличивается. Так, на широте 66,50 она равна 1 суткам, на широте 700 — 65 суткам, широте 80° — 134 суткам, на широте 90° (на полюсах) — приблизительно шести месяцам. На всем пространстве между полярными кругами происходит смена дня и ночи <покажите Северный и Южный полярные круги на глобусе и карте полушарий и пространства, где бывают полярные дни и ночи). Тропики. Параллели 23,5° с. ш. и 23,5° ю. ш. называются тропическими кругами или просто тропиками. Над каждым из них один раз в год полуденное Солнце бывает в зените, те солнечные лучи падают отвесно.
Практическая работа. Заполнение таблицы
Зенитное положение Солнца в разные периоды года
«Освещение Земли Солнцем в разные времена года»
22 июня – День летнего солнцестояния
В северном полушарии — лето
Солнце в зените над параллелью 23,50с.ш. (с.т.)
На параллели 66,50с.ш. (с.п.к.) – полярный день
На параллели 66,50ю.ш.- полярная ночь
23 сентября – день осеннего равноденствия
Солнце в зените над экватором
оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч);
Солнце в зените над экватором
оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч);
22 декабря – день зимнего солнцестояния
В северном полушарии — зима.
На параллели 66,50с.ш.- полярная ночь
Солнце в зените над параллелью 23,50ю.ш. (ю.т.)
На параллели 66,50ю. ш. (ю.п.к.) – полярный день
21 марта– день осеннего равноденствия
Солнце в зените над экватором
оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч);
Солнце в зените над экватором
оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч);
Источник
§ 30. Распределение солнечного света и тепла на Земле (учебник)
§ 30. Распределение солнечного света и тепла на Земле
1. Вспомните, почему на Земле происходит смена дня и ночи и времен года.
2. Что называется орбитой Земли?
Изменение высоты Солнца над горизонтом в течение года. Чтобы понять, почему на протяжении года Солнце в полдень бывает на разной высоте над горизонтом, вспомните с уроков природоведения особенности движения Земли вокруг Солнца.
На глобусе видно, что земная ось имеет наклон. Во время движения Земли вокруг Солнца угол наклона не меняется. Благодаря этому Земля возвращается к Солнцу больше то Северной, то Южной полушарием. От этого изменяется угол падения солнечных лучей на земную поверхность. И соответственно больше освещается и нагревается то одна, то другая полушарие.
Если бы земная ось была бы не наклонена, а перпендикулярна плоскости орбиты Земли, то количество солнечного тепла на каждой параллели течение года, не изменялась бы. Тогда бы в своих наблюдениях за высотой полуденного Солнца, вы целый год записывали бы одну и ту же длину тени гномона. Это указывало бы на то, что в течение года продолжительность дня всегда равен ночи. Тогда земная поверхность нагревалась в течение года одинаково и пор года не существовало бы.
Освещение и нагрев поверхность Земли в течение года. По поверхности шарообразной Земли солнечное тепло и свет распределяются неравномерно. Это объясняется тем, что угол падения лучей на разных широтах разный.
Вы уже знаете, что земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом. Своим северным концом она направлена в сторону Полярной звезды. Солнце всегда освещает половину Земли. При этом более освещается то Северная полушарие (и день там длится дольше, чем в другом полушарии), то, наоборот, Южная. Дважды в год оба полушария бывают освещены одинаково (тогда и продолжительность дня в обоих полушариях одинакова).
Когда Земля обращена к Солнцу Северным полюсом, тогда оно больше освещает и нагревает Северное полушарие. Дни становятся длиннее ночи. Наступает теплое время года — лето. На полюсе и в приполярной части Солнце светит круглосуточно и не заходит за горизонт (Ночь не наступает). Это явление называется полярный день. На полюсе он длится 180 суток (полгода), но чем дальше на юг, тем его продолжительность уменьшается до суток на параллели 66,5 0 пн . ш. Эту параллель называют Северным полярным кругом. Южнее этой линии Солнце опускается за горизонт и смена дня и ночи происходит в привычном для нас порядке — ежесуточно. 22 июня — Солнечная лучи будут падать отвесно (под наибольшим углом — 90 0 ) На параллель 23,5 пн . ш. Этот день будет самым длинным, а ночь короткой в году. Эту параллель называют Северными тропиком, А день 22 июня — летним солнцестоянием .
В настоящее время Южный полюс отвлеченный от Солнца и оно меньше освещает и нагревает Южное полушарие. Там зима. На полюс и приполярной часть течение суток солнечные лучи совсем не попадают. Солнце не появляется из-за горизонта и день не наступает. Это явление называется полярная ночь. На самом полюсе она длится 180 дней, а чем дальше на север, тем становится короче до одних суток на параллели 66,5 0 ю. ш. Эту параллель называют Южным полярным кругом.Севернее от нее Солнце появляется на горизонте и смена дня и ночи происходит каждые сутки. 22 июня День будет кратчайшим в году. Для Южной полушарии он будет зимним солнцестоянием.
Через три месяца, 23 сентября, Земля займет такое положение относительно Солнца, когда солнечные лучи одинаково освещать как Северную, так и Южное полушарие. Отвесно солнечные лучи падают на экваторе. На всей Земле, кроме полюсов, день равен ночи (по 12 ч ). Этот день называют днем осеннего равноденствия .
Еще через три месяца, 22 декабря к Солнцу вернется Южная полушарие. Там наступит лето. Этот день будет самым длинным, а ночь — самой короткой. В приполярной области наступит полярный день. Лучи Солнца отвесно падать на параллель 23,5 0 ю. ш. Зато, в Северном полушарии будет зима. Этот день будет самым коротким, а ночь длинной. Параллель 23,5 0 ю. ш. называют Южным тропиком,а день 22 декабря — зимним солнцестоянием .
Еще через три месяца, 21 марта, опять обе полушария будут освещены одинаково, день будет равен ночи. Лучи солнца отвесно падать на экваторе. Этот день называют весенним равноденствием .
В Украине наибольшая высота Солнца в полдень – 61–69 0 (22 июня), наименьшая — 14-22 0 (22 декабря).
Занимательная география
Древние славяне бога света и Солнца называли Дажбогом . В известном литературном произведении «Слово о полку Игореве » наших предков — русичей назван внуками Даждьбога. Наряду с другими богами, поставленными князем Владимиром в Киеве, стоял и Дажьбог. По древним мифам его в небе сопровождают три солнечные собратья: Ярило — Бог весеннего равноденствия, Семиярило — Бог летнего солнцестояния и Коляда — Бог зимнего солнцестояния. Днем рождения молодого Солнца считался день зимнего солнцестояния. Опекуном этой светоносной тройке считался бог Троян — Владыка неба, земли и потустороннего царства.
Рис. Годовое движение Земли вокруг Солнца
Тепловые пояса Земли. Неравномерный нагрев земной поверхности обусловливает разные температуры воздуха на разных широтах. Широтные полосы с определенными температурами воздуха называются тепловыми поясами. Пояса различаются между собой количеством тепла, поступающего от Солнца. Их простирание зависимости от распределения температур хорошо иллюстрируют изотермы (От греческого » изо » — Одинаковый, » терма «- Тепло). Это линии на карте, соединяют точки с одинаковой температурой.
Жаркий пояс размещен вдоль экватора, между Северным и Южным тропиками. Он ограничен с обеих сторон изотерм 20 0 С. Интересно, что границы пояса совпадают с границами распространения пальм на суше и кораллов в океане. Здесь земная поверхность получает наибольшее солнечного тепла. Дважды в год (22 декабря и 22 июня) полдень солнечные лучи падают почти отвесно (под углом 90 0 ). Воздуха от поверхности сильно нагревается. Поэтому там жарко в течение года.
Умеренные пояса (В обоих полушариях) примыкают к жаркому поясу. Они протянулись в обоих полушариях между полярным кругом и тропиком. Солнечные лучи там падают на земную поверхность с некоторым наклоном. Причем, чем севернее, тем наклон больше. Поэтому солнечные лучи меньше нагревает поверхность. В результате меньше нагревается и воздух. Вот почему в умеренных поясах холоднее, чем в жарком. Солнце там никогда не бывает в зените. Четко выраженные времена года: зима, весна, лето, осень. При этом чем ближе к полярному кругу, тем зима длительная и холоднее. Чем ближе к тропика, тем продолжительнее и теплее лето. Умеренные пояса со стороны полюсов ограничивает изотерма теплого месяца 10 0 С. Она является пределом распространения лесов.
Холодные пояса (Северный и южный) обоих полушарий лежат между изотермами 10 0 С и 0 0 С самого теплого месяца. Солнце там зимой по несколько месяцев не появляется над горизонтом. А летом, хотя и не заходит за горизонт месяцы, однако стоит очень низко над горизонтом. Его лучи лишь скользят по поверхности Земли и нагревают ее слабо. Поверхность Земли не только нагревает, но и охлаждает воздух. Поэтому температуры воздуха там низкие. Зимы холодные и суровые, а лето короткое и прохладное.
Два пояса вечного холода ( северный и южный) оконтурюються изотермой с температурами всех месяцев ниже 0 0 С. Это царство вечных с нигив и льда.
Итак, нагрева и освещения каждой местности зависит от положения в тепловом поясе, то есть — от географической широты. Чем ближе к экватору, тем больший угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается поверхность и высокая температура воздуха. И наоборот, с удалением от экватора к полюсам угол падения лучей уменьшается, соответственно температура воздуха снижается.
Важно помнить, что линии тропиков и полярных кругов за пределы тепловых поясов принимаются условно. Поскольку в действительности температура воздуха определяется еще и рядом других условий.
Вопросы и задачи
1. Почему высота Солнца в течение года меняется?
2. Какой полушарием будет обращена к Солнцу Земля, когда в Украине: а) на севере 22 июня; б) полдень 22 декабря?
3. Где средняя годовая температура воздуха будет выше: в Сингапуре или Париже?
4. Почему средние годовые температуры снижаются от экватора к полюсам?
5. В каких тепловых поясах находятся материки Африка, Австралия, Антарктида, Северная Америка, Евразия?
6. В каком тепловом поясе расположена территория Украины?
7. Найдите на карте полушарий город, если известно, что оно находится на 43 0 зх . д. и полдень 22 декабря Солнце там бывает над головой.
Источник