Saulė gana stipriai veikia Žemę. Saulė skleidžia šviesą ir, kadangi Žemė sukasi apie savo ašį, ji tampa diena ir naktimi. Saulės šviesa atneša šilumą, kuri, Žemei besisukant aplink Saulę ir pasvirusi Žemės ašiai (23,5°), keičiasi metų laikai. Dauguma šviesos ir šilumos gaunama iš tiesioginių saulės spindulių.

Saulės šviesa

Saulės spinduliai bet kuriuo metu gali apšviesti tik pusę žemės paviršiaus. Saulės šviesa Šiaurės ir Pietų ašigalius vienodai pasiekia tik du kartus per metus – rugsėjo 23 ir kovo 21 dieną – lygiadienius (1 pav.). Šias dvi dienas tiesioginiai saulės spinduliai vertikaliai krenta į pusiaują.
Nuo rugsėjo 23 iki gruodžio 21 dienos Saulės spinduliai palaipsniui plečia savo poveikio Žemei plotą nuo Pietų ašigalio ir traukiasi nuo Šiaurės ašigalio. Gruodžio 21 d. spinduliai pasiekia 23,5° už Pietų ašigalio (Antarkties zona) ir negali pasiekti Šiaurės ašigalio ties tuo pačiu 23,5° (Arkties zona). Šią dieną sritis į pietus nuo Antarkties rato (Antarktida) gauna nuolatinę saulės šviesą, o sritis į šiaurę nuo poliarinio rato (Arkties) lieka be saulės spindulių. Pabandykite tai analizuoti naudodami gaublį. Raskite Žemės rutulio pietinį ir šiaurinį poliarinius ratus (paralelės šiauriniame ir pietiniame pusrutulyje, kurių platumos 66,5°).
Gruodžio 22 dieną Saulės spinduliai dengia visą zoną iki Antarkties rato ir palieka poliarinį ratą ties 23,5° (2 pav.). O birželio 21 d. yra atvirkščiai – spinduliai visiškai palieka Antarkties rato sritį ir apšviečia poliarinio rato sritį. Dabar Pietų ašigalis yra tamsoje, o Šiaurės ašigalis gauna nuolatinę saulės šviesą (3 pav.). Tai paaiškina šešių mėnesių dieną ir naktį Šiaurės ir Pietų ašigalyje.
Kai šviesa patenka tiesiai į Šiaurės pusrutulio atogrąžą (23,5° į šiaurę nuo pusiaujo), diena šiauriniame pusrutulyje yra ilgiausia nei naktis (birželio 21 d.).
Kai šviesa patenka tiesiai į pietų atogrąžą (23,5° į pietus nuo pusiaujo), šiauriniame pusrutulyje diena trumpiausia naktį (gruodžio 22 d.).

§ 52. Akivaizdus kasmetinis Saulės judėjimas ir jo paaiškinimas

Stebint kasdienį Saulės judėjimą ištisus metus, nesunkiai galima pastebėti nemažai jos judėjimo bruožų, kurie skiriasi nuo kasdienio žvaigždžių judėjimo. Būdingiausi iš jų yra šie.

1. Saulėtekio ir saulėlydžio vieta, taigi ir jos azimutas, kinta kiekvieną dieną. Nuo kovo 21 d. (Saulė teka taške iš rytų ir leidžiasi į vakarus) iki rugsėjo 23 d., saulė teka šiaurės rytų kvartale, o saulėlydis – šiaurės vakaruose. Šio laiko pradžioje saulėtekio ir saulėlydžio taškai juda į šiaurę, o vėliau – priešinga kryptimi. Rugsėjo 23 d., kaip ir kovo 21 d., Saulė teka rytiniame, o leidžiasi vakariniame taške. Nuo rugsėjo 23 iki kovo 21 dienos panašus reiškinys kartosis pietryčių ir pietvakarių kvartaluose. Saulėtekio ir saulėlydžio taškų judėjimas trunka vienerius metus.

Žvaigždės visada kyla ir leidžiasi tuose pačiuose horizonto taškuose.

2. Saulės dienovidinis aukštis kinta kiekvieną dieną. Pavyzdžiui, Odesoje (vidurkis = 46°,5 N) birželio 22 dieną jis bus didžiausias ir lygus 67°, tada pradės mažėti ir gruodžio 22 dieną pasieks žemiausią 20° vertę. Po gruodžio 22 dienos pradės didėti dienovidinis Saulės aukštis. Tai irgi vienerių metų reiškinys. Žvaigždžių dienovidinis aukštis visada yra pastovus. 3. Laiko trukmė tarp bet kurios žvaigždės ir Saulės kulminacijų nuolat kinta, o laiko tarpas tarp dviejų tų pačių žvaigždžių kulminacijų išlieka pastovus. Taigi vidurnaktį matome tuos žvaigždynus, kurie pasiekia kulminaciją, kurie šiuo metu yra priešingoje sferos pusėje nuo Saulės. Tada vieni žvaigždynai užleidžia vietą kitiems, o per metus vidurnaktį visi žvaigždynai paeiliui pasieks kulminaciją.

4. Dienos (arba nakties) trukmė nėra pastovi ištisus metus. Tai ypač pastebima, jei lyginate vasaros ir žiemos dienų ilgį didelėse platumose, pavyzdžiui, Leningrade. Taip atsitinka todėl, kad laikas, kai Saulė yra virš horizonto, kinta ištisus metus. Žvaigždės visada yra virš horizonto tiek pat laiko.

Taigi Saulė, be kasdienio judėjimo, atliekamo kartu su žvaigždėmis, taip pat turi matomą judėjimą aplink sferą su metiniu periodu. Šis judėjimas vadinamas matomu kasmetinis Saulės judėjimas dangaus sferoje.

Aiškiausią supratimą apie šį Saulės judėjimą gausime, jei kiekvieną dieną nustatysime jos pusiaujo koordinates - teisingą kilimą a ir deklinaciją b Tada, naudodami rastas koordinačių reikšmes, nubraižysime taškus ant pagalbinės dangaus sferos ir sujungsime. juos lygia kreive. Dėl to sferoje gauname didelį apskritimą, kuris parodys tariamo kasmetinio Saulės judėjimo kelią. Dangaus sferoje esantis ratas, kuriuo juda Saulė, vadinamas ekliptika. Ekliptikos plokštuma yra pasvirusi į pusiaujo plokštumą pastoviu kampu g = =23°27", kuris vadinamas pasvirimo kampu ekliptika iki pusiaujo(82 pav.).

Ryžiai. 82.

Akivaizdus metinis Saulės judėjimas išilgai ekliptikos vyksta priešinga dangaus sferos sukimuisi kryptimi, tai yra, iš vakarų į rytus. Ekliptika kerta dangaus pusiaują dviejuose taškuose, kurie vadinami lygiadienio taškais. Taškas, kuriame Saulė pereina iš pietinio pusrutulio į šiaurę ir todėl keičia deklinacijos pavadinimą iš pietų į šiaurę (t. y. iš bS į bN), vadinamas tašku. pavasario lygiadienis ir žymimas Y piktograma. Ši piktograma žymi Avino žvaigždyną, kuriame kadaise buvo šis taškas. Todėl jis kartais vadinamas Avino tašku. Šiuo metu taškas T yra Žuvų žvaigždyne.

Priešingas taškas, kuriame Saulė pereina iš šiaurinio pusrutulio į pietinį ir keičia savo deklinacijos pavadinimą iš b N į b S, vadinamas rudens lygiadienio taškas. Jį žymi Svarstyklių O žvaigždyno simbolis, kuriame jis kadaise buvo. Šiuo metu rudens lygiadienio taškas yra Mergelės žvaigždyne.

Taškas L vadinamas vasaros taškas, ir taškas L“ – taškas žiemos saulėgrįža.

Stebėkime tariamą Saulės judėjimą palei ekliptiką ištisus metus.

Saulė atvyksta į pavasario lygiadienį kovo 21 d. Dešinysis Saulės kilimas a ir deklinacija b yra lygūs nuliui. Visame Žemės rutulyje Saulė teka taške O st ir leidžiasi taške W, o diena lygi nakčiai. Nuo kovo 21 d. Saulė juda ekliptika link vasaros saulėgrįžos taško. Teisingas Saulės kilimas ir deklinacija nuolat didėja. Šiauriniame pusrutulyje tai astronominis pavasaris, o pietų pusrutulyje – ruduo.

Birželio 22 d., maždaug po 3 mėnesių, Saulė pateka į vasaros saulėgrįžos tašką L. Dešinysis Saulės kilimas yra a = 90°, deklinacija b = 23°27" Š. Šiauriniame pusrutulyje prasideda astronominė vasara (ilgiausia dienos ir trumpiausios naktys), o pietuose – žiema (ilgiausios naktys ir trumpiausios dienos Saulei toliau judant, jos šiaurinė deklinacija ima mažėti, o dešinysis kilimas toliau didėja).

Dar maždaug po trijų mėnesių, rugsėjo 23 d., Saulė ateina į rudens lygiadienio Q tašką. Tiesioginis Saulės kilimas yra a=180°, deklinacija b=0°. Kadangi b = 0 ° (kaip kovo 21 d.), tai visuose žemės paviršiaus taškuose Saulė teka taške O st ir leidžiasi taške W. Diena bus lygi nakčiai. Saulės deklinacijos pavadinimas keičiasi iš šiaurinės 8n į pietinę – bS. Šiauriniame pusrutulyje prasideda astronominis ruduo, o pietiniame – pavasaris. Saulei toliau judant išilgai ekliptikos iki žiemos saulėgrįžos taško U, didėja deklinacija 6 ir dešinysis kilimas aO.

Gruodžio 22 dieną Saulė ateina į žiemos saulėgrįžos tašką L". Dešinysis kilimas a=270° ir deklinacija b=23°27" pietų. Šiauriniame pusrutulyje prasideda astronominė žiema, o pietų pusrutulyje – vasara.

Po gruodžio 22 dienos Saulė juda į tašką T. Jos deklinacijos pavadinimas išlieka pietinis, bet mažėja, o dešinysis kilimas didėja. Maždaug po 3 mėnesių, kovo 21 d., Saulė, užbaigusi visą apsisukimą palei ekliptiką, grįžta į Avino tašką.

Teisingo Saulės kilimo ir deklinacijos pokyčiai nesikeičia ištisus metus. Apytiksliems skaičiavimams imamas dienos teisingo Saulės kilimo pokytis lygus 1°. Deklinacijos pokytis per dieną laikomas 0°,4 vienam mėnesiui iki lygiadienio ir vienam mėnesiui po jo, o pokytis yra 0°,1 mėnesiui prieš saulėgrįžas ir mėnesį po saulėgrįžų; likusį laiką saulės deklinacijos pokytis laikomas 0°.3.

Renkantis pagrindinius laiko matavimo vienetus, svarbų vaidmenį atlieka teisingo Saulės kilimo pokyčių ypatumai.

Pavasario lygiadienio taškas juda išilgai ekliptikos kasmetinio Saulės judėjimo link. Jo metinis judėjimas yra 50", 27 arba suapvalintas 50", 3 (1950 m.). Vadinasi, Saulė fiksuotųjų žvaigždžių atžvilgiu savo pradinės vietos nepasiekia 50",3. Kad Saulė nukeliautų nurodytu keliu, užtruks 20 mm 24 s. Dėl šios priežasties pavasaris

Tai įvyksta prieš tai, kai Saulė baigia savo matomą metinį judėjimą, visą 360° apskritimą, palyginti su fiksuotomis žvaigždėmis. Pavasario pradžios momento poslinkį Hiparchas atrado II a. pr. Kr e. iš žvaigždžių stebėjimų, kuriuos jis atliko Rodo saloje. Šį reiškinį jis pavadino lygiadienių laukimu arba precesija.

Pavasario lygiadienio taško judėjimo reiškinys sukėlė poreikį įvesti tropinių ir siderinių metų sąvokas. Atogrąžų metai – tai laikotarpis, per kurį Saulė visiškai apsisuka dangaus sferoje, palyginti su pavasario lygiadienio tašku. „Atogrąžų metų trukmė yra 365,2422 dienos. Atogrąžų metai atitinka gamtos reiškinius ir tiksliai apima visą metų laikų ciklą: pavasarį, vasarą, rudenį ir žiemą.

Sieriniai metai yra laikotarpis, per kurį Saulė žvaigždžių atžvilgiu atlieka visišką apsisukimą dangaus sferoje. Siderinių metų trukmė yra 365,2561 dienos. Sideriniai metai yra ilgesni nei atogrąžų metai.

Akivaizdžiai kasmet judant per dangaus sferą, Saulė praeina tarp įvairių žvaigždžių, esančių palei ekliptiką. Net senovėje šios žvaigždės buvo suskirstytos į 12 žvaigždynų, kurių daugumai buvo suteikti gyvūnų vardai. Šių žvaigždynų suformuota dangaus juosta palei ekliptiką buvo vadinama Zodiaku (gyvūnų ratu), o žvaigždynai – zodiaku.

Pagal metų laikus Saulė eina per šiuos žvaigždynus:

Iš bendro kasmetinės Saulės judėjimo išilgai ekliptikos ir kasdieninio judėjimo dėl dangaus sferos sukimosi susidaro bendras Saulės judėjimas spiraline linija. Šios tiesės kraštutinės lygiagretės yra abiejose pusiaujo pusėse = 23° atstumais.5.

Birželio 22 d., kai Saulė apibūdina kraštutinę paros lygiagretę šiauriniame dangaus pusrutulyje, ji yra Dvynių žvaigždyne. Tolimoje praeityje Saulė buvo Vėžio žvaigždyne. Gruodžio 22 dieną Saulė yra Šaulio žvaigždyne, o anksčiau – Ožiaragio žvaigždyne. Todėl šiauriausia dangaus lygiagretė buvo vadinama Vėžio atogrąža, o pietinė – Ožiaragio tropiku. Atitinkamos sausumos lygiagretės, kurių platumos cp = bemach = 23°27" šiauriniame pusrutulyje buvo vadinamos Vėžio atogrąža arba šiauriniu tropiku, o pietų pusrutulyje - Ožiaragio tropiku, arba pietų tropiku.

Bendras Saulės judėjimas, vykstantis išilgai ekliptikos kartu su dangaus sferos sukimu, turi keletą ypatybių: kinta paros lygiagretės virš ir žemiau horizonto ilgis (taigi ir dienos bei nakties trukmė), Saulės dienovidiniai aukščiai, saulėtekio ir saulėlydžio taškai ir kt. d. Visi šie reiškiniai priklauso nuo santykio tarp vietos geografinės platumos ir Saulės deklinacijos. Todėl stebėtojui, esančiam skirtingose ​​platumose, jie bus skirtingi.

Panagrinėkime šiuos reiškinius kai kuriose platumose:

1. Stebėtojas yra ties pusiauju, cp = 0°. Pasaulio ašis yra tikrojo horizonto plokštumoje. Dangaus pusiaujas sutampa su pirmąja vertikale. Saulės paros paralelės yra lygiagrečios pirmajai vertikalei, todėl Saulė savo kasdieniame judėjime niekada nekerta pirmosios vertikalės. Saulė kasdien teka ir leidžiasi. Diena visada lygi nakčiai. Saulė savo zenite būna du kartus per metus – kovo 21 ir rugsėjo 23 d.

Ryžiai. 83.

2. Stebėtojas yra platumoje φ
3. Stebėtojas yra 23°27" platumos
4. Stebėtojas yra platumoje φ > 66°33"N arba P (83 pav.). Juosta yra polinė. Lygiagretės φ = 66°33"Š arba S vadinamos poliariniais apskritimais. Poliarinėje zonoje gali būti stebimos poliarinės dienos ir naktys, tai yra, kai Saulė yra virš horizonto ilgiau nei dieną arba žemiau horizonto ilgiau nei dieną. Kuo ilgesnės poliarinės dienos ir naktys, tuo platuma didesnė. Saulė teka ir leidžiasi tik tomis dienomis, kai jos deklinacija yra mažesnė nei 90°-φ.

5. Stebėtojas yra ties ašigaliu φ=90° N arba S. Pasaulio ašis sutampa su svambalo linija, taigi ir pusiaujas su tikrojo horizonto plokštuma. Stebėtojo dienovidinio padėtis bus neaiški, todėl trūksta dalių pasaulio. Dieną Saulė juda lygiagrečiai horizontui.

Lygiadienio dienomis būna poliariniai saulėtekiai arba saulėlydžiai. Saulėgrįžos dienomis Saulės aukštis pasiekia didžiausias reikšmes. Saulės aukštis visada lygus jos deklinacijai. Poliarinė diena ir poliarinė naktis trunka 6 mėnesius.

Taigi dėl įvairių astronominių reiškinių, kuriuos sukelia bendras kasdienis ir metinis Saulės judėjimas skirtingose ​​platumose (perėjimas per zenitą, poliariniai dienos ir nakties reiškiniai) ir šių reiškinių sukeliamų klimato ypatybių, žemės paviršius skirstomas į atogrąžų, vidutinio klimato ir poliarinės zonos.

Tropinė zona yra žemės paviršiaus dalis (tarp φ=23°27" Š ir 23°27" pietų platumos), kurioje Saulė teka ir leidžiasi kiekvieną dieną ir du kartus per metus būna zenite. Atogrąžų zona užima 40% viso žemės paviršiaus.

Vidutinio klimato zona vadinama ta žemės paviršiaus dalimi, kurioje Saulė teka ir leidžiasi kiekvieną dieną, bet niekada nėra savo zenite. Yra dvi vidutinio klimato zonos. Šiauriniame pusrutulyje, tarp platumų φ = 23°27" šiaurės platumos ir φ = 66°33" š. Vidutinio klimato zonos užima 50% žemės paviršiaus.

Poliarinis diržas vadinama ta žemės paviršiaus dalimi, kurioje stebimos poliarinės dienos ir naktys. Yra dvi polinės zonos. Šiaurinė poliarinė juosta tęsiasi nuo φ = 66°33" Š platumos iki šiaurės ašigalio, o pietinė - nuo φ = 66°33" pietų iki pietų ašigalio. Jie užima 10% žemės paviršiaus.

Pirmą kartą teisingai paaiškino tariamą kasmetinį Saulės judėjimą per dangaus sferą Nikolajus Kopernikas (1473-1543). Jis parodė, kad kasmetinis Saulės judėjimas dangaus sferoje nėra tikrasis jos judėjimas, o tik tariamasis, atspindintis metinį Žemės judėjimą aplink Saulę. Koperniko pasaulio sistema buvo vadinama heliocentrine. Pagal šią sistemą Saulės sistemos centre yra Saulė, aplink kurią juda planetos, įskaitant ir mūsų Žemę.

Žemė vienu metu dalyvauja dviejuose judesiuose: sukasi aplink savo ašį ir juda elipsėje aplink Saulę. Žemės sukimasis aplink savo ašį sukelia dienos ir nakties ciklą. Jo judėjimas aplink Saulę sukelia metų laikų kaitą. Bendras Žemės sukimasis aplink savo ašį ir judėjimas aplink Saulę sukelia matomą Saulės judėjimą dangaus sferoje.

Norėdami paaiškinti akivaizdų kasmetinį Saulės judėjimą dangaus sferoje, naudosime Fig. 84. Saulė S yra centre, aplink kurią Žemė juda prieš laikrodžio rodyklę. Žemės ašis erdvėje lieka nepakitusi ir sudaro kampą su ekliptikos plokštuma lygiu 66°33". Todėl pusiaujo plokštuma į ekliptikos plokštumą pasvirusi kampu e=23°27". Toliau ateina dangaus sfera su ekliptika ir joje pažymėtais Zodiako žvaigždynų ženklais jų šiuolaikinėje vietoje.

Žemė į I padėtį patenka kovo 21 d. Žiūrint iš Žemės, Saulė projektuojama į dangaus sferą taške T, šiuo metu esančiame Žuvų žvaigždyne. Saulės deklinacija yra 0°. Stebėtojas, esantis ties Žemės pusiauju, vidurdienį mato Saulę savo zenite. Visos žemiškos paralelės yra pusiau apšviestos, todėl visuose žemės paviršiaus taškuose diena yra lygi nakčiai. Šiauriniame pusrutulyje prasideda astronominis pavasaris, o pietų pusrutulyje – ruduo.

Ryžiai. 84.

Žemė į II padėtį patenka birželio 22 d. Saulės deklinacija b=23°,5Š. Žiūrint iš Žemės, Saulė projektuojama į Dvynių žvaigždyną. Stebėtojui, esančiam platumoje φ=23°,5 šiaurės platumos, (Saulė pro zenitą eina vidurdienį. Didžioji dienos paralelių dalis apšviesta šiaurės pusrutulyje, mažesnė dalis pietų pusrutulyje. Šiaurinė poliarinė zona apšviesta ir pietinė neapšviesta Šiaurinėje trunka poliarinė diena, o pietiniame pusrutulyje – poliarinė naktis. kampu, todėl šiauriniame pusrutulyje prasideda astronominė vasara, o pietų pusrutulyje – žiema.

Žemė į III padėtį patenka rugsėjo 23 d. Saulės deklinacija yra bo = 0 ° ir ji projektuojama Svarstyklių taške, kuris dabar yra Mergelės žvaigždyne. Prie pusiaujo esantis stebėtojas Saulę zenite mato vidurdienį. Visos žemiškos paralelės yra pusiau apšviestos Saulės, todėl visuose Žemės taškuose diena yra lygi nakčiai. Šiauriniame pusrutulyje prasideda astronominis ruduo, o pietiniame – pavasaris.

Gruodžio 22 d., Žemė patenka į IV padėtį. Saulė projektuojama į Šaulio žvaigždyną. Saulės deklinacija 6=23°.5S. Pietiniame pusrutulyje apšviesta daugiau paros paralelių nei šiauriniame pusrutulyje, todėl pietiniame pusrutulyje diena ilgesnė už naktį, o šiauriniame – atvirkščiai. Saulės spinduliai beveik vertikaliai krenta į pietinį pusrutulį, o į šiaurinį pusrutulį – kampu. Todėl pietų pusrutulyje prasideda astronominė vasara, o šiauriniame – žiema. Saulė apšviečia pietinę poliarinę zoną ir neapšviečia šiaurinės. Pietinėje poliarinėje zonoje yra poliarinė diena, o šiaurinėje zonoje – naktis.

Atitinkamus paaiškinimus galima pateikti ir apie kitas tarpines Žemės padėtis.

Pirmyn
Turinys
Atgal

Saulė yra pagrindinis šilumos šaltinis ir vienintelė mūsų saulės sistemos žvaigždė, kuri kaip magnetas traukia visas planetas, palydovus, asteroidus, kometas ir kitus kosmoso „gyventojus“.

Atstumas nuo Saulės iki Žemės yra daugiau nei 149 milijonai kilometrų. Būtent toks mūsų planetos atstumas nuo Saulės paprastai vadinamas astronominiu vienetu.

Nepaisant didelio atstumo, ši žvaigždė daro didžiulę įtaką mūsų planetai. Priklausomai nuo Saulės padėties Žemėje, diena užleidžia vietą nakčiai, žiemą ateina vasara, kyla magnetinės audros ir formuojasi nuostabiausios pašvaistės. O svarbiausia, kad be Saulės dalyvavimo Žemėje nebūtų įmanomas fotosintezės – pagrindinio deguonies šaltinio – procesas.

Saulės padėtis skirtingais metų laikais

Mūsų planeta uždara orbita juda aplink dangaus šviesos ir šilumos šaltinį. Šį kelią galima schematiškai pavaizduoti kaip pailgą elipsę. Pati Saulė yra ne elipsės centre, o šiek tiek į šoną.

Žemė pakaitomis artėja prie Saulės ir tolsta nuo Saulės, visą orbitą užbaigdama per 365 dienas. Mūsų planeta sausio mėnesį yra arčiausiai saulės. Šiuo metu atstumas sumažintas iki 147 milijonų km. Arčiausiai Saulės esantis Žemės orbitos taškas vadinamas „periheliu“.

Kuo Žemė arčiau Saulės, tuo labiau apšviestas Pietų ašigalis, o pietinio pusrutulio šalyse prasideda vasara.

Arčiau liepos mėnesio mūsų planeta nutolsta kuo toliau nuo pagrindinės Saulės sistemos žvaigždės. Per šį laikotarpį atstumas yra daugiau nei 152 milijonai km. Žemės orbitos taškas, esantis toliausiai nuo Saulės, vadinamas afeliu. Kuo toliau Žemės rutulys yra nuo Saulės, tuo daugiau šviesos ir šilumos gauna šiaurinio pusrutulio šalys. Tada čia ateina vasara, o, pavyzdžiui, Australijoje ir Jaunojoje Amerikoje karaliauja žiema.

Kaip Saulė apšviečia Žemę skirtingais metų laikais

Žemės apšvietimas Saulės skirtingais metų laikais tiesiogiai priklauso nuo mūsų planetos atstumo tam tikru laikotarpiu ir nuo to, į kurią „pusę“ Žemė tuo momentu pasukta į Saulę.

Svarbiausias veiksnys, turintis įtakos metų laikų kaitai, yra žemės ašis. Mūsų planeta, besisukanti aplink Saulę, tuo pat metu sugeba suktis aplink savo įsivaizduojamą ašį. Ši ašis yra 23,5 laipsnių kampu dangaus kūno atžvilgiu ir visada yra nukreipta į Šiaurinę žvaigždę. Visiškas apsisukimas aplink Žemės ašį trunka 24 valandas. Ašinis sukimasis taip pat užtikrina dienos ir nakties kaitą.

Beje, jei šio nuokrypio nebūtų, tai metų laikai vienas kito nekeistų, o išliktų pastovūs. Tai yra, kai kur viešpatautų nuolatinė vasara, kitur būtų nuolatinis pavasaris, trečdalį žemės amžinai laistytų rudens liūtys.

Lygiadienio dienomis Žemės ekvatorius yra po tiesioginiais saulės spinduliais, o saulėgrįžos dienomis saulė savo zenite bus 23,5 laipsnio platumos, likusį metų laiką palaipsniui artėjant prie nulinės platumos. t.y. iki pusiaujo. Vertikaliai krintantys saulės spinduliai atneša daugiau šviesos ir šilumos, jie nėra išsibarstę atmosferoje. Todėl šalių, esančių ant pusiaujo, gyventojai niekada nežino šalčio.

Žemės rutulio ašigaliai pakaitomis atsiduria Saulės spinduliuose. Todėl ašigaliuose diena trunka pusę metų, o naktis – pusę metų. Kai apšviečiamas Šiaurės ašigalis, šiauriniame pusrutulyje prasideda pavasaris, užleisdamas vietą vasarai.

Per ateinančius šešis mėnesius vaizdas pasikeičia. Pietų ašigalis, pasirodo, yra atsuktas į Saulę. Dabar pietiniame pusrutulyje prasideda vasara, o šiaurinio pusrutulio šalyse karaliauja žiema.

Du kartus per metus mūsų planeta atsiduria tokioje padėtyje, kur saulės spinduliai vienodai apšviečia jos paviršių nuo Tolimosios Šiaurės iki Pietų ašigalio. Šios dienos vadinamos lygiadieniais. Pavasaris švenčiamas kovo 21 d., ruduo – rugsėjo 23 d.

Dar dvi metų dienos vadinamos saulėgrįža. Šiuo metu Saulė yra kuo aukščiau virš horizonto arba kuo žemiau.

Šiauriniame pusrutulyje gruodžio 21 arba 22 diena yra ilgiausia metų naktis – žiemos saulėgrįža. O birželio 20 ar 21 d., atvirkščiai, diena ilgiausia, o naktis trumpiausia – tai vasaros saulėgrįžos diena. Pietiniame pusrutulyje atsitinka priešingai. Gruodį būna ilgos dienos, o birželį – ilgos naktys.

Karštą vasaros dieną, kai lauke giedras oras ir esame pavargę nuo aukštos temperatūros, dažnai išgirstame frazę „saulė yra savo zenite“. Mūsų supratimu, mes kalbame apie tai, kad dangaus kūnas yra aukščiausiame taške ir kiek įmanoma šildo, galima sakyti, išdegina žemę. Pabandykime šiek tiek pasinerti į astronomiją ir išsamiau suprasti šią išraišką ir tai, kaip teisingai suprantame šį teiginį.

Žemiškos paralelės

Net iš mokyklos programos žinome, kad mūsų planetoje yra vadinamųjų paralelių, kurios yra nematomos (įsivaizduojamos) linijos. Jų egzistavimą lemia elementarūs geometrijos ir fizikos dėsniai, o norint suprasti visą geografijos kursą, būtina žinoti, iš kur atsiranda šios paralelės. Įprasta skirti tris svarbiausias linijas – pusiaują, poliarinį ratą ir tropikus.

Pusiaujo

Pusiauju paprastai vadinama nematoma (sąlyginė) linija, dalijanti mūsų Žemę į du vienodus pusrutulius – pietinį ir šiaurinį. Jau seniai žinoma, kad Žemė nestovi ant trijų stulpų, kaip buvo tikima senovėje, o turi sferinę formą ir, be judėjimo aplink Saulę, sukasi aplink savo ašį. Taigi paaiškėja, kad Žemėje, kurios ilgis yra apie 40 tūkstančių km, tai yra pusiaujas. Iš esmės matematiniu požiūriu čia viskas aišku, bet ar tai svarbu geografijai? Ir čia, atidžiau panagrinėjus, paaiškėja, kad daugiausia saulės šilumos ir šviesos gauna ta planetos dalis, kuri yra tarp atogrąžų. Taip yra dėl to, kad šis Žemės regionas visada yra pasuktas į Saulę, todėl spinduliai čia krenta beveik vertikaliai. Iš to išplaukia, kad aukščiausia oro temperatūra stebima beveik pusiaujo planetos srityse, o drėgmės prisotintos oro masės sukuria stiprų garavimą. Saulė du kartus per metus būna savo zenite ties pusiauju, tai yra, šviečia absoliučiai vertikaliai žemyn. Pavyzdžiui, Rusijoje tokio reiškinio niekada nebūna.

Tropikai

Pasaulyje yra pietinių ir šiaurinių tropikų. Pastebėtina, kad saulė savo zenite čia būna tik kartą per metus – saulėgrįžos dieną. Atėjus vadinamajai žiemos saulėgrįžai – gruodžio 22 d., Pietų pusrutulis maksimaliai pasisuka link Saulės, o birželio 22 dieną – atvirkščiai.

Kartais pietinis yra pavadintas pagal zodiako žvaigždyną, kuris šiais laikais yra Saulės kelyje. Pavyzdžiui, pietinė tradiciškai vadinama Ožiaragio atogrąža, o šiaurinė – vėžio atogrąža (atitinkamai gruodžio ir birželio mėn.).

Arkties ratai

Poliarinis ratas laikomas paralele, virš kurios stebimas toks reiškinys kaip poliarinė naktis ar diena. Platumos, kurioje yra poliariniai apskritimai, vieta taip pat turi visiškai matematinį paaiškinimą: tai yra 90° atėmus planetos ašies posvyrį. Žemei ši poliarinių apskritimų vertė yra 66,5°. Deja, vidutinio klimato platumų gyventojai šių reiškinių stebėti negali. Tačiau saulė savo zenite poliarinį ratą atitinkančioje lygiagretėje yra visiškai natūralus įvykis.

Gerai žinomi faktai

Žemė nestovi vietoje ir, be judėjimo aplink Saulę, kasdien sukasi aplink savo ašį. Ištisus metus stebime, kaip kinta dienos ilgumas ir oro temperatūra už lango, o akyliausi gali pastebėti žvaigždžių padėties pasikeitimą danguje. Kelionei aplink Saulę užbaigti reikia 364.

Diena ir naktis

Kai čia tamsu, tai reiškia, kad Saulė tam tikru laikotarpiu apšviečia kitą pusrutulį. Kyla visiškai logiškas klausimas: kodėl diena nelygi nakties ilgiui. Faktas yra tas, kad trajektorijos plokštuma nėra stačiu kampu žemės ašies atžvilgiu. Iš tiesų tokiu atveju neturėtume sezonų, kuriais keičiasi dienos ir nakties trukmės santykis.

Kovo 20 d. pakrypsta link Saulės Tada apie vidurdienį ties pusiaujo linija galima absoliučiai pasakyti, kad saulė yra savo zenite. Po jų seka dienos, kai panašus reiškinys stebimas šiauresniuose taškuose. Jau birželio 22 d. saulė yra savo zenite Vėžio atogrąžoje, šią dieną ji laikoma vasaros viduriu ir turi didžiausią ilgumą. Mums labiausiai žinomas apibrėžimas yra saulėgrįžos reiškinys.

Įdomu tai, kad po šios dienos viskas kartojasi, tik atvirkštine tvarka, ir tęsiasi iki to momento, kai vidurdienį saulė atsidurs zenite ties pusiaujo linija – tai atsitinka rugsėjo 23 d. Šiuo metu pietiniame pusrutulyje prasideda vidurvasaris.

Iš viso to išplaukia, kad kai saulė yra savo zenite ties pusiauju, visame Žemės rutulyje nakties trukmė yra 12 valandų, o diena lygi tam pačiam laiko tarpui. Šį reiškinį esame įpratę vadinti rudens arba pavasario lygiadienio diena.

Nepaisant to, kad išanalizavome teisingą „saulės zenite“ sąvokos paaiškinimą, mums vis tiek geriau žinoma formuluotė, kuri paprasčiausiai reiškia, kad tam tikrą dieną saulė yra kiek įmanoma aukščiau.

Ar Saulė tiksliai į pietus 12 val.?

Vidurdienį Saulė pasiekia aukščiausią padėtį pietuose. Kai tai yra šiuo metu, tikrasis vietos laikas yra 12 valanda. Šiuo metu šešėlis nuo vertikaliai stovinčio stulpo yra trumpiausias. Deja, dėl netolygaus Žemės judėjimo savo orbitoje Saulė taip pat ne visai tolygiai juda dangumi. Taigi kas 24 valandas jis nenukrypsta tiksliai į pietus.

Kad laiko skaičiavimas nepriklausytų nuo tikrosios Saulės „užgaidų“, astronomai sugalvojo „vidutinę Saulę“, judančią tolygiai. Žinoma, ji egzistuoja tik popieriuje. Kai „vidutinė saulė“ pasiekia aukščiausią padėtį pietuose, laikoma, kad tai yra 12 valanda vietos vidutiniu laiku. Skirtumas tarp tikrojo ir vidutinio vietos laiko vadinamas laiko lygtimi. Ji kinta ištisus metus – nuo ​​-14,3 iki +16,3 minutės.

Tačiau yra ir kita problema. Pavyzdžiui, kai Hamburge Saulė yra aukščiausiame taške, Berlyne ji jau ją pralenkė, o Brėmene šios padėties dar nepasiekė. Taigi vidutinis vietinis laikas trijuose miestuose būtų skirtingas. Tačiau tai labai nepatogu transporto ir kitų paslaugų veiklai. Vidurio Europoje visi žmonės gyvena pagal Vidurio Europos laiką, kuris neatitinka tikrosios Saulės padėties danguje.

Tačiau kelių šalių vyriausybės susitarė, kad Vidurio Europos laikas bus laikomas vidutiniu saulės laiku 15 laipsnių rytų ilgumos. Vasarą prie šio laiko pridedama dar viena valanda, kad pailgėtų ryto valandos ir sutrumpėtų vakaro valandos. Tai jau vadinamasis vasaros laikas. Todėl vasarą pagal šį grafiką gyvenančiose Europos vietovėse Saulė aukščiausią tašką danguje pasiekia apie 13 val. Tas pats vyksta ir Rusijoje.