Времена года

Причины различий времен года

Сезонные изменения состояния природы имеют свои причины, которые подразделяются на прямые причины и косвенные. К прямым причинам относятся географические:

• Сезонные изменения связаны с продолжительностью светлого времени суток – дни летом длинные, а ночи короткие. В зимний период их соотношение меняется на обратное;

• Сезонные изменения связаны с полуденной высотой Солнца над горизонтом.

  В умеренных широтах летом в полдень Солнце находится ближе к зениту, и одинаковое количество солнечной радиации распределяется на меньшей площади земной поверхности.

• Длина пути прохождения лучей Солнца в атмосфере влияет на степень их поглощения.

  Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньше тепла и света оно дает.

Косвенными являются астрономические причины:

• Шарообразная форма Земли;
• Параллельность солнечных лучей;
• Вращение Земли вокруг оси;
• Движение Земли вокруг Солнца;

Замечание 3

Основная астрономическая причина смены времен года связана с наклоном земной оси и движением Земли вокруг Солнца.

Магазины ТРЦ «Времена Года»

Agent Provocateur

Alena Akhmadullina

Audemars Piguet

Bally

Barrett

Boutique No.7

Breguet

Brunello Cucinelli

Burberry

Canali

Carrera y Carrera

Cartier

Chanel

Chantal Thomass

Chaumet

Chopard

Cruciani

Cyan

De Beers

DKNY

Eres

Escada Sport

Eton

Fabiana Filippi

Falke

Frame Moscow

Freywille

Gerard Darel

Girlpower

H.Stern

Herno

Jacob Cohen

Juicy Couture

Maje

Malo

Marina Yachting

Masterpeace

Mercury

Mira Mikati

Missoni

Montblanc

Montegrappa

N°21

Omega

Philipp Plein

Pinko

Prima Exclusive

Roberto Cavalli

Rolex

S.T.Dupont

Salvatore Ferragamo

Sandro

Santoni

Sonia Rykiel

Sophia Webster

St. James

Stella McCartney

Tegin

Valentino

VDP

Versace

Versace Collection

Wolford

X.O.

Yves Salomon

Zuhair Murad

Кашемир и шёлк

Парад

Эстель Адони

Запаздывание времен года.

Середина астрономического лета – день летнего солнцестояния в Северном полушарии – время, когда инсоляция максимальна. Однако «макушка» лета, а именно реальное количество тепла, накопленное на поверхности, запаздывает по сравнению с этой датой в различных регионах на разные сроки. В целом температура воздуха в Северном полушарии достигает максимума приблизительно 1 августа, а минимума – примерно 1 февраля, а в Южном – наоборот.

Запаздывание времен года происходит в основном из-за влияния атмосферы. После летнего солнцестояния сокращается количество тепла, ежесуточно поступающего от Солнца. Тем не менее каждый день в течение нескольких недель количество полученного тепла превышает количество тепла, отраженного земной поверхностью, так как воздух еще продолжает его удерживать и препятствует его быстрой потере. Значительное количество тепловой энергии накапливается в почвах, горных породах и водоемах. С начала августа потери тепла начинают превышать его поступление, что приводит к понижению среднесуточной температуры. Хотя серединой астрономической зимы является день зимнего солнцестояния, в течение нескольких недель после него суточные потери тепла превышают его поступление, так что температура понижается до тех пор, пока темпы прогревания Земли не превысят темпы ее охлаждения. Запаздывание времен года в пределах океанических акваторий больше, чем на материках, поскольку суша нагревается и остывает быстрее, чем вода. Существует также запаздывание в суточном ходе температур, и наиболее теплое время суток приходится не на полдень, а на время от 13 до 17 ч (в зависимости от региона).

Географические причины.

Причины сезонных изменений состояния природы можно подразделить на прямые и косвенные. К первым относятся географические причины.

1. Сезонные изменения продолжительности светлого времени суток: летом дни длинные, а ночи короткие; зимой их соотношение меняется на обратное.

2. Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. Летом в умеренных широтах в полдень Солнце находится ближе к зениту, чем зимой, и, следовательно, одинаковое количество солнечной радиации летом распределяется на меньшей площади земной поверхности.

3. Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Находящееся низко над горизонтом Солнце дает меньше тепла и света, чем Солнце, расположенное высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае преодолевают более мощный слой атмосферы.

В низких широтах в любое время года бóльшую часть дня Солнце находится высоко над горизонтом. В умеренных широтах оно поднимается высоко над горизонтом только летом, а в остальное время года стоит низко. В полярных районах Солнце высоко никогда не поднимается. Несмотря на различные механизмы действия двух последних причин, их иногда объединяют и объясняют углом падения солнечных лучей.

Астрономические времена года

Как мы уже говорили, основной причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики. Если бы ось Земли не была наклонена, то продолжительность дня и ночи в любом месте Земли была бы одинакова, а днем солнце поднималось бы над горизонтом на одну и ту же высоту в течение всего года. И тогда никаких изменений времен года не происходило бы. Но ось Земли образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Наглядно это видно на данной схеме.

Астрономически времена года отсчитываются от точек летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния и весеннего равноденствия. В году две точки равноденствия, когда солнце переходит из одной точки полушария в другую: из Северного полушария — в Южное, и наоборот. Весеннее и осеннее равноденствие являются переходной точкой от одного времени года к другому. В эти дни восход солнца начинается почти ровно на востоке, а заход почти строго на западе.

Промежуток между равноденствиями составляет полгода, а целый год принято считать тропическим годом, он продолжается 365,2422 суток. По Юлианскому календарю, в году 365¼ суток. Поэтому каждый следующий год продвигается на 6 часов вперед, а каждый четвертый год является високосным годом, где добавляется на сутки больше, которые приходятся на 29 февраля. Таким образом, каждые четыре года дополнительный день возвращает равноденствие на начало прежнего числа.

Периоды равноденствий:

• Весеннее равноденствие — 20 — 21 марта. Солнце переходит из Южного полушария в Северное.
• Осеннее равноденствие — 22 — 23 сентября. Солнце переходит из Северного полушария в Южное.

С 20 (21) марта до 22 (23) сентября из-за наклона земной оси Северное полушарие обращено к Солнцу бо́льшую часть суток, поэтому там больше тепла и света, чем в Южном, где в это время зима. Летом дни становятся длиннее, а положение Солнца — выше. Через полгода Земля переходит на противоположную точку своей орбиты. Наклон оси остаётся таким же, но теперь Южное полушарие оказывается обращённым к Солнцу большую часть суток, дни становятся длиннее и теплее. В Северном полушарии в это время наступает зима.

Но на время года влияет также и эллиптическая форма орбиты: времена года имеют разную продолжительность. В течение года планета Земля то приближается к Солнцу, то отдаляется от него, именно поэтому на разных континентах земного шара времена года отличаются продолжительностью.

Например, в Северном полушарии лето длиннее — 93,6 суток (а в Южном 89 суток), осень — 89,8 суток (а в Южном она длиннее — 92,8 суток). Зима – 89 суток (а в Южном — 93,6), весна — 92,8 суток (в Южном — 89,8).

Астрономические времена года

Началом астрономических времен года считают дни, в которые центр Солнца проходит через точки солнцестояний либо равноденствий. Всего их 4, как и календарных сезона.

Астрономическое лето длится от летнего солнцестояния (21 июня) до осеннего равноденствия (23 сентября). Оно занимает 93 дня 14 часов и 24 минуты.

Затем наступает осень, продолжающаяся до 22 декабря — даты зимнего солнцестояния. Длится она 89 дней 18 часов и 42 минуты.

После следует длящаяся до весеннего равноденствия (21 марта) зима. Длина этого сезона равняется 89 дням и 30 минутам.

Весна завершается днем солнцестояния летом. Продолжительность ее равна 92 дням 20 часам и 12 минутам.

Со дня весеннего равноденствия времена года по полушариям меняются. Credit: artlebedev.ru.

Периоды равноденствий

Равноденствиями называют периоды, когда продолжительность светового дня примерно равна длительности ночи. Каждый год таких суток 2. Весной равноденствие приходится на 20-21 марта, а осенью — на 22-23 сентября.

Солнцестояниями называют сутки, на которые приходятся самые длинные световой день и световая ночь.

https://www.youtube.com/watch?v=bKQ4jBr7_GQ

Календарные времена года

Год делится на 4 сезона:

• зиму;
• осень;
• весну;
• лето.

Зимой световые дни укорачиваются, температура снижается. Количество осадков может увеличиться. В большей части регионов России выпадает снег, наблюдается отрицательная температура. В районах с более мягким климатом похолодание не такое сильное, возможны затяжные дожди, ливни.

Летом длина светового дня наибольшая. Увеличивается и температура воздуха. В расположенных неподалеку от полюсов областях темные ночи могут совсем отсутствовать. Там светло круглые сутки. Снег летом идет лишь на приближенных к полюсам территориях. На южном полушарии летом теплее, поскольку планета в этот период приближается к Солнцу.

Каждый сезон занимает 3 месяца. Когда они завершаются, происходит перемена времен года.

Чем выше Солнце стоит над горизонтом, тем более приходится солнечного тепла на одну и туже площадь поверхности Земли. Credit: artlebedev.ru/quibbll.com.

Времена года в Южном полушарии

В Южном полушарии смена поясов идет от экватора к югу. Пояса повторяются и основными являются – тропический, умеренный, антарктический. Только экваториальный пояс, расположенный по обе стороны от экватора будет один. Здесь в течение всего года день равен ночи и полуденная высота Солнца над горизонтом не меняется. Температура воздуха практически постоянна. Здесь нет времен года, это край «вечного лета».

Замечание 2

Южное полушарие занято в основном океаном, поэтому лето здесь будет прохладнее, чем в Северном полушарии, а зима – теплее.

Климаты на планете и времена года были бы совсем другие, если бы земная ось не имела наклона к плоскости орбиты. По существу было бы всего два времени года, плавно переходящие друг в друга – вечная зима в полярной области и вечное лето в экваториальной области. В условиях одинакового климата жизнь на Земле была бы более однообразна.

Климатическая зональность.

Положение границ климатических зон зависит от наклона земной оси к плоскости эклиптики. Северный полярный круг проходит по широте 66°33ў с.ш., а Южный полярный круг – по широте 66°33ў ю.ш. Полярные круги отделяют, соответственно, северную и южную полярные зоны от умеренных зон Северного и Южного полушарий. Северный тропик (23°27ў с.ш.) и Южный тропик (23°27ў ю.ш.) являются границами между северной и южной умеренными зонами и внутритропической зоной. Таким образом, последняя охватывает по широте 46°54ў.

Часть года в полярных областях Солнце не заходит и движется по кругу почти параллельно горизонту (полярный день). В другое время года в тех же областях Солнце не восходит (полярная ночь). Продолжительность полярного дня и полярной ночи вблизи полюсов шесть месяцев, она сокращается по мере удаления от полюсов и приближения к Северному или Южному полярному кругу. На 78° северной и южной широты полярный день и полярная ночь продолжаются по четыре месяца, а на широтах Северного и Южного полярных кругов – по 24 часа.

В умеренных зонах Солнце никогда не достигает зенита и никогда не описывает полного круга на небосводе. В пределах этих зон, но ближе к тропикам Солнце в полдень приближается к зениту. Вблизи полярных кругов Солнце описывает на небосводе почти полный круг или даже видимый полный круг из-за влияния атмосферной рефракции и некоторой сплюснутости Земли у полюсов.

Климатические времена года

Из-за физических свойств жидкости и почвы климатические сезоны сменяются позднее астрономических и не совпадают с календарными. Длительность задержек зависит от климатического пояса. Чем дальше от экватора, тем сильнее различаются лето с зимой.

На экваторе и вблизи от него лето и зима характеризуются большим количеством осадков, затяжными дождями. Весной и осенью влажность снижается, ливни пропадают. Температура около экватора всегда высокая. Здесь никогда не выпадает снег.

В тропиках зимние месяцы дождливые, а летние — жаркие и засушливые. В пустынях дожди даже зимой идут нечасто. Круглый год температура здесь выше 0°С.

В умеренном поясе возможны различные варианты для сезонов. Объясняют это близостью океана, теплых либо холодных течений. В Европе условия мягче, чем в Сибири, из-за близости Гольфстрима. Не опускается температура слишком низко и в Соединенных Штатах Америки.

В умеренно-континентальном климатическом поясе большая часть влаги приходится на лето. Зима сухая и холодная. В океаническом — дожди и снег отмечаются чаще зимой и осенью, а летом и весной количество осадков уменьшается. Муссонный климат, характерный для Дальнего Востока, отличается выпадением обильных дождей летом при почти полном отсутствии осадков зимой.

Для арктического и субарктического климатических поясов характерна перемена полярных дня и ночи. Большую часть времени солнечные лучи не попадают на эту местность, из-за чего здесь темно круглые сутки. Наблюдается вечная мерзлота. Даже летом температура не поднимается высоко, земля не прогревается. Сезонные колебания осадков выражены слабо.

https://youtube.com/watch?v=bKQ4jBr7_GQ

https://youtube.com/watch?v=bKQ4jBr7_GQ

Климатические времена года

Время равноденствия и солнцестояния должны быть серединой соответствующих сезонов. Но климатические сезоны относительно астрономических задерживаются из-за многих факторов, т.к. физические особенности земли и воды  различны в определенных местах планеты.

• В экваториальном поясе (географический пояс Земли, расположенный по обе стороны от экватора) зимой и летом идут сильные дожди, а весна и осень относительно засушливы. Для этой территории характерны пассаты (ветры, дующие между тропиками круглый год. В Индийском океане они превращаются в муссоны — ветры, периодически меняющие свое направление: летом дуют с океана, зимой с суши.
• В тропическом поясе холодным временем года является сезон дождей, жарким — засушливый сезон. Однако в пустынях дожди могут не выпадать и в холодное время года.

• В умеренном поясе (Западная Европа, атлантическое побережье Северной Америки) основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы. В холодное время на части территории выпадает снег. Весна и лето характеризуются эпизодическими дождями с циклонами (атмосферные вихри огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре). В зоне умеренно-континентального и континентального климата (Восточная Европа, Южная Сибирь) самыми влажными оказываются летние месяцы, а осень и зима суше. В зоне муссонного климата (Дальний Восток) осадки чаще выпадают летом в виде сильных ливней, зима сухая и бесснежная.
• В арктическом и антарктическом поясах смена времён года выражается только в смене полярного дня и полярной ночи. Из-за продолжающегося ледникового периода разница в уровнях осадков в разные сезоны невелика, а температура остается ниже нуля.

Таким образом, сезоны для Северного полушария противоположны сезонам для Южного полушария. Когда Северное полушарие обращено к Солнцу, оно получает больше тепла и света, дни становятся длиннее, а ночи короче. Через полгода положение Солнца относительно Земли меняется, поэтому уже в Южном полушарии дни становятся длиннее, Солнце поднимается выше, в то время как на Северном полушарии начинается зима.

Центральная Россия находится в зоне умеренного и умеренно-континентального климата.

Весной природа начинает пробуждаться от зимнего сна, это период роста и цветения растений. Изменения происходят и в мире животных – начинается период размножения, кладки яиц у птиц.

Здравствуй, весенняя первая травка!Как распустилась? Ты рада теплу?Знаю, y вас там веселье и давка,Дружно работают в каждом yглy.Высyнyть листик иль синий цветочекКаждый спешит молодой корешокРаньше, чем ива из ласковых почекПервый покажет зеленый листок.

С. Городецкий

Летом мы видим активный рост растений, начало созревания плодов и овощей, появление птенцов.

• Чем жарче день, тем сладостней в бору
• Дышать сухим смолистым ароматом,
• И весело мне было поутру
• Бродить по этим солнечным палатам!
• Повсюду блеск, повсюду яркий свет,
• Песок — как шелк… Прильну к сосне корявой
• И чувствую: мне только десять лет,
• А ствол — гигант, тяжелый, величавый.
• Кора груба, морщиниста, красна,
• Но как тепла, как солнцем вся прогрета!
• И кажется, что пахнет не сосна,
• А зной и сухость солнечного лета.

И. Бунин «Детство»

Осенью рост растений замедляется, но они обильно отдают нам весь свой урожай, деревья сбрасывают листву, природа готовится к покою.

Унылая пора! Очей очарованье!Приятна мне твоя прощальная краса —Люблю я пышное природы увяданье,В багрец и в золото одетые леса,В их сенях ветра шум и свежее дыханье,И мглой волнистою покрыты небеса,И редкий солнца луч, и первые морозы,И отдаленные седой зимы угрозы.

А.С. Пушкин

Зимой природа отдыхает, многие животные впадают в зимнюю спячку. Природный цикл завершился. Но только для того, чтобы начаться снова. 

Чудная картина,Как ты мне родна:Белая равнина,Полная луна,Свет небес высоких,И блестящий снег,И саней далекихОдинокий бег.

А. Фет 

• < Назад
• Вперёд >

Климатическая смена времён года

По количеству поступающей на землю от Солнца энергии равноденствия и солнцестояния должны быть серединой соответствующих сезонов. Но задержка в изменении температуры и масса (вызванная физическими свойствами воды и земли) задерживает климатические сезоны относительно астрономических. Температурная задержка изменяется в зависимости от климатической зоны и других особенностей конкретного места. Поэтому, например, в одних культурах осеннее равноденствие расценивается как середина осени, а в других — как начало осени.

Анимация сезонных изменений, особенно снежный покров в течение года

• В экваториальном поясе зима и лето являются дождливыми сезонами, в то время как весна и осень отличаются относительной засушливостью
• В тропическом поясе холодным временем года является сезон дождей, жарким — засушливый сезон. Однако в пустынях дожди могут не выпадать и в холодное время года
• В умеренном поясе в зоне океанического климата (Западная Европа, атлантическое побережье Северной Америки) основная часть осадков приходится на осень и первую половину зимы. В холодное время в части пояса устанавливается снежный покров. Весна и лето приносят эпизодические дожди вместе с циклонами. В зоне умеренно-континентального и континентального климата (Восточная Европа, Южная Сибирь) осень и зима значительно суше, и самыми влажными оказываются летние месяцы. В зоне муссонного климата (Дальний Восток) осадки выпадают почти исключительно летом в виде интенсивных ливней.
• В арктическом и антарктическом поясах смена времён года выражается в первую очередь в смене полярного дня и полярной ночи. Из-за продолжающегося ледникового периода сезонные колебания уровня осадков невелики, а температуры остаются ниже нуля.

Причины смены часовых поясов

Ваше тело естественным образом настроено на 24-часовой цикл, известный как ваш циркадный ритм. Температура вашего тела, гормоны и другие биологические функции повышаются и понижаются в соответствии с этим внутренним измерителем времени.

Из-за смены часовых поясов ваши биологические часы нарушаются по нескольким причинам:

Ваши часы не совпадают

Когда вы путешествуете, ваши биологические часы могут больше не совпадать со временем в вашем новом месте.

Например, вы можете вылететь из Атланты в 18:00. по местному времени и прибыть в Лондон в 7 утра по местному времени. Однако ваше тело думает, что сейчас час ночи.

Теперь, когда вы, возможно, достигли пика усталости, вам нужно бодрствовать еще 12–14 часов, чтобы помочь своему телу приспособиться к новому часовому поясу.

Время сна

Вы можете подготовить свое тело к новому часовому поясу, поспав в самолете, но несколько факторов мешают спать во время путешествия. К ним относятся температура, шум и уровень комфорта.

С другой стороны, вы можете слишком много спать в самолете, а также сбить свои биологические часы. Это может произойти из-за того, что атмосферное давление в самолетах обычно ниже, чем в воздухе на земле.

Это похоже на пребывание на горе, которая находится на высоте 2,44 км над уровнем моря. Хотя в воздухе столько же кислорода, более низкое давление может привести к тому, что меньше кислорода попадет в кровоток. Низкий уровень кислорода может вызвать сонливость, что способствует усыплению.

Солнечный свет

Слишком много солнечного света в салоне самолета или слишком много экранного времени во время путешествия также могут повлиять на ваши биологические часы. Это потому, что свет помогает контролировать выработку мелатонина в организме.

Гормон мелатонин помогает вашему телу подготовиться ко сну. Он выделяется в мозгу ночью, когда свет тусклее.

Днем или в ясную погоду ваше тело замедляет выработку мелатонина, что помогает вам бодрствовать.

Усталость от путешествия

Медицинские исследования показывают, что усталость во время путешествий также способствует смене часовых поясов. Изменения давления в салоне и большая высота во время авиаперелетов могут способствовать появлению некоторых симптомов смены часовых поясов, независимо от времени в пути.

Некоторые люди могут заболеть горной болезнью во время полета на самолете. Это может вызвать симптомы, которые могут ухудшить смену часовых поясов, например:

• головная боль
• усталость
• тошнота, которая может ухудшить смену часовых поясов

дегидратация

Обезвоживание также может способствовать появлению некоторых симптомов смены часовых поясов.

Если вы не пьете достаточно воды во время полета, вы можете получить небольшое обезвоживание. Кроме того, в самолетах низкий уровень влажности, что может вызвать большие потери воды.

Кофе и алкоголь

Путешественники, как правило, наслаждаются напитками в самолете, которые они обычно не пьют в таких количествах и в такое время.

Кофе, чай и другие напитки с кофеином могут помешать вам выспаться во время полета. Кофеин также может сделать вас более обезвоженным.

Употребление алкоголя может вызвать сонливость, но может ухудшить качество сна. Алкоголь также может вызывать усталость, головную боль, тошноту и другие побочные эффекты, ухудшающие смену часовых поясов.

Другие факторы, влияющие на смену часовых поясов

Полет позволяет очень быстро пересекать несколько часовых поясов. Это очень эффективный способ путешествовать. Чем больше часовых поясов вы пересекаете, тем серьезнее могут быть симптомы смены часовых поясов.

Путешественники старшего возраста чаще испытывают более серьезные симптомы смены часовых поясов, чем путешественники молодого возраста. У юных путешественников, в том числе детей, может быть меньше симптомов, и они быстрее приспособятся к новому времени.

Направление, в котором вы летите, также может сильно повлиять на симптомы смены часовых поясов.

Симптомы имеют тенденцию быть более суровый при движении на восток. Это потому, что бодрствовать позже, чтобы помочь своему телу приспособиться к новому часовому поясу, легче, чем заставлять свое тело ложиться спать раньше.

Понятие «Времена года»

В течение года на нашей планете происходят сезонные изменения в природе. Благодаря наклону земной оси к плоскости орбиты под углом $66$ градусов и вращению по орбите вокруг Солнца, на планете происходит смена времен года. На Земле $4$ времени года – весна, лето, осень, зима. Наклон земной оси и постоянное её направление в пространстве приводят к тому, что Северное и Южное полушария освещаются не одинаково в один и тот же период года. В Северном полушарии планеты астрономическое начало времен года совпадает с того момента, когда Солнце проходит через точку весеннего равноденствия – $21$ марта, точку летнего солнцестояния –$22$ июня, точку осеннего равноденствия –$23$ сентября и точку зимнего солнцестояния – $22$ декабря.
Таким образом, получается, что видимый путь движения Солнца по небесной сфере делится этими точками на секторы по 90 градусов.

Определение 1

Период, за который Солнце проходит один из этих секторов, называется временем года.

Продолжительность времен года с астрономической точки зрения тоже разная:

• Продолжительность весны – $92,8$ суток;
• Продолжительность лета – $93,6$ суток;
• Продолжительность осени – $89,8$ суток;
• Продолжительность зимы – $89,0$ суток.

Времена года характеризуются определенными средними температурами.

Замечание 1

Осень в Южном полушарии и весна в Северном начинается тогда, когда Солнце проходит через начальный круг склонения. В это время прямое восхождение Солнца будет равно нулю (весеннее равноденствие). Когда прямое восхождение Солнца будет равно $90$ градусов (летнее солнцестояние), тогда в Южном полушарии наступает зима, а в Северное полушарие приходит лето. С наступлением осеннего равноденствия прямое восхождение Солнца составляет $180$ градусов, в это время в Южное полушарие приходит весна, а в Северное полушарие – осень. С началом зимнего солнцестояния в Северное полушарие приходит зима, а в Южное полушарие – лето.