Зміна температури на Землі — це не випадкове явище, а закономірний результат руху нашої планети навколо Сонця. Саме цей рух визначає, коли приходить весна чи зима, коли стає спекотно або прохолодно. Багато хто цікавиться, чому взимку холодно, а влітку тепло, адже Сонце одне й те саме. Часткову відповідь на це питання можна знайти на сайті https://time.org.ua/naslidky-obertannya-zemli-navkolo-sonczya/, де детально пояснено, як обертання Землі впливає на зміну пір року і температурні коливання.
Нахил осі Землі — головна причина зміни температури
Земля обертається навколо Сонця по еліптичній орбіті, і при цьому її вісь нахилена під кутом приблизно 23,5 градуса. Саме цей нахил і є головною причиною зміни пір року. Якби вісь стояла прямо, на планеті не було б ні літа, ні зими — температура залишалася б майже однаковою цілий рік.
Під час обертання навколо Сонця різні півкулі планети отримують різну кількість сонячного тепла:
- коли Північна півкуля нахилена до Сонця — там літо,
- коли нахилена від Сонця — настає зима.
Водночас у Південній півкулі усе навпаки. Таким чином, нахил осі визначає, під яким кутом сонячні промені падають на поверхню Землі. Чим пряміше вони потрапляють, тим більшу кількість енергії отримує ґрунт і повітря, а значить, тим тепліше стає.
Як Сонце нагріває поверхню Землі і повітря
Температура повітря напряму залежить не від того, як сильно світить Сонце, а від того, як прогрівається поверхня планети. Сонячні промені, потрапляючи на землю чи воду, нагрівають їх. Потім це тепло передається у повітря через конвекцію — процес, коли теплі шари повітря піднімаються вгору, а холодні опускаються вниз.
Саме тому влітку повітря гаряче, особливо над сушею, а взимку воно охолоджується. Цей процес відбувається нерівномірно:
- над океанами температура змінюється повільніше, бо вода довше зберігає тепло;
- над суходолом різниця між днем і ніччю відчувається набагато сильніше.
Отже, рух Землі навколо Сонця змінює кількість сонячної енергії, яку отримує кожна ділянка поверхні, і саме це спричиняє зміни температури повітря.
Чому день і ніч впливають на температуру
Земля обертається навколо своєї осі за 24 години, через що змінюються день і ніч. Удень Сонце освітлює певну частину планети, а вночі ця частина опиняється в тіні. Під час дня поверхня встигає нагрітися, а вночі віддає тепло в атмосферу.
Тому найнижча температура зазвичай буває перед світанком, коли Земля вже охолола, а Сонце ще не встигло її зігріти. Найвища — у другій половині дня, коли сонячне проміння падає під найпрямішим кутом.
На цю закономірність також впливає сезон. Влітку дні довші, тому Земля отримує більше сонячного тепла, а взимку — коротші, і поверхня не встигає прогрітися.
Зміна пір року та кліматичні зони
Завдяки обертанню Землі навколо Сонця ми маємо різні пори року. Їх чотири — весна, літо, осінь і зима. Кожна з них характеризується своєю середньою температурою, тривалістю дня та кількістю опадів.
На нашій планеті існують різні кліматичні зони, які залежать від відстані до екватора:
- тропічна зона — постійно тепла, там практично не буває зими;
- помірна зона — з чіткими змінами пір року, де живе більшість людей;
- полярна зона — холодна більшу частину року, з полярною ніччю та днем.
Усе це — наслідки одного процесу: руху Землі навколо Сонця та нахилу її осі.
Фактори, що підсилюють або послаблюють зміну температур
Окрім орбіти та нахилу осі, існують інші фактори, які впливають на температуру повітря на планеті.
Основні з них:
- Висота над рівнем моря. Чим вище місцевість, тим нижча температура, бо повітря розріджене.
- Віддаленість від океану. Узбережжя мають м’якший клімат, а в глибині континентів різниця температур більша.
- Океанічні течії. Теплі течії (наприклад, Гольфстрім) підвищують температуру, а холодні — знижують.
- Хмарність і опади. Хмари затримують тепло, тому в похмурі ночі не так холодно, як у ясні.
- Рослинність. Ліси утримують вологу і знижують температуру вдень, але зберігають тепло вночі.
Ці фактори створюють додаткові відмінності у кліматі навіть на одній широті. Наприклад, два міста на однаковій відстані від екватора можуть мати абсолютно різну температуру, якщо одне розташоване біля моря, а інше — в горах.
Рівнодення та сонцестояння — ключові моменти обертання Землі
Двічі на рік Сонце стоїть точно над екватором — це моменти весняного і осіннього рівнодення, коли день дорівнює ночі. У ці періоди температура на Землі починає помітно змінюватися: після весняного рівнодення вона підвищується, а після осіннього — знижується.
Ще двічі на рік бувають сонцестояння — літнє та зимове. Тоді Сонце піднімається найвище або найнижче над горизонтом. Саме в цей час ми маємо найдовший день або найдовшу ніч, що прямо впливає на нагрівання атмосфери.
Рух Землі навколо Сонця — це головний механізм, який формує зміну пір року, довжину дня і ночі, а отже, і температуру повітря. Саме завдяки нахилу осі, еліптичній орбіті та нерівномірному нагріванню поверхні ми маємо знайомі нам сезонні зміни — від спекотного літа до морозної зими. Без цього руху клімат на Землі був би одноманітним, і життя виглядало б зовсім інакше.