Los eruditos del siglo XVII debieron quedar muy sorprendidos y sentir mucho disgusto cuando leyeron el libro de Johannes Kepler “La nueva astronomía”. Por supuesto, el matemático alemán pidió nada menos que abandonar las órbitas circulares en las que se mueven los planetas y sustituirlas por elipses. Los astrónomos aún no habían comprendido plenamente las ideas revolucionarias de Copérnico, que colocó el Sol en el centro del mundo y redujo así la Tierra al estado de un planeta ordinario, cuando recibió el segundo golpe el planeta de dos mil años de antigüedad. sistema del mundo de Ptolomeo.
Podemos hacer una comparación con Marte, que tiene una inclinación imaginaria del eje de rotación de 25°, muy cerca del valor de inclinación de la Tierra. Mientras que la distancia Tierra-Sol fluctúa sólo un 4% a lo largo del año, en el caso de Marte el cambio es aproximadamente un 20%. Así, en el planeta rojo la influencia de los cambios de distancia es mucho más acentuada que en nuestro planeta. Cambios en sistema solar son enormes y podemos imaginar todo tipo de situaciones: desde un eje imaginario, con una inclinación de rotación extremadamente pronunciada, como los 98° de Urano, hasta una distancia como la de Plutón, que alcanza el 66%.
¡Elipses! ¡Es casi un sacrilegio! Un círculo es una figura perfecta, ¿y de qué otra manera pueden moverse los cuerpos en él? mundo celestial¡Si no en órbitas circulares! Pero la teoría de Kepler explicaba el movimiento de los planetas mejor que cualquier teoría que utilizara órbitas circulares. En base a ello, fue posible hacer más predicciones precisas, en qué parte del cielo estará este o aquel planeta en un año, diez, cien años. ¡La teoría funcionó!
Un planeta como Júpiter, que tiene una inclinación del eje de giro de sólo 3° y una variación del 10% con la distancia, tendrá inicialmente un efecto mayor debido a la distancia que con respecto a la inclinación. Si la Tierra tuviera una inclinación diferente o una órbita más excéntrica, ¿qué pasaría?
Usando modelo sencillo Como se describe en la sección 2, se puede demostrar que si la Tierra tuviera un eje de rotación imaginario inclinado alrededor de 16°, los efectos asociados con la inclinación y el cambio distancia orbital, sería del mismo orden. En este caso cambio climático en nuestro planeta serían mucho más débiles que los que tenemos. Por otro lado, si la diferencia entre afelio y perihelio fuera de alrededor del 20%, también tendríamos una influencia similar de los dos factores, pero en este caso el sur del planeta tendría inviernos muy fríos y veranos muy calurosos, mientras que en En el norte las variaciones serían mucho más agradables de lo que realmente son.
La Tierra, como otros planetas, También se mueve alrededor del Sol no en una órbita circular, sino elíptica y alargada.. Esto significa que nuestro planeta pasa una parte de su viaje se acerca al sol, y la otra parte - eliminado. El punto donde la Tierra está más cerca de la estrella se llama perihelio , y el punto de la órbita más alejado del Sol se llama afelio . Como consecuencia, el tamaño del Sol en nuestro cielo debería cambiar.
Esto se debe a que en verano verano La Tierra estará mucho más cerca del Sol que en verano, ya que esta máxima aproximación se produce en enero. Además de estos efectos, cuando la Tierra estaba en el perihelio las mareas solares podían ser mucho mayores, mayor evaporación del agua con un posterior aumento. efecto invernadero, y también se observó que el diámetro angular aparente del Sol sería mayor.
Otro enfoque a esta pregunta es comprobar la diferencia en luz del sol entre invierno y verano debido a la inclinación del eje de rotación imaginario de la Tierra. Así, mediante cálculos sencillos, se puede demostrar que la inclinación del eje imaginario, responsable de la diferencia de insolación, explica las estaciones observadas. Por ejemplo, en el solsticio de verano, como en el Trópico de Capricornio, los rayos inciden casi perpendicularmente a la superficie al mediodía. En el solsticio de invierno, estos mismos rayos incidirán en un ángulo de aproximadamente 47°, lo que dará como resultado aproximadamente un 32% menos de luz solar.
La diferencia en el tamaño del Sol cuando la Tierra está en el perihelio y en el afelio. Foto: Rafael Esposito
Como la Tierra se mueve en una elipse, su movimiento desigualmente. Debido a que la fuerza de gravedad disminuye al aumentar la distancia entre los cuerpos gravitantes, cerca del afelio la Tierra debería moverse Más lento que en el perihelio. Por supuesto, esto se refleja en el movimiento del Sol a través del cielo: la luminaria se mueve contra el fondo de las estrellas, a veces más rápido, a veces más lento (esto no se refiere al movimiento diario del Sol de este a oeste, sino al segundo , movimiento anual en el contexto de las constelaciones!). Deben tener diferentes duraciones y estaciones, porque la estación en la que la Tierra está más cerca del Sol, nuestro planeta la “salta” más rápido que otras.
El desarrollo de este trabajo estuvo motivado por conceptos espontáneos que se basan en cambios en la distancia Tierra-Sol para explicar el fenómeno de las estaciones. La principal propuesta de este texto era mostrar una contraprueba a este argumento, es decir, calcular el efecto del cambio de la distancia Tierra-Sol en la Tierra para asegurar que la diferencia de temperatura entre invierno y verano no pueda explicarse por este argumento. .
Estaciones explicadas - una de mejores ejemplos como en enseñanza científica Todavía vemos un enfoque dogmático hacia conocimiento científico en nuestras escuelas. Para materializar el aprendizaje crítico es importante situar al estudiante en el rol de sujeto y tener en cuenta sus conocimientos previos o espontáneos. Por tanto, creemos que los fenómenos no pueden representarse mediante explicaciones ya hechas y acríticas.
Todo lo anterior son consecuencias obvias de las tres leyes de Kepler, pero en vida ordinaria normalmente pasan por alto nuestra atención. Y esto no es sorprendente: la órbita de la Tierra es casi un círculo, su alargamiento es pequeño. Sin realizar observaciones especiales, es casi imposible notar los efectos del movimiento de la Tierra a lo largo de una elipse.
Este largo prefacio se hizo para decir lo principal: hoy, 4 de enero de 2015, la Tierra se encuentra en el perihelio del Sol, en el punto de su órbita más cercano a la estrella. fecha exacta eventos: 4 de enero a las 06:36 hora universal o a las 09:36 hora de Moscú.
En el caso concreto de las estaciones, el rigor sugiere que inicialmente tanto la inclinación del eje imaginario de rotación como el cambio de distancia entre la Tierra y el Sol deberían jugar un papel en la temperatura del planeta. Las ideas de los estudiantes, a menudo provocadas por imágenes distorsionadas en los libros de texto, no pueden ser reemplazadas simplemente por una explicación simple y convincente. Es necesario presentar información y razones por las que un factor es más importante que otro y animarles a pensar qué pasaría si fuera diferente.
Es una forma de razonamiento que desarrolla las habilidades asociadas al razonamiento hipotético deductivo, tan fundamental en educación científica, que se esfuerza por promover la alfabetización científica. Los autores agradecen a los árbitros por sus importantes comentarios, que hicieron que el texto fuera más claro y preciso.
Es hoy cuando el Sol está más cerca de la Tierra que cualquier otro día del año, lo que significa que hoy la Tierra recibirá del Sol mayor número¡Luz y calidez en 2015!
Cuando la Tierra está más cerca del Sol, es invierno en el hemisferio norte. Esta extraordinaria fotografía de un halo solar fue tomada el 2 de enero de 2015 en Alaska. © Tracey Mendenhall Porreca
Canal, física en la escuela 4, 12. Grupo de reciclaje para la enseñanza de física, lectura de física - mecánica. Allen, Cantidades astrofísicas 2ª ed. Macmillan, Astronomía hoy. 2da ed. Lissauer, Ciencias Planetarias. Lang, datos astrofísicos: planetas y estrellas.
Mejor respuesta: El fenómeno de las estaciones astronómicas, o varios efectos El calor y la luz son diferentes en "partes del arco de la Tierra cada año, causados" por la inclinación de la Tierra alrededor de su eje de rotación. La "inclinación" del eje de rotación de la Tierra determina el cambio de estaciones y está a punto de cambiar el ángulo de incidencia rayos de sol que llegan a la superficie. Cuando el hemisferio está en horario de invierno los rayos del sol caen sobre la superficie con una inclinación menor con respecto al horizonte; como consecuencia, hay un menor grado de irradiación “la atmósfera y la superficie absorben menos calor y todo” el hemisferio está más frío.
¿Extraño? ¡De nada! Recordemos que las estaciones cambian no porque la Tierra esté más cerca o más lejos del Sol, sino porque el eje de rotación de nuestro planeta está inclinado con respecto al plano. órbita terrestre. Como resultado, el Sol ilumina principalmente hemisferio norte Tierra, y la otra mitad del año - sur. Por lo tanto en hemisferio sur¡Es verdadero verano ahora!
Por el contrario, cuando es verano en un hemisferio, los rayos tienden a ser perpendiculares al "horizonte y a medida" de la atmósfera, de modo que la superficie absorbe más calor, con el consiguiente aumento de temperatura. Si "el eje de rotación fuera perfectamente perpendicular al plano de la órbita no habría estaciones astronómicas, es decir" los efectos del calor y la luz en una determinada parte del planeta serían constantes durante todo el año.
Tenga en cuenta que, dado que la órbita de la Tierra es una elipse, existe un período del año en el que la Tierra está más cerca del Sol. Actualmente, la Tierra alcanza el perihelio a principios de enero, mientras que la órbita más alejada se alcanza a principios de julio. Esta situación puede cambiar durante el próximo milenio debido a la lenta precesión de la órbita terrestre, que completa un ciclo completo de 000 años. Alcanzar el afelio o perihelio no afecta la temperatura de la Tierra, si no una pequeña parte, ya que la “órbita la describe la Tierra” es una elipse excéntrica muy pequeña, entonces la variación en la distancia al Sol entre afelio y perihelio es pequeñito.
Sin embargo, como escribimos el año pasado, seis meses es una estimación aproximada. Echemos un vistazo más de cerca.
Los límites de las estaciones astronómicas son los momentos de los equinoccios y solsticios. (Estas no son fechas aleatorias, sino puntos singulares en la órbita de la Tierra, marcando las "etapas" clave del proceso de iluminación de la Tierra por el Sol/) Por ejemplo, el verano astronómico dura desde el momento solsticio de verano, que en diferentes años ocurre el 20, 21 o 22 de junio, hasta que el equinoccio de otoño ocurre el 22 o 23 de septiembre. Así, la duración del verano es de 93,6 días. El otoño dura desde el equinoccio de otoño hasta el solsticio de invierno, que ocurre el 21 o 22 de diciembre. ¡Contemos el número de días en el calendario entre estas fechas y asegurémonos de que el otoño sea 4 días más corto! - ¡su duración es de 89,8 días! El invierno es aún más corto: sólo 89 días. Finalmente, la duración de la primavera es de 92,8 días. Aquí prueba visual¡El hecho de que la Tierra se mueve en una elipse y está más cerca del Sol en invierno que en verano!
La famosa fotografía de la Tierra, la llamada. "Blue Marble" de Eugene "Chernan" durante la misión Apolo 17. Todo debe ser precesión. eje de la tierra, que oscila como la lenta patada de un juguete y hace girar sus ruedas casi cada 26.000 años. primavera, mi momento favorito años, cada vez más cortos.
Esto se debe a que el eje alrededor del cual gira la Tierra es lo que se llama precesión. Bajo la influencia de otros cuerpos celestes-principalmente el Sol y la Luna, -pero también otros planetas- oscila como el movimiento lento de un juguete, haciendo girar sus ruedas durante casi 26.000 años. Es por eso estrella del norte, lo mas lucero el polo más cercano del cielo del norte, nos cambia de vez en cuando.
Sin embargo, la diferencia entre las distancias al Sol en verano y en invierno es pequeña: sólo unos 5 millones de kilómetros. Hoy equivale a 147 millones 096 mil 204 kilómetros. En el afelio superará los 152 millones de kilómetros. La distancia varía aproximadamente un 3%. El tamaño del Sol en nuestro cielo cambia igualmente: ¡completamente invisible a simple vista!
Aunque la precesión afecta a muchos globos del sistema solar, nuestra galaxia y el universo entero, lo que más nos interesa es su efecto en la Tierra. A esta hora la Tierra regresará al Sol con su Polo norte, A polo sur girará hacia nuestra estrella detrás. Este verano durará 93,5 días.
El verano es la estación más larga del año en el hemisferio norte. Y eso se debe a que el momento siguiente, la Tierra está más alejada del Sol, por lo que nuestro planeta se está moviendo en su año más lento. Y además, por precesión, nuestro verano sigue creciendo, alimentándose de la primavera.
Todos sabemos muy bien que en diferentes tiempos El Sol se comporta de manera diferente cada año. En verano amanece temprano, sube alto en el cielo y se pone tarde. En invierno, por el contrario, el Sol aparece tarde sobre el horizonte y, habiendo hecho un descenso y atajo en el cielo, se pone temprano. En verano los días son largos y las noches cortas; En invierno los días son cortos y las noches largas. En primavera y otoño, el día y la noche difieren poco en duración. ¿Cómo se puede explicar todo esto? Al fin y al cabo, sabemos que el cambio de día y de noche, es decir, la salida y puesta del Sol, se produce porque la Tierra gira alrededor de su eje. ¿Por qué no gira igual todo el año? ¿O tal vez la duración del día y la noche depende de alguna otra razón?
A su vez, cuando estamos en verano y nos gustan los colores del otoño -este año del 22 de septiembre al 21 de diciembre- tienen primavera. Esto sucederá hasta que el continente cambie. Por supuesto, sólo en teoría, desde la Reforma Gregoriana hasta hace casi cincuenta mil años, hacemos un calendario para evitar esto: este julio todavía era en el mes de verano y aquel invierno de febrero.
Sin embargo, no deberíamos quejarnos del eje de la Tierra. Si no oscilara como un cuenco y no se enderezara como un pino, cediendo constantemente en el plano determinado por el movimiento de nuestro globo alrededor del Sol, ¡no estaríamos en la mitad del año en absoluto! Por cierto, conviene recordar que las estaciones astronómicas no son lo mismo que el tiempo.
Para averiguarlo, echemos un vistazo más de cerca a cómo se comporta el Sol en diferentes épocas del año y qué conexión existe entre el comportamiento del Sol y los cambios climáticos.
Tanto en verano como en invierno, el Sol sale por la parte oriental del horizonte, se pone por la parte occidental y al mediodía está por el sur más alto sobre el horizonte. Pero en verano el Sol sale entre el este y el norte, es decir, por el noreste, y se pone entre el oeste y el norte, es decir, por el noroeste. Debido a esto, su recorrido visible a través del cielo es largo, y debe pasar mucho tiempo antes de que el Sol pueda llegar al sur; Durante este tiempo el Sol tendrá tiempo de salir alto. En invierno, el Sol sale entre el este y el sur, es decir, por el sureste, y se pone entre el oeste y el sur, es decir, por el suroeste. Su recorrido por el cielo es más corto que en verano. El Sol llega al sur en un tiempo relativamente corto y no tiene tiempo de ascender a una altura significativa (Fig. 5).
En Polonia se considera verano cuando la temperatura media diaria supera los 15 grados centígrados. Cuando vuelva a bajar entre 15 y 5 grados, empezará a bajar. Para simplificar, los meteorólogos polacos asignaron cada una de las cuatro cinco estaciones principales a tres meses. Sí, el verano dura de junio a agosto, el otoño de septiembre a noviembre, el invierno de diciembre a febrero y la primavera de marzo a mayo.
Por ejemplo, en nuestra región, la primavera global comienza ahora casi dos semanas antes que hace tres décadas. El invierno es cada vez más corto. Al parecer, en el Instituto de Meteorología y Gestión. recursos hídricos En Varsovia se preguntan seriamente si renunciarán al otoño de diciembre y a los únicos meses de invierno en Polonia para reconocer enero y febrero. ¿O tal vez esto sucederá a finales de febrero?
Arroz. 5. Camino visible Sol sobre el horizonte en diferentes épocas del año.
Tomemos como ejemplo Moscú. En verano en Moscú, a finales de junio, el Sol está sobre el horizonte durante aproximadamente 17 horas y media, y en invierno, a finales de diciembre, sólo 6 y media. Al mediodía, cuando el Sol está en el sur, en verano está más de 5 veces más alto sobre el horizonte que en invierno.
Sin embargo, es posible que la humanidad encuentre todos estos elementos nuevos. Actual cambio global El clima puede tener un efecto tan dramático que pululan desde la superficie de la Tierra hacia algunas de las especies que viven allí. Además, la precesión del eje de la Tierra afecta el clima de nuestro planeta. Junto con los cambios en la excentricidad de la órbita terrestre y los cambios en la inclinación del eje del planeta hacia el plano de la eclíptica, la precesión ocurre en la atmósfera, disminuyendo o aumentando el brillo en regiones polares y provocar que la Tierra sufra glaciaciones o interglaciaciones.
Es fácil pasar por toda esta precesión. Vacaciones diez o más veces en el mismo hotel. En absoluto si estamos hablando de sobre Turquía, un país que alquila entre un 30% y un 40% cada año. viajeros procedentes de Lituania, y estas cifras aumentan constantemente. Vacaciones en Bodrum, Antalya, Marmaris, Kemer y otra en el Mediterráneo y mares egeos, situado en lo alto de la ciudad, atrae cada año a multitudes lituanas, y muchos de ellos regresan a este país y a lo antes posible. ¿Cuál es entonces el secreto del estancamiento de la popularidad de Turquía?
No es difícil entender que es precisamente debido a esta diferencia en el comportamiento del Sol en invierno y verano que hace frío en invierno y calor en verano. Después de todo, en verano el Sol ilumina la superficie de la Tierra mucho más tiempo que en invierno. Y los rayos del sol no sólo dan luz a la Tierra, sino que también la calientan.
Pero también valor más alto tiene una diferencia en la altura de la trayectoria del Sol sobre el horizonte. Cuando el Sol está bajo en el cielo, sus rayos tienen que atravesar una gruesa capa de caparazón de aire, que no sólo debilita la luz del Sol, sino que también retrasa el calor de sus rayos. Además, en este caso los rayos del sol inciden sobre la superficie terrestre no directamente, sino de forma oblicua, como si se deslizaran sobre ella. Como resultado de todo esto, cuando el sol está bajo, los rayos del sol calientan muy poco el suelo.
El país al que quieres regresar. Además, algunos viajeros vuelan a este país dos o tres veces al año: primavera, verano y otoño. A menudo si se encuentra opción correcta, los viajeros utilizarán el mismo hotel hasta fin de año durante muchos años seguidos. Por ejemplo, estos hoteles ya se han convertido en cadenas Dolphin, así como Amara, Gural y otros ubicados cerca de Kemer, "Me llamé".
Según el agente de viajes, las razones por las que Türkiye es tan apreciada por los turistas no son las únicas. Bueno, como Europa occidental, solo que más barato. Para empezar, Turquía ofrece a los turistas una relación calidad-precio especialmente excelente para las expectativas de nuestros viajeros. Este destino es famoso por su excelente servicio occidental. alto nivel, pero los precios son mucho más bajos que en Europa occidental. Por supuesto, todos hemos oído hablar de la hospitalidad oriental, pero los turistas en Turquía no la sienten. No importa dónde se encuentre: en un hotel, en una cafetería o en un restaurante. comunicación agradable y la buena voluntad os espera en todas partes.
Es completamente diferente cuando el Sol está muy por encima del horizonte. Entonces los rayos del sol pasan a través de un relativamente capa delgada aire y caen a la superficie de la tierra casi verticalmente. Gracias a esto, calientan mucho el suelo.
Arroz. 6. Recorrido de la luz solar en altura y en baja altura. altos cargos Sol
Mira la figura. 6. El lado izquierdo de la imagen muestra cómo un rayo de luz solar cae sobre la Tierra cuando el Sol está bajo en el cielo. El lado derecho de la imagen muestra un haz de rayos del Sol que cae sobre la Tierra cuando está alto en el cielo. El mismo haz de rayos en el primer caso (cuando el Sol está bajo) ilumina significativamente área grande en superficie de la tierra y pasa una capa de aire más espesa que en el segundo caso. Esto deja claro por qué sol de invierno Apenas calienta, pero el de verano, por el contrario, calienta mucho.
Así, vemos que el frío invernal se explica por el hecho de que en invierno el Sol no permanece mucho tiempo sobre el horizonte y sus rayos casi no calientan la superficie de la Tierra. En verano, por el contrario, el Sol permanece mucho tiempo sobre el horizonte y sus rayos calientan mucho la Tierra. Por eso hace calor en verano.
