Dlaczego nie mamy 2 Summers i 2 Winters?

Ze względu na eliptyczną orbitę Ziemi, jej odległość od Słońca różni się o prawie 5 milionów kilometrów (147 milionów kilometrów w najbliższym punkcie i 152 miliony kilometrów w najdalszym punkcie, tj. Prawie 3% średniej odległości).

Jest to oczywiste z faktu, że Wenus ma gorętsze środowisko niż Mars ze względu na ich odpowiednie odległości od Słońca.

Dlaczego zatem Ziemia nie obserwuje dwóch zim (w najdalszych punktach) i dwóch lat (w najbliższych punktach)?

Dodatkowa uwaga : wiem, że sezonowe zmiany klimatu na Ziemi spowodowane są nachyleniem o 23 stopnie, co powoduje zmiany gęstości światła słonecznego na półkulach.

Ale dla mnie ta odległość 5 milionów kilometrów wydaje się bardziej istotna niż pochylenie 23 stopni.

Istnieje kilka niepoprawnych założeń w Twoim poście, więc trudno jest odpowiedzieć na zadane pytanie. Ale mogę rozwiązać te nieporozumienia.

1. Pory roku nie są spowodowane naszą odległością od słońca
Pory roku są spowodowane nachyleniem 23,5 ° w osi Ziemi. Gdy na półkuli północnej jest pochylony w kierunku słońca (latem), Southern Hemisphere jednocześnie pochylony z dala od słońca (zima). Zatem sezonowa różnica temperatur ma niewiele wspólnego z pozycją Ziemi na jej eliptycznej orbicie. Bez tego przechyłu nie byłoby pór roku, a temperatura z dnia na dzień na całym świecie byłaby względnie jednolita.

2. Nawet GLOBALNA temperatura NIE jest zgodna z naszą zmianą odległości
W rzeczywistości średnia temperatura Ziemi na świecie jest najgorętsza, gdy jest najdalej od Słońca - cieplejsza o około 2,3 ° C ( ref ). Wynika to z faktu, że na półkuli północnej znajduje się znacznie więcej ziemi zwróconej w stronę słońca (gdy Ziemia jest najdalej na swojej orbicie). Więc nawet jeśli światło słoneczne jest mniej intensywne, ziemię można ogrzać znacznie szybciej niż rozległe oceany, które trzeba ogrzać w peryhelium.

Ta niespójność odległość-temperatura nie jest unikalna dla Ziemi. Spójrz na średnią temperaturę innych planet wewnętrznych, gdy oddalamy się od Słońca:

1. Rtęć (167 ° C)
2. Wenus (460 ° C) ← dalej, ale cieplej niż Merkury?
3. Ziemia (14,0 ° C)
4. Mars (-60 ° C)

Wenus jest w rzeczywistości cieplejsza niż Merkury z powodu gęstej atmosfery dwutlenku węgla, która powoduje niekontrolowane ocieplenie klimatu. Zatem nie tylko odległość od Słońca determinuje średnią temperaturę planety.

3. Jest tylko JEDNA aphelium / peryhelium
Najbliższy punkt orbity Ziemi (peryhelium) i najdalszy (aphelium) zdarza się tylko raz w roku; nie dwa razy. Jest tak, ponieważ eliptyczna orbita Ziemi jest taka, że ​​słońce znajduje się w jednym z ognisk, a nie w centrum (jak pokazano poniżej).

^{Zauważ, że rozmiar ciał i mimośrodowość orbit są tutaj bardzo wyolbrzymione.}

Różnica w odległości do 5 milionów kilometrów od Słońca może wydawać się bardzo duża, 5 milionów kilometrów to duża odległość, ale nie wpływa ona na pogodę Ziemi tak bardzo jak nachylenie osiowe. 3% zmiana odległości prowadzi do ~ 7% zmiany natężenia promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi, dawać lub brać.

Zastanówmy się jednak nad odchyleniami osiowego nachylenia Ziemi, a tutaj wykorzystam przykład lokalizacji pod kątem 45 stopni. szerokość geograficzna, podobna do szerokości geograficznej miast takich jak Nowy Jork, Londyn, Berlin, Paryż itp. Pierwszym czynnikiem jest długość dnia. Osiowe przechylenie oznacza, że ​​w lecie dzień będzie dłuższy, a zimą dzień będzie krótszy. W 45 ° szerokość geograficzna przekłada się na to, że Słońce znajduje się nad horyzontem przez pełne 15,5 godziny podczas przesilenia letniego i tylko 8,7 godziny podczas przesilenia zimowego. To prawie 2: 1 różnica w liczbie godzin dziennych, co całkowicie pochłania niewielką różnicę 7%.

Ponadto kąt Słońca w zimie jest bardzo niski, co oznacza, że ​​ilość Słońca padającego na ziemię jest mniejsza na powierzchnię, niż gdyby była pod większym kątem. Na przesilenie zimowe w 45 stopniach. szerokość geograficzna Promienie słoneczne są zmniejszone do 37% ich siły na metr kwadratowy gruntu w porównaniu z tym, jak silnie by świeciły bezpośrednio nad jakąś lokalizacją w pobliżu równika. Ale podczas przesilenia letniego są 97% tak silne, jak gdyby byli bezpośrednio nad głową. Co stanowi różnicę 2,5: 1.

Tak więc tutaj masz łącznie około 400% różnicy w ilości światła i ciepła świecącego na danym skrawku ziemi każdego dnia między zimą a latem.

Podejrzewam, że myślisz, że mielibyśmy lato, kiedy na przykład półkula północna jest pochylona w kierunku Słońca, i drugie lato podczas peryhelium, kiedy Ziemia jest najbliżej Słońca. Po pierwsze, czas nie działa; peryhelium ma miejsce na początku stycznia, w pobliżu północnego środka zimy. To prawdopodobnie łagodzi skutki przechyłu osiowego na półkuli północnej (i wzmacnia je na półkuli południowej), ale nie wystarczy ich przesłonić.

Inne odpowiedzi mówiły, że pochylenie osiowe jest bardziej znaczącym czynnikiem niż zmiana odległości od Słońca, ale nie wyjaśniono, dlaczego .

Poniżej znajduje się przybliżony przypuszczalny tył koperty.

Różnicę w oświetleniu spowodowaną zmienną odległością od Słońca można obliczyć ze stosunku odległości peryhelium i aphelium, który wynosi około 0,967. Zastosowanie odwrotnego prawa kwadratowego wskazuje, że ilość światła słonecznego w aphelium stanowi około 93,5% tego, co jest w peryhelium. Odniesienie: http://en.wikipedia.org/wiki/Perihelion#Planetary_perihelion_and_aphelion

W mojej obecnej lokalizacji (około 33 ° szerokości geograficznej północnej), o tej porze roku (w pobliżu północnego przesilenia zimowego), dostajemy około 10 godzin światła słonecznego i 14 godzin ciemności każdego dnia. (Odnośnik: aplikacja pogodowa na mój telefon). To około 83% tego, co uzyskalibyśmy przy 12 godzinach światła dziennego podczas obu dni równonocy i około 71% tego, co dostalibyśmy przy 14 godzinach światła dziennego i 10 godzinach ciemności dziennie podczas przesilenia letniego. Efekt jest większy przy wyższych szerokościach geograficznych.

Ponadto słońce jest zimą niżej na niebie zimą niż latem, co oznacza, że ​​dana ilość światła słonecznego rozpościera się na większym obszarze powierzchni Ziemi, co czyni ten współczynnik jeszcze większym.

Nie mam na to liczb, ale wystarczy pokazać, że efekt przechyłu osiowego jest znacznie większy niż wpływ różnej odległości między Ziemią a Słońcem.

Są tutaj dwa czynniki. Jednym z nich jest to, że pochylenie 23 stopni jest o wiele ważniejsze niż małe 5 milionów km (pamiętaj, że to tylko 0,033 AU). Dowodem na to jest to, że gdy jest lato na północy, na południu jest zima, niezależnie od odległości.

Drugim jest to, że gdyby nie było przechyłu, mielibyśmy jedno bardzo lekkie lato i jedną bardzo lekką zimę (bardzo bardzo lekkie, oba), ponieważ Słońce nie znajduje się w centrum elipsy (dwa najbliższe punkty i dwa najdalsze punkty), ale na jednym punkcie skupienia (jeden najbliższy punkt i jeden najdalszy punkt).

Jest tak, ponieważ pochylenie ziemi o 23 stopnie i orbita elipsy wokół Słońca.

Jeśli wykonasz równanie ze wszystkimi zmiennymi, które mamy tutaj

1. Pochylenie ziemi o 23 stopnie
2. Elipsa orbita Ziemi wokół Słońca
3. Prędkość Ziemi wokół siebie
4. Prędkość orbity Ziemi wokół Słońca
5. Odległość między ziemią a słońcem

Zauważysz więc zmienność warunków pogodowych dotyczących tych zmiennych, więc mamy 2 zimy i 2 lata, ale 2 z nich są tylko stanem przejściowym.
Dowodem na to, że na biegunach ziemi możemy mieć tylko lato i zimę, ponieważ ograniczenie zmiennej (1).

Mamy 2 lata i dwie zimy - oraz 2 źródła i jesienie. Różna odległość między słońcem a ziemią nie powoduje pór roku. Są one spowodowane przechyleniem Ziemi w kierunku słońca latem i zimą z dala od słońca.

Półkule północna i południowa mają te same pory roku, ale o przeciwnych porach roku.
Na przykład, kiedy w Stanach Zjednoczonych jest zima, w Argentynie jest lato i odwrotnie.

Ponieważ pory na półkuli północnej i południowej występują o przeciwnych porach roku, oznacza to, że każdego roku występują 2 lub 8 odrębnych pór roku, w tym 2 osobne lata i 2 osobne zimy.

Być może ten link może pomóc:
http://neoprogrammics.com/equinoxes_and_solstices/