Защо Земята е най-отдалечена от Слънцето през лятото, а не през зимата?
Какво представляват афелий и перихелий?
На 5 юли Земята отново преминава през афелия, точката в своята орбита, в която се отдалечава най-далеч от Слънцето. В този ден те ще бъдат разделени от 152,1 милиона километра. Но защо, въпреки факта, че Земята е най-отдалечена от Слънцето през лятото, почти не го забелязваме?
Какво представляват афелий и перихелий?
В повечето диаграми на Слънчевата система орбитите на планетите обикновено се изобразяват като кръгове. Това е опростяване. Всъщност всички планети се движат по елиптични орбити. Най-близката точка на орбитата до Слънцето се нарича перихелий, най-отдалечената точка се нарича афелий.
За да определят колко кръгла е една орбита, учените използват мярка, наречена ексцентричност. В случая на Земята ексцентрицитетът на нейната орбита е 0,0167, което е почти перфектна окръжност. И това е нещо много хубаво. В крайна сметка, ако нашата планета беше в удължена орбита, това би довело до екстремни температурни колебания през цялата година.
Когато дойде афелия
В момента Земята преминава афелий в началото на юли, около 14 дни след лятното слънцестоене. Тъй като денят на слънцестоенето може да се измества, афелият не е обвързан с определен ден. Земята може да го премине на 4, 5 или дори 6 юли. Що се отнася до перихелия, съответно Земята го преминава в началото на януари.
Въпреки това, ако разгледаме по-голям времеви мащаб, забелязваме, че поради дългосрочни циклични вариации в ексцентричността на земната орбита (те са известни като цикли на Миланкович), датите на афелия и перихелия се преместват с един ден напред на всеки 58 години. Например през 1246 г. Земята е преминала афелий в деня на лятното слънцестоене в северното полукълбо. Според изчисленията на астрономите датата на афелия ще се измести толкова много, че ще съвпадне с есенното равноденствие към 6430 г.
Как афелият влияе на смяната на сезоните?
Въпреки че орбитата на нашата планета е близка до кръговата, все пак има разлика между перихелий и афелий и тя не е незначителна. В началото на януари Земята е на около 147,1 милиона километра от Слънцето, а в началото на юли е на 152,1 милиона километра. Поради промяната в разстоянието, в афелия нашата планета получава само 93,55% от слънчевата радиация, която получава в перихелия. Изглежда, че това трябва да окаже значително влияние върху климата на Земята и да повлияе на смяната на сезоните. Но в действителност е по-сложно.
Когато говорим за перихелий и афелий, често забравяме, че нашата планета има две полукълба. Когато в северното полукълбо е зима, в южното е лято — и обратно. Така че от гледна точка на жителите на южното полукълбо, няма никакво привидно противоречие: Земята преминава афелий през зимата и перихелий през лятото. Но в същото време летата в Северното полукълбо са средно с 2,3 °C по-горещи от лятото в Южното полукълбо. И Северното полукълбо получава по-малко светлина.
Този парадокс всъщност се обяснява доста просто. Северното полукълбо съдържа по-голямата част от сушата на Земята. Той абсорбира повече слънчева светлина от океаните, което го кара да се нагрява повече и компенсира ефекта на афелия.
Ключовият фактор, влияещ върху смяната на сезоните, е наклонът на земната ос, който е 23,4°. Ако не беше така, нашата Земя щеше да е съвсем различна планета. Всички части от повърхността му ще получават еднакво количество светлина през цялата година. Това означава, че на Земята няма да има пролет, лято, есен и зима. Дните и нощите винаги ще бъдат по 12 часа. Високите географски ширини ще имат вечна зима, докато екваторът ще има влажни тропици с обилни дъждове. Някои учени дори смятат, че животът в сегашната му форма не би могъл да възникне на Земята, ако оста й не е била наклонена.
Така че, въпреки че афелият и перихелият имат известно влияние върху климата на Земята, то се губи на фона на решаващата роля, която играе наклонът на земната ос. Но ситуацията е различна за някои други планети в Слънчевата система. Като пример можем да разгледаме Марс. Неговата ос има подобен наклон (25°), но ексцентрицитетът на орбитата е много по-голям и е 0,092. И това вече значително влияе върху климата на Червената планета, правейки смяната на сезоните много по-рязка. Марс преминава през перихелий, когато е лято в южното полукълбо. Следователно летните температури в южната част на Червената планета могат да бъдат с до 30 °C по-високи от летните температури на север. И това трябва да се вземе предвид при планирането на космически мисии.