Årsakene til årstidene

NASA

Årstidsskifte er et av de fenomenene som folk tar for gitt. De vet at det skjer de fleste steder, men stopper ikke alltid opp for å tenke på hvorfor vi har årstider. Svaret ligger i riket av astronomi og planetarisk vitenskap.

Den største årsaken til årstidene er at jordens akse er vippet i forhold til dens baneplan . Tenk på baneplanet til solsystemet som en flat plate. De fleste planetene går i bane rundt solen på 'overflaten' av platen. I stedet for å ha nord- og sørpolene peker direkte vinkelrett på platen, har de fleste planeter polene på skrå. Dette gjelder spesielt for Jorden, hvis poler er vippet 23,5 grader.

Jorden kan ha en tilt på grunn av stor innvirkning på vårplanetenshistorie som sannsynligvis forårsaket skapelsen av månen vår . I løpet av den hendelsen ble spedbarnet Jorden slått ganske kraftig av en Mars-størrelse. Det fikk den til å velte på siden en stund til systemet satte seg.

NASA/JPL-Caltech

' id='mntl-sc-block-image_1-0-6' />

Den beste teorien om dannelsen av Månen sier at spedbarnet Jorden og en Mars-størrelse kalt Theia kolliderte tidlig i solsystemets historie. Restene ble sprengt til verdensrommet og til slutt smeltet sammen for å danne Månen. NASA/JPL-Caltech

Til slutt dannet Månen seg og jordens tilt satte seg til 23,5 grader den er i dag. Det betyr at i løpet av en del av året er halvparten av planeten vippet bort fra solen, mens den andre halvparten vipper mot den. Begge halvkulene får fortsatt sollys, men den ene får det mer direkte når den vippes mot solen om sommeren, mens den andre får det mindre direkte om vinteren (når den vippes bort).

Dette diagrammet viser jordens aksiale helning og hvordan den påvirker halvkulene som vippes mot solen gjennom ulike deler av året. NASA/CMGlee

Når den nordlige halvkule vippes mot solen, opplever folk i den delen av verden sommeren. Samtidig får den sørlige halvkule mindre lys, så vinteren oppstår der. De solhverv og jevndøgn brukes mest i kalendere for å markere begynnelsen og slutten av sesonger, men er ikke i seg selv relatert til årsakene til årstidene.

Sesongmessige endringer

Året vårt er delt inn i fire årstider: sommer, høst, vinter, vår. Med mindre noen bor ved ekvator, gir hver årstid forskjellige værmønstre. Generelt er det varmere om våren og sommeren, og kjøligere om høsten og vinteren. Spør folk flest hvorfor det er kaldt om vinteren og varmt om sommeren, og de vil sannsynligvis si det Jord må være nærmere solen om sommeren og lenger unna om vinteren. Dette virker å få sunn fornuft. Tross alt, når noen kommer nær en brann, føler de mer varme. Så hvorfor skulle ikke nærhet til solen forårsake den varme sommersesongen?

Selv om dette er en interessant observasjon, fører det faktisk til feil konklusjon. Her er grunnen: Jorden er lengst fra solen i juli hvert år og nærmest i desember, så grunnen til 'nærhet' er feil. Også når det er sommer på den nordlige halvkule, skjer vinteren på den sørlige halvkule, og omvendt. Hvis årsaken til årstidene utelukkende var på grunn av vår nærhet til Sol , da skal det være varmt både på den nordlige og den sørlige halvkule på samme tid av året. Det skjer ikke. Det er egentlig tilten som er hovedgrunnen til at vi har sesonger. Men det er en annen faktor å vurdere.

Alle planeter har en aksial tilt, inkludert gassgigantene. Uranus-helningen er så alvorlig at den 'ruller' rundt solen på siden. NASA

Det er varmere på høymiddag også

Jordens tilt betyr også at solen vil se ut til å stige og gå ned i forskjellige deler av himmelen på forskjellige tider av året. Om sommeren topper solen seg nesten rett over hodet, og generelt sett vil den være over horisonten (dvs. det vil være dagslys) mer av dagen. Dette betyr at solen vil ha mer tid å varme opp jordoverflaten om sommeren, slik at den blir enda varmere. Om vinteren er det mindre tid til å varme opp overflaten, og ting er litt kjøligere.

Observatører kan generelt se denne endringen av tilsynelatende himmelposisjoner ganske enkelt. I løpet av et år er det ganske enkelt å merke seg solens posisjon på himmelen. Om sommeren vil den stå høyere opp og stige og stille seg på andre posisjoner enn om vinteren. Det er et flott prosjekt for alle å prøve, og alt de trenger er en grov tegning eller bilde av den lokale horisonten mot øst og vest. Observatører kan se ut på soloppgangen eller solnedgangen hver dag, og markere posisjonene for soloppgang og solnedgang hver dag for å få hele ideen.

Tilbake til Nærhet

Så spiller det noen rolle hvor nær jorden er solen? Vel, ja, på en måte gjør det det, bare ikke slik folk forventer. Jordens bane rundt solen er bare litt elliptisk. Forskjellen mellom det nærmeste punktet til Solen og det fjerneste punktet er litt mer enn tre prosent. Det er ikke nok til å forårsake store temperatursvingninger. Det tilsvarer en forskjell på noen få grader Celsius i gjennomsnitt. Temperaturforskjellen mellom sommer og vinter er mye mer enn det. Så nærhet gjør ikke så mye av en forskjell som mengden sollys planeten mottar. Det er derfor bare å anta at Jorden er nærmere i løpet av en del av året enn en annen er feil. Årsakene til årstidene våre er enkle å forstå med et godt mentalt bilde av planetens tilt og dens bane rundt solen.

Viktige takeaways

• Jordens aksiale tilt spiller en stor rolle i å skape årstider på planeten vår.
• Halvkulen (nord eller sør) som vippes mot solen mottar mer varme i løpet av den tiden.
• Nærhet til solen er IKKE en grunn til årstidene.

Kilder

• 'Jordens tilt er grunnen til årstidene! Ice-Albedo Feedback: Hvordan smelting av is får mer is til å smelte - Windows til universet , www.windows2universe.org/earth/climate/cli_seasons.html.
• Greicius, Tony. NASA-studie løser to mysterier om slingrende jord. NASA , NASA, 8. apr. 2016, www.nasa.gov/feature/nasa-study-solves-two-mysteries-about-wobbling-earth.
• I dybden | Jorden – Utforskning av solsystemet: NASA Science. NASA , NASA, 9. apr. 2018, solarsystem.nasa.gov/planets/earth/in-depth/.