Почему в январе в Северном полушарии зима, хотя Земля ближе к Солнцу?

Изменение расстояния из-за эксцентриситета орбиты мало по сравнению с эффектом наклона оси. Сезоны определяются высотой Солнца и длиной дня. В январе Северное полушарие наклонено от Солнца: низкая высота, короткие дни — несмотря на перигелий.

Почему летом день длиннее?

Когда склонение Солнца одного знака с широтой наблюдателя, дневная дуга Солнца длиннее. График высоты в полдень показывает наивысшую точку; точные восход и заход требуют ещё часового угла и широты.

Почему склонение Солнца не идеальная синусоида?

В модели для простоты взята синусоида — хорошее приближение. В действительности Земля в перигелии движется быстрее (второй закон Кеплера), сезоны чуть неравны. Более точный годовой путь Солнца даёт аналемму — восьмёрку на небе.

Можно ли найти высоту Солнца в полдень для своего города?

Да, с оговорками: широта положительна к северу и отрицательна к югу, а формула склонения — средняя. Для конкретной даты точнее астрономическое склонение; для сезонной тенденции оценки достаточно.

Времена года и наклон оси

Ось Земли наклонена примерно на 23,4° к перпендикуляру к эклиптике. Склонение Солнца по дню года и высота Солнца в полдень на заданной широте.

О модели

Смена времён года связана с наклоном оси Земли, а не с изменением расстояния до Солнца. Ось составляет угол около 23,4° с перпендикуляром к эклиптике и сохраняет направление в пространстве. Из-за этого широта, где Солнце в полдень в зените (подсолнечная точка), за год смещается между тропиками. Склонение Солнца в упрощённой модели δ ≈ 23,4° · sin(360° · (день − 80) / 365,25). Высота Солнца в истинный полдень на широте φ: h = 90° − |φ − δ|. Орбита принята круговой; рефракция и угловой размер диска не учитываются. Ползунки дня года и широты показывают, как меняются склонение и полуденная высота — а с ними поток излучения и длина дня.

Для кого: 7–9 класс, астрономия: причины смены времён года. Широта, склонение и высота Солнца в полдень.

Ключевые понятия

наклон оси
эклиптика
склонение Солнца
высота Солнца
подсолнечная точка
тропик Рака
тропик Козерога
равноденствие

Как это работает

На схеме Земля с наклонной осью и положение Солнца по дню года. Склонение δ задано синусоидой с амплитудой 23,4°; высота в полдень на широте φ считается по формуле меридиана. Видно, что сезоны определяются высотой Солнца и длиной дня, а не расстоянием Земля–Солнце.

Часто задаваемые вопросы

Почему в январе в Северном полушарии зима, хотя Земля ближе к Солнцу?: Изменение расстояния из-за эксцентриситета орбиты мало по сравнению с эффектом наклона оси. Сезоны определяются высотой Солнца и длиной дня. В январе Северное полушарие наклонено от Солнца: низкая высота, короткие дни — несмотря на перигелий.
Почему летом день длиннее?: Когда склонение Солнца одного знака с широтой наблюдателя, дневная дуга Солнца длиннее. График высоты в полдень показывает наивысшую точку; точные восход и заход требуют ещё часового угла и широты.
Почему склонение Солнца не идеальная синусоида?: В модели для простоты взята синусоида — хорошее приближение. В действительности Земля в перигелии движется быстрее (второй закон Кеплера), сезоны чуть неравны. Более точный годовой путь Солнца даёт аналемму — восьмёрку на небе.
Можно ли найти высоту Солнца в полдень для своего города?: Да, с оговорками: широта положительна к северу и отрицательна к югу, а формула склонения — средняя. Для конкретной даты точнее астрономическое склонение; для сезонной тенденции оценки достаточно.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 51 в «Астрономия и небо».

Вся категория →

НовоеШкольные

Эклиптика и зодиакальный пояс

Запустить симулятор

Небесный экватор и эклиптика, наклон эклиптики, годовое движение Солнца (знаки как карта неба, не астрология).

НовоеШкольные

Солнечное затмение

Запустить симулятор

Луна между Солнцем и Землёй: угловые размеры дисков, конусы тени и полутени, наклон орбиты к эклиптике.

НовоеШкольные

Звёздные и солнечные сутки

Запустить симулятор

Солнечные сутки длиннее звёздных примерно на 4 минуты: за оборот Земля ещё смещается по орбите.

НовоеШкольные

Циклы Миланковича

Запустить симулятор

Эксцентриситет, наклон оси и прецессия задают учебную кривую инсоляции высоких широт и ритм ледниковых циклов.

НовоеШкольные

Орбита кометы, кома и хвосты

Запустить симулятор

Эксцентричная орбита, яркость комы у Солнца, ионный и пылевой хвосты, переключатель солнечного ветра.

НовоеШкольные

Аберрация света

Запустить симулятор

Годичная аберрация Брэдли: наклон трубы v/c ~ 10⁻⁴; амплитуда ~20,5″ — не параллакс.

Времена года и наклон оси

О модели

Как это работает

Часто задаваемые вопросы

Похожие симуляторы

Эклиптика и зодиакальный пояс

Солнечное затмение

Звёздные и солнечные сутки

Циклы Миланковича

Орбита кометы, кома и хвосты

Аберрация света

Времена года и наклон оси

О модели

Как это работает

Часто задаваемые вопросы