ما سبب حدوث الفصول الأربعة؟

ما سبب حدوث الفصول الأربعة؟ عندما تدور الأرض حول محورها وتنتج الليل والنهار، تتحرك أيضًا حول الشمس في مدار بيضاوي الشكل -دائرة مستطيلة- يتطلب حوالي 365 1/4 أيام حتى تكتمل.

ما سبب حدوث الفصول الأربعة؟

يميل محور دوران الأرض بالنسبة إلى مستواها المداري. هذا هو سبب الفصول. عندما يشير محور الأرض نحو الشمس يكون الصيف في ذلك النصف من الكرة الأرضية.

عندما يكون محور الأرض بعيدًا يمكن توقع الشتاء. نظرًا لأن ميل المحور يبلغ 23 1/2 درجة، فإن القطب الشمالي لا يشير أبدًا إلى الشمس مباشرة ولكنه يشير إلى أقرب نقطة ممكنة في الانقلاب الشمسي الصيفي وعلى الانقلاب الشتوي بقدر الإمكان.

في منتصف الطريق بين هاتين الفترتين في الربيع والخريف يشير محور دوران الأرض إلى 90 درجة بعيدًا عن الشمس. هذا يعني أنه في هذا التاريخ يكون للنهار والليل نفس الطول تقريبًا: 12 ساعة لكل منهما أكثر أو أقل.

لماذا يجب أن يكون هذا الميل لمحور الأرض مهمًا لطقسنا؟ لفهم هذا خذ قطعة من الورق ومصباح يدوي. سلط الضوء من المصباح مباشرة على الورقة حتى ترى دائرة مضيئة.

كل ضوء المصباح موجود في تلك الدائرة. الآن قم بإمالة الورقة ببطء بحيث تتمدد الدائرة في شكل بيضاوي. كل الضوء لا يزال في هذا القطع الناقص، لكن القطع الناقص منتشر على ورق أكثر. كثافة الضوء تنخفض.

بمعنى آخر تنخفض كمية الضوء لكل سنتيمتر مربع -يزداد عدد السنتيمترات المربعة بينما يظل إجمالي كمية الضوء كما هو-.

نفس الشيء صحيح على الأرض. عندما تكون الشمس في سماء الرأس يسقط الضوء عليك مباشرة وبالتالي يضرب المزيد من الضوء والمزيد من الحرارة في كل سنتيمتر مربع من الأرض.

عندما تكون الشمس منخفضة في السماء ينتشر الضوء أكثر على سطح الأرض ويمكن امتصاص حرارة أقل (لكل سنتيمتر مربع). نظرًا لأن محور الأرض مائل تكون الشمس أعلى عندما تكون على جزء من الأرض حيث يشير المحور أكثر نحو الشمس وأقل من ذلك الجزء من الأرض حيث يشير المحور بعيدًا عن الشمس.

بالنسبة إلى النصف الشمالي من الكرة الأرضية يشير المحور في معظمه إلى الشمس في شهر يونيو على وجه التحديد حوالي 21 يونيو، وبعيدًا عن الشمس في حوالي 21 ديسمبر.

الانقلاب الشتوي والصيفي

وهذا يتوافق مع الانقلاب الشتوي والصيفي الانقلاب الشمسي هو مصطلح لاتيني يعني "الشمس تقف" بالنسبة لنصف الكرة الجنوبي ، فإن هذا معكوس.

بالنسبة لنصفي الكرة الأرضية تكون الأرض على بعد 90 درجة من الشمس حوالي 21 مارس ثم مرة أخرى حوالي 21 سبتمبر. وهذا يتوافق مع الاعتدال الربيعي والخريف الاعتدال اللاتيني يعني "ليلة متساوية" كل مكان في العالم به حوالي 12 ساعة من ضوء النهار و 12 ساعة من الليل 

لماذا لا يفصل بين شروق الشمس وغروبها 12 ساعة بالضبط في الاعتدال؟

النهار والليل ليسا متساويين في الطول في وقت الاعتدال في آذار وسبتمبر. التواريخ التي يكون فيها النهار والليل كل 12 ساعة تحدث قبل أيام قليلة من الاعتدال وبعده. تختلف التواريخ المحددة لهذا الحدوث باختلاف خطوط العرض.

في يوم الاعتدال يعبر المركز الهندسي لقرص الشمس خط الاستواء ، وهذه النقطة فوق الأفق لمدة 12 ساعة في كل مكان على الأرض. ومع ذلك فإن الشمس ليست مجرد نقطة هندسية.

يتم تعريف شروق الشمس على أنه اللحظة التي تصبح فيها الحافة الأمامية لقرص الشمس مرئية في الأفق بينما غروب الشمس هو اللحظة التي تختفي فيها الحافة الخلفية للقرص أسفل الأفق.

في هذه الأوقات يكون مركز القرص بالفعل تحت الأفق. علاوة على ذلك فإن الانكسار أو الانحناء لأشعة الشمس في الغلاف الجوي يتسبب في ظهور قرص الشمس أعلى في السماء مما كان عليه الحال إذا لم يكن للأرض غلاف جوي.

وهكذا في الصباح تكون الحافة العلوية للقرص مرئية لعدة دقائق قبل أن تصل الحافة الهندسية للقرص إلى الأفق. وبالمثل تختفي الحافة العلوية للقرص في المساء بعد مرور عدة دقائق من مرور القرص الهندسي أسفل الأفق.

بالنسبة للمراقبين على بعد درجتين من خط الاستواء ، تكون الفترة من شروق الشمس إلى غروبها دائمًا أطول بعدة دقائق من الليل. عند خطوط العرض العليا في نصف الكرة الشمالي فإن تاريخ الليل والنهار المتساويين يحدث قبل الاعتدال الربيعي لشهر مارس.

ويستمر النهار في أن يكون أطول من الليل حتى بعد الاعتدال في سبتمبر. في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية تقع تواريخ تساوي الليل والنهار قبل الاعتدال الشتوي لشهر سبتمبر وبعد الاعتدال الربيعي في مارس.