Спомням си как времето минаваше удивително бавно като дете. Спомням си как през дългото лято мечтаехме да се плъзгаме по ледените пързалки, а през безкрайната зима да плуваме в реката. С възрастта стана ясно, че на нашата огромна планета съжителстват тежка зима и горещо лято, прохладна пролет и дъждовна есен по едно и също време на годината и че е лесно с помощта на самолети да се преместите на място с необходими метеорологични условия. Само в живота на възрастните вече не бързаме с времето и се наслаждаваме на всякакви сезонни промени: първия сняг, пролетните цветя, летните реколти и есенното злато.
В тази връзка възникват въпроси:

• Какво е свързано със смяната на сезоните?
• Има ли четири сезона навсякъде на нашата планета?
• Но какво да кажем за смяната на сезоните на други планети от нашата слънчева система?

Смяна на сезоните

Ако разгледаме движението на Земята спрямо Слънцето, се оказва, че оста на нашата планета е наклонена към равнината на нейното движение под ъгъл от 66,5 °. От това следва, че във всяка точка от земната траектория различни части от повърхността на планетата получават неравномерен поток от слънчева топлина.

Северното полукълбо получава максимална енергия, когато планетата е обърната към нашата звезда със своя северен полюс. През този период от годината на полюса има полярен ден, а в Северното полукълбо е лято. Но на Южния полюс, който по това време е в сянка, има жестока полярна нощ, а в южното полукълбо е зима.

След шест месеца Земята ще замени Слънцето на Южния полюс и сезоните ще се обърнат.

Къде се наблюдават четирите сезона?

Най-близката до слънцето част от земното кълбо са тропиците.

Там слънчевите лъчи падат върху тропическия пояс под ъгъл от 66,5° до 90° и почти през цялата година цари лято.
Колкото по-далеч от горещия екватор, толкова по-малък е ъгълът, под който лъчите падат върху Земята, намалявайки потока на слънчевата енергия на единица площ.
Промяната на сезоните е най-ясно видима в средните географски ширини, където промените в ъгъла на падане на лъчите и продължителността на дневните часове зависят от времето на годината.
Сезонността отива в Арктика във вечната зима, където лятото съвпада със студен полугодишен ден, а зимата съвпада със свирепа полугодишна нощ.

Сезони на планетите от Слънчевата система

Планетата Марс има почти същия ъгъл на наклон (64,8°) спрямо своята орбита и почти еднакви дни (24 часа 37 минути), така че смяната на сезоните на Марс е приблизително същата като на Земята.

За други планети тези параметри се различават значително. Може да се каже, че Меркурий, Венера и Юпитер нямат сезони; техните оси са почти перпендикулярни на орбитите им. А планетата Уран практически лежи на една страна (7,7°).
И въпреки бързата смяна на деня (17 часа), полярната нощ и полярният ден там продължават 42 земни години, тъй като планетата прави едно завъртане около Слънцето за 84 години.

Марс- това е суров, студен свят, чиито условия са много различни от тези, с които сме свикнали. Въпреки факта, че Слънцето (когато се гледа от повърхността на Марс) изглежда тук само малко по-малко, отколкото когато се наблюдава от Земята, всъщност Марс се намира на разстояние от него, тоест много по-далеч от нашата планета (149,5 милиона км ). ). Съответно тази планета получава една четвърт по-малко слънчева енергия от Земята.

Разстоянието от Слънцето обаче е само една от причините планетата Марс да е студена планета. Втората причина е, че е твърде тънък, състоящ се от 95% въглероден диоксид и не може да задържи достатъчно топлина.

Защо атмосферата е толкова важна? Защото за нашата (и всяка друга) планета тя служи като вид „термо бельо“ или „одеяло“, което не позволява повърхността да се охлади твърде бързо. Сега си представете, че ако на Земята, с нейната много плътна атмосфера, през зимата температурата пада в някои райони до -50-70 градуса по Целзий, колко студено трябва да е на Марс, чиято атмосфера е 100 пъти по-тънка от земната!

Сняг на Марс - пейзаж, видян от един от марсоходите на повърхността на червената планета. Честно казано, тук в Якутия видях абсолютно същите пейзажи

Температура на Марс ден и нощ

И така, Марс е безжизнена и студена планета, поради тънката си атмосфера, напълно лишена от шанса някога да се „затопли“. Но каква температура обикновено се наблюдава в марсиански условия?

Средна температура на Марсе нещо около минус 60 градуса по Целзий. За да разберете колко е студено, ето нещо за размисъл: на Земята средната температура е +14,8 градуса, така че да, на Марс е много, много „хладно“. През зимата, близо до полюсите, температурите на Марс могат да паднат до -125 градуса по Целзий, независимо от времето на деня. През летния ден, близо до екватора, планетата е сравнително топла: до +20 градуса, но през нощта термометърът отново ще падне до -73. Не можете да кажете нищо - условията са просто екстремни!

С падането на температурите частиците въглероден диоксид в атмосферата на Марс замръзват и падат като скреж, покривайки повърхността на планетата и скалите като сняг. Марсианският „сняг“ малко прилича на земния сняг, защото неговите снежинки не са по-големи от червените кръвни клетки в човешката кръв. По-скоро такъв „сняг“ прилича на тънка мъгла, която се утаява на повърхността на планетата, докато замръзва. Въпреки това, веднага щом настъпи марсианската сутрин и атмосферата на планетата започне да се затопля, въглеродният диоксид отново ще се превърне в летливо съединение и отново ще покрие всичко наоколо с бяла мъгла, докато се изпари напълно.

Ледените шапки на Марс се виждат дори от земята в добър телескоп.

Сезони (сезони) на Марс

Подобно на нашата планета, оста на Марс е леко наклонена спрямо равнината, което от своя страна означава, че както на Земята, Марс има 4 сезона или сезони. Но поради факта, че орбитата на Марс около Слънцето не прилича на равен кръг, а е леко изместена встрани спрямо центъра (слънцето), продължителността на марсианските сезони също е неравномерна.

И така, в северното полукълбо на планетата е най-дългият сезон пролет, който продължава цели седем на Марс земенмесеца. лятоИ есентаоколо шест месеца, но марсианецът зиматае най-краткият период от годината, който продължава само четири месеца.

По време на марсианското лято полярната ледена шапка на планетата, съставена предимно от въглероден диоксид, намалява значително по размер и може да изчезне напълно. Въпреки това дори кратка, но необичайно студена марсианска зима е достатъчна, за да го изгради отново. Ако някъде на Марс има вода, тогава най-вероятно трябва да я потърсите на полюса, където е хваната под слой замръзнал въглероден диоксид.

Суровият климат на Марс се отличава с метеорологичните си условия, поради тънката му атмосфера, неспособна да задържа топлина и огромното разстояние до Слънцето. В сравнение със Земята, тя е 1,52 пъти по-далече и получава по-малко слънчева топлина в резултат на това, там е много студено.

Има ли сезони на Марс?

Въпросът дали има смяна на сезоните на Марс отдавна е приключен. Екваторът на планетата е разположен спрямо равнината на нейната орбита под ъгъл, ъгълът му е 25,19 °. Именно поради това отклонение се сменят сезоните на Марс. Работата е там, че когато Марс се движи около Слънцето, посоката на оста не се променя. Следователно Марс, движейки се по своята орбита, обръща северното полукълбо към слънцето веднъж на всеки 24 месеца, а след 12 месеца южното полукълбо средно за 5 месеца. През този период полукълбото на планетата получава повече слънчева светлина, което означава, че се затопля повече, образувайки по-топъл климат. Поради тази причина се наблюдават сезонни промени, а на полукълбата се наблюдават противоположни сезони.

Сезонни промени на Марс

Ако на Марс има смяна на сезоните, както на Земята, то има 4 сезона. Последователността е подобна на нашата - зимата е последвана от пролетта, след това лятото, след това есента. Сезонните промени в марсианската година са неравномерни, тъй като орбитата има елипсовидна форма, а центърът на орбитата спрямо Слънцето е изместен настрани. Така че пролетта е най-дългият сезон на Марс, понякога с продължителност до седем месеца. Най-краткият сезон в годината е зимата, само около четири месеца. Лятото и есента заемат около шест месеца в годината. Един пълен кръг около Слънцето отнема двадесет и четири месеца.

Началото на сезона се определя чрез термина „слънчева дължина“. Той обозначава ъгъла от въображаемата линия, която свързва планетата със Слънцето в деня на пролетното равноденствие.

Поради специфичното отклонение на осевата линия, сезоните на Марс са по-силно изразени в южното полукълбо. Промените са най-забележими на полюсите. Те са покрити с бели образувания, които учените наричат ​​полярни шапки. Дължината на такова покритие в Арктика достига 4000–6000 km до края на студения период. Размерът се влияе от това колко ниско пада температурата. В началото на пролетта кората започва бавно да намалява. При горещо време дължината му надхвърля 700–1500 км. Там, където покривът се е свил, има само малки ледени петна.

Покритието на юг се изпарява много по-бързо и трае по-малко - и в някои години практически изчезва. Около разтопената зона се образува тъмна рамка и близките детайли стават по-отчетливи.

Нито една ледена колона не изчезва напълно. Частта, която остава дори през лятото, се нарича „остатъчна капачка“. Представлява най-ниското ниво на ледника, който се състои от вода и прах. Според изследователите масивът от останки заема няколкостотин метра.

С настъпването на топлината се отделя само първоначалният слой с дебелина не повече от 1 м. Състои се от замръзнал въглероден диоксид - сух лед. Той се затопля и се издига с изпарение в атмосферата, след което расте отново - така се образува нова „шапка“.

Към днешна дата са разработени няколко идеи за изчисляване на марсианския календар. Основното изобретение е изобретението на Томас Гангейл от 1985 г. Календарът Дари, разработен от него и впоследствие подобрен, стана най-вероятният за системата за изчисляване на сезоните на червената планета.

Дари календар

Беше удобен и лесен за използване. Всяко десетилетие съдържа 6 години от 669 дни и 4 години от 668 дни. По-дългите години са по-често срещани от обикновените години; те се наричат ​​високосни години. Календарът Dari предлага две възможности: да направи високосните години странни или да ги постави няколко години една след друга във всяко десетилетие.

Марсианският календар е тясно свързан със земните стандарти. Основната мерна единица е солът, който продължава 24 часа и 39 минути. Според системата Дари началото се пада в неделя – Сол Солис. Следват го други солове, получили имена от обекти в Слънчевата система.

Годишният период е разделен на 4 тримесечия по 6 месеца. Първите пет от всеки шест имат 28 дни. Ако годината е високосна, тогава последният 24-ти месец също има 28 сол, а не 27.

Нов 7-дневен период в месеца е равен на собственото си начало. Последният ден се пропуска само ако месецът има 27 дни - това се използва за поддържане на реда на почивните дни.

Според астрономите грешката в календара Дари е възможна с един сол за 100 години. Това показва надеждността на този времеви план.

Други календари

Марсианската теория е една от вариациите на Дариски, представена е през 2002 г. Той предлага нови версии на разпределението на марсианските месеци. Според него месеците на всяко тримесечие започват в един ден от седмицата. В четна година 1-во тримесечие започва в неделя, 2-ро в събота, 3-то в петък и 4-то в четвъртък. Месеците от първите 3 тримесечия имат по 42 сола, а четвъртите тримесечия имат 41 сола. В нечетна година: първият от сряда, вторият от вторник, третият от понеделник, четвъртият от неделя. Броят на соловете е подобен на системата от четни години, като единствената разлика е последният месец от годината, 42 сола.

1-ва година

2-ра година

Друга концепция на марсианския календар предлага следната бройна система. Една година включва обичайните 12 месеца. Първите два имат по 49 сола, третият 56, четвъртият и петият 63. Най-дългият месец е шестият, той има 66 дни. Освен това количеството намалява през седмия и осмия месец с 63 сола, през деветия с 56, през десетия и единадесетия с 49 и през последния месец на годината с 42 сола.

Сезони на Марс.

От училищния курс по география и астрономия знаем, че смяната на сезоните на Земята се случва не защото Земята се приближава до Слънцето или се отдалечава от него, а защото земният екватор е наклонен спрямо равнината на земната орбита ъгъл 23,5 градуса. От това следва, че земната ос не е перпендикулярна, а наклонена.

Докато Земята се движи около Слънцето, посоката на земната ос не се променя. Северният му край винаги е насочен към Полярната звезда. Следователно, движейки се около Слънцето, Земята обръща и северното, и южното си полукълбо към наблюдателя.

Подобна картина се наблюдава на Марс (виж фиг. 2). Различните полукълба изпитват противоположни сезони по едно и също време. Когато в северното полукълбо е лято, в южното е зима. Ако в северното полукълбо е есен, то в южното е пролет. И това е така, защото наклонът на екватора на Марс спрямо равнината на неговата орбита е приблизително същият като този на Земята, той е 24°46'. Това причинява сезонни промени на Марс.

Известно е, че количеството топлина, падащо върху дадена повърхност, зависи от височината на Слънцето над хоризонта. И колкото по-високо се издига слънцето над хоризонта, толкова повече се затопля. Различните височини на Слънцето над различните места на земното кълбо обясняват факта, че на Земята има различни топлинни климатични зони: горещ (тропичен), два умерени и два студени. Освен това всяка година има студени и топли сезони. Същото се случва и на Марс. Точно както на Земята, има ясна промяна в часовете на марсианската година и сезоните. Студена, сурова зима е последвана от хладна пролет, след това по-топло лято, което отстъпва място на хладна есен. След него отново идва студената зима с късите си дни и дългите нощи. Резултатите от тази смяна на сезоните са ясно видими през телескоп чрез топенето на полярните шапки. Но съществената разлика тук е, че орбитата на Марс е по-далеч от Слънцето, отколкото на Земята, и неговата орбитална скорост е по-малка от тази на нашата планета. Следователно годишният път на Марс е по-дълъг. Това води до факта, че продължителността на революцията на Марс около Слънцето е почти два пъти по-голяма от тази на Земята: тя е 687 земни дни. Годината на Марс съдържа 669 собствени „марсиански“ дни, които са много по-дълги от тези на Земята, така че марсианската година е почти два пъти по-дълга (по-точно 1,88) от земната.

През летния период за северното полукълбо на Земята (през юли) планетата ни е най-отдалечена от Слънцето (152 млн. км), а през зимата (януари) – по-малко (147 млн. км). Разликата е 5 милиона км. – незначителен, поради което летата в северното и южното полукълбо са почти еднакво топли. Същото може да се каже и за зимните периоди. Но тъй като ексцентрицитетът на Марс е по-голям, разстоянието му от Слънцето в перихелий е 206,7 милиона км, а в афелий – 249,1 милиона км. В резултат на това Марс в афелий получава един и половина пъти по-малко слънчева енергия, отколкото в перихелий. Следователно климатът в северното и южното полукълбо е много различен. Тя е рязко континентална. Дори на екватора, след горещ ден, може да има студове през нощта. Марс преминава през половината от перихелия на своята орбита по-бързо от половината от афелия. Следователно лятото в южното полукълбо, което пада през периода на перихелия, е по-кратко, отколкото в северното полукълбо, и по-топло, а зимата е по-тежка. Поради значителния ексцентрицитет на орбитата на Марс, продължителността на сезоните в различните полукълба варира значително (Таблица 1).

маса 1

Продължителността на деня и нощта също се променя в зависимост от сезона. В полярните ширини дългият ден, продължаващ почти цяла земна година, отстъпва място на също толкова дълга нощ. В средните географски ширини кратките зимни дни се увеличават с наближаването на пролетта и лятото и отново намаляват след лятното слънцестоене.

Сезоните на Марс са ясно видими на неговите полярни шапки.

Полярни шапки.

Северният и южният полюс на Марс са покрити от ярки светлинни образувания, които по аналогия с тези на Земята се наричат ​​„полярни шапки“.

Бялата покривка в северното полукълбо до края на зимата се простира до ширини 50–60 ° и диаметърът й достига 4000–6000 km, а през лятото намалява със скорост 10–12 (понякога до 100) km. на ден до диаметър 700 - 1500 км. Южната шапка се топи повече, а в някои години изчезва напълно, което се обяснява с ексцентричността на орбитата на Марс. Около капачката на топене се образува тъмна граница, съседните части придобиват ясни очертания и тази вълна от подобрена видимост се движи към екватора със средна скорост до 35 км. на ден, а в края на лятото дори отива отвъд екватора до 25° ширина на другото полукълбо. Всичко това е много подобно на това, което се случва на Земята. Наблюдавайки, например, Земята от Луната за дълго време, човек може да види подобна картина. И съвсем естествено възниква хипотезата, че полярните шапки на Марс се състоят от сняг или лед. Това предположение обаче не е единственото възможно. Изложени са няколко хипотези за природата на полярните шапки.

Някои учени смятат, че това е облачна покривка или мъгла. Други твърдяха, че това е солена покривка и като пример посочиха солта, която образува обширни светли покривки върху повърхността на земните солени блата. Повечето учени свързват тези капачки със слой от твърд въглероден диоксид - вещество, известно на всички като "сух лед". Тази хипотеза стана относително широко разпространена, защото беше в съответствие със спектралните изследвания, които установиха наличието на въглероден диоксид в марсианската атмосфера.

Това, което удиви учените, които анализираха снимки на южната полярна шапка, беше видимата дебелина на бялото покритие, достигаща 80 см. Те смятат, че това почти сигурно е замръзнал въглероден диоксид, тъй като в атмосферата на Марс няма достатъчно вода за такива обширни отлагания от сняг или лед. Температурните измервания също подкрепят това предположение. Така инфрачервеният радиометър Mariner 7 регистрира минимална температура от –160°C и средна температура от –118°C в южната полярна шапка, което приблизително съответства на температурата на замръзване на въглеродния диоксид при атмосферното налягане, което съществува на повърхността на Марс.

Въз основа на дългосрочни наблюдения от Земята обаче е установено, че веществото на полярните шапки не изчезва напълно дори при температури, близки до нулата. Следователно полярните ледени шапки най-вероятно включват както втвърден въглероден диоксид, така и малки количества замръзнала вода. Възможно е лед да има и под полярните шапки (в слоя вечна замръзналост).

Пролетта дойде. Сивият и матов сняг изчезна от нивите, а слънцето стана по-топло и по-нежно. Природата се събужда: започва да пониква първата зеленина, пъпките на дърветата набъбват и цъфтят, прелетните птици се завръщат, а живите същества излизат от дупките и гнездата си. Скоро ще дойде лято, есен, зима и пролетта ще дойде отново. Сезоните на нашата планета се сменят от година на година.

Но какво осигурява тези циклични промени в природата? Основната причина за смяната на сезоните е наклонът на оста на нашата планета спрямо равнината на еклиптиката, т.е. равнината на въртене на Земята около Слънцето. Земната ос е наклонена спрямо равнината на еклиптиката с 23,44°. Ако този ъгъл беше равен на нула, сезоните никога нямаше да се променят на планетата, продължителността на деня и нощта щяха да бъдат еднакви и слънцето щеше да се издига над хоризонта на една и съща височина през цялата година.

Сменят ли се сезоните на други планети в Слънчевата система?

живак

Ако вземем предвид само този показател, който има решаващо влияние върху формирането на сезоните на Земята, наклонът на оста на въртене, тогава Меркурий не би трябвало да има сезоните, с които сме свикнали. Меркурий обаче се движи по много удължена орбита, приближавайки се до Слънцето в перихелий с 46 милиона км и отдалечавайки се със 70 милиона км в афелий, което оказва значително влияние върху формирането на времето на Меркурий. Намирайки се на малко разстояние от Слънцето, осветената страна на Меркурий се нагрява средно до +300°C (максимум: +427°C) и започва лятото на Меркурий. В далечната част на орбитата настъпва зима, дори през деня по това време температурата не се повишава над 107 ° C, а през нощта пада до -193 ° C.

Изгревът на Меркурий се случва само веднъж на две години (на всеки 176 дни), но това е най-горещият изгрев в цялата система.

В същото време почти никаква слънчева светлина не достига до полюсите на Меркурий поради минималния наклон на оста на въртене спрямо равнината на еклиптиката (0,01°). В тези тъмни и студени региони са открити полярни ледени шапки, въпреки че са дебели само 2 метра.

Интересното е, че един ден (175,94 земни дни) на Меркурий продължава два пъти по-дълго от една година (87,97 земни дни).

На Венера, както и на Меркурий, също няма смяна на сезоните. Ъгълът на оста на въртене на Венера е внушителните 177°, с други думи, тази планета има обърната ориентация, а действителният ъгъл на наклон е само 3°. Орбитален ексцентрицитет, т.е. степента му на отклонение от кръга е изключително малка (0,01) и следователно не прави никакви корекции спрямо времето. През цялата година на повърхността на планетата цари горещо лято: средната температура надвишава +400°C.

Венера е знойна през цялата година със средна температура около +400°C.

Марс

Марс е подобен на нашата планета по много начини. Наклонът на оста на въртене на Марс спрямо равнината на неговата орбита е 25,2°, което е само малко по-голямо от това на Земята. Ексцентричността на орбитата на Червената планета също е малко по-голяма. В резултат марсианският климат е малко по-сезонен, което означава, че разликите (особено в температурата) между различните сезони са по-изразени.

Друга интересна особеност на марсианските сезони е, че те се различават значително в различните полукълба на планетата. Така в южното полукълбо има горещо лято и студена зима, докато в северното полукълбо няма такива контрасти - и лятото, и зимата тук са меки.

Юпитер

Оста на въртене на гигантската планета е наклонена само с 3,13° спрямо орбиталната равнина, а степента на отклонение на самата орбита от окръжността също е минимална (0,05). С други думи климатът тук не е сезонен и е постоянен през цялата година.

Сатурн

Наклонът на оста на въртене на Сатурн е 29°, така че смяната на сезоните на тази планета се характеризира с по-изразени разлики в количеството слънчева светлина и следователно температурата, отколкото на Земята. Всеки сезон - било то лято или есен - продължава около 7 години на планетата гигант. В зависимост от времето на годината Сатурн може да промени цвета си. Преди осем години, когато Касини за първи път се приближи до планетата, в северното полукълбо беше зима и тази част на Сатурн имаше син оттенък. Днес югът е боядисан в синьо - зимата е пристигнала там. Според астрономите това явление се дължи на интензивността на ултравиолетовата радиация - през зимата тя намалява, с настъпването на лятото се увеличава.

Зима в южното полукълбо на Сатурн. Синята мъгла, която покрива южния полюс на планетата, е пряко следствие от спада на температурата, т.е. пристигането на зимата. Преди 10 години, през 2004 г., точно същата синя мъгла обви северния полюс на газовия гигант.

Уран

Ъгълът на наклона на оста на въртене на планетата е 97,86° - с други думи, Уран лежи на една страна, леко обърнат с главата надолу. Този фактор обяснява доста специфичната смяна на сезоните. По време на слънцестоене само един от полюсите на планетата е обърнат към Слънцето. Познатата за нас промяна на деня и нощта е характерна само за екватора, останалите части на Уран са под прикритието на полярния ден или полярната нощ в продължение на 42 земни години.

Снимка на Уран от Вояджър 2

На полюса, обърнат към Слънцето, настъпват драматични промени: температурата се повишава значително, горните слоеве на атмосферата започват бавно да придобиват ярки цветове, заменяйки бледосин оттенък, скоростта на ветровете и броят на облаците се увеличават.

Нептун

На Нептун оста на въртене е наклонена с 30°, така че сезоните тук са подобни на тези на Земята, но разстоянието на планетата от Слънцето прави своите корекции. Една година на Нептун е почти 165 земни години, следователно всеки сезон продължава, ни повече, ни по-малко, 41 години! Лятото започна в южното полукълбо през 2005 г. и ще продължи до 2046 г.