Почему времена года возникают не из-за расстояния до Солнца

Каждую зиму кто-нибудь обязательно скажет: «Холодно, потому что Земля сейчас далеко от Солнца». Звучит логично. Чем дальше от печки, тем холоднее. Но с планетой эта логика почему-то не работает.

На самом деле в январе, когда в северном полушарии стоят морозы, Земля находится к Солнцу ближе всего. А в июле, в разгар жары, она от него дальше. Так что расстояние тут вообще ни при чём.

Что на самом деле наклоняет погоду

Земля вращается вокруг Солнца не «ровно», а с наклоном оси примерно на 23,4 градуса. Этот наклон не меняется за год: он всегда смотрит в одну и ту же сторону, как волчок, который слегка завалился, но не падает.

Наклон оси и угол падения солнечных лучей определяют сезон

Из-за этого в разное время года солнечные лучи падают на полушария под разными углами. Когда северное полушарие наклонено к Солнцу, лучи бьют прямее и греют сильнее. Через полгода ситуация меняется: к Солнцу наклоняется южное полушарие, а северное получает свет как бы вскользь.

Прямой луч несёт больше энергии на единицу площади, чем косой. Это как с фонариком: посветите на стену под углом, и пятно растянется, станет тусклее. То же самое происходит с солнечным светом на поверхности планеты.

Почему близость к Солнцу не спасает от холода

Орбита Земли не идеальный круг, а эллипс. В начале января планета проходит точку перигелия, то есть ближайшую к Солнцу точку. В начале июля она оказывается в афелии, самой дальней точке. Разница в расстоянии составляет около 5 миллионов километров, что кажется очень много.

Орбита Земли вытянута, но разница в энергии невелика

Но если посмотреть на процентное соотношение, разница в получаемой энергии всего около 7 процентов. Этого мало, чтобы устроить зиму или лето. Гораздо сильнее на температуру влияет угол падения лучей и длительность светового дня.

Кстати, именно поэтому в южном полушарии сезоны немного мягче: там лето приходится на перигелий, когда Земля ближе к Солнцу. Но решающую роль всё равно играет наклон, а не расстояние.

Как наклон оси объясняет полярные ночи и экваториальную жару

Чем ближе к полюсам, тем заметнее эффект наклона. За полярным кругом зимой Солнце может вообще не показываться над горизонтом, а летом не заходить сутками. Это прямое следствие того, что ось наклонена, а не расстояния до светила.

За полярным кругом Солнце может не показываться месяцами

На экваторе сезоны почти незаметны: там круглый год день и ночь примерно равны, а Солнце поднимается высоко. Наклон оси там сказывается слабее, поэтому разница между «летом» и «зимой» больше выражается в дождях, а не в температуре.

Получается, что времена года - это не про то, насколько близко мы подошли к Солнцу, а про то, под каким углом на нас падает свет. Наклон оси работает как главный переключатель сезонов.