Ruch obiegowy Ziemi i jego cechy

Ziemia obiega Słońce w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Podczas tego ruchu oś ziemska jest zawsze skierowana w stronę Gwiazdy Polarnej i nachylona do płaszczyzny orbity pod stałym kątem 66°34'.

Najważniejszym skutkiem ruchu obiegowego jest nierównomierne oświetlenie Ziemi w ciągu roku. Ponieważ oś ziemska jest stale nachylona, raz do Słońca wystawiona jest półkula północna, a raz południowa. Półkula bardziej wystawiona do Słońca otrzymuje więcej światła i ciepła.

To właśnie to nierównomierne oświetlenie powoduje, że doświadczamy różnych warunków klimatycznych w ciągu roku. Gdy jedna półkula jest lepiej oświetlona, panuje tam cieplejsza pora roku.

Warto zapamiętać! Ruch obiegowy Ziemi wraz z nachyleniem osi to przyczyna zmian pór roku, a nie odległość od Słońca (która zmienia się nieznacznie).

Astronomiczne pory roku

Astronomiczne pory roku to bezpośredni skutek nachylenia osi ziemskiej i nierównomiernego oświetlenia Ziemi. Zmieniają się co około 3 miesiące, w czterech charakterystycznych momentach roku.

Podczas równonocy wiosennej (ok. 21 marca) i równonocy jesiennej (ok. 23 września) obie półkule są jednakowo oświetlone. Dzień i noc trwają wszędzie po 12 godzin, a Słońce góruje w zenicie (pod kątem 90°) nad równikiem. Na półkuli północnej zaczyna się wtedy odpowiednio wiosna lub jesień.

Z kolei podczas przesilenia letniego (ok. 22 czerwca) lepiej oświetlona jest półkula północna, a dzień jest tam najdłuższy w roku. Słońce góruje w zenicie nad zwrotnikiem Raka. Podczas przesilenia zimowego (ok. 22 grudnia) sytuacja jest odwrotna - lepiej oświetlona jest półkula południowa, a Słońce góruje w zenicie nad zwrotnikiem Koziorożca.

Ciekawostka! Kiedy na półkuli północnej jest lato, na półkuli południowej jest zima i odwrotnie. Dlatego w Australii Boże Narodzenie świętuje się podczas upalnego lata!

Zmiany wschodów i zachodów Słońca

Miejsce wschodu i zachodu Słońca na horyzoncie zmienia się w ciągu roku. W Polsce tylko podczas równonocy (wiosennej i jesiennej) Słońce wschodzi dokładnie na wschodzie i zachodzi dokładnie na zachodzie.

Latem Słońce wschodzi bardziej na północnym wschodzie i zachodzi na północnym zachodzie. Dzięki temu dzień jest dłuższy. Zimą natomiast wschodzi na południowym wschodzie, a zachodzi na południowym zachodzie, co skraca dzień.

Również wysokość górowania Słońca (kąt, pod jakim promienie słoneczne padają na powierzchnię Ziemi w południe) zmienia się w ciągu roku. W Polsce Słońce góruje najwyżej około 22 czerwca (początek lata), a najniżej około 22 grudnia (początek zimy).

Wskazówka! Gdy Słońce góruje wysoko (latem), jego promienie padają bardziej prostopadle i lepiej ogrzewają powierzchnię Ziemi. Gdy góruje nisko (zimą), promienie padają pod mniejszym kątem, ogrzewając słabiej.

Długość dnia i nocy a strefy oświetlenia

Im dalej od równika, tym większe są różnice między długością dnia i nocy w różnych porach roku. Na równiku dzień i noc zawsze trwają po 12 godzin, natomiast w Polsce latem dzień może trwać nawet 17 godzin.

W wysokich szerokościach geograficznych (między kołami podbiegunowymi a biegunami) występuje fascynujące zjawisko dnia polarnego i nocy polarnej. Na kołach podbiegunowych trwają one tylko jedną dobę, ale im bliżej biegunów, tym dłużej - na samych biegunach aż przez pół roku!

Na podstawie ilości ciepła docierającego do różnych obszarów Ziemi wyróżniono pięć stref oświetlenia:

• strefa międzyzwrotnikowa (gorąca) - między zwrotnikami
• dwie strefy umiarkowane - między zwrotnikami a kołami podbiegunowymi
• dwie strefy podbiegunowe (zimne) - od kół podbiegunowych do biegunów

Pomyśl! Dlaczego w strefie międzyzwrotnikowej jest cieplej niż w strefach umiarkowanych? To dzięki temu, że Słońce góruje tam wyżej i promieniowanie słoneczne pada pod większym kątem.

Charakterystyka stref oświetlenia

Strefa międzyzwrotnikowa (gorąca) rozciąga się między zwrotnikami. Słońce góruje tam w zenicie nawet dwa razy w roku (na zwrotnikach tylko raz). Różnice w długości dnia i nocy są niewielkie, a do strefy dociera najwięcej ciepła.

Strefy umiarkowane znajdują się między zwrotnikami a kołami podbiegunowymi. Występują wyraźne różnice w długości dnia i nocy - latem dni są długie, a zimą krótkie. Wysokość górowania Słońca zmienia się w ciągu roku, co powoduje wyraźne zmiany ilości otrzymywanego ciepła zależnie od pory roku.

Strefy podbiegunowe (zimne) rozciągają się od kół podbiegunowych do biegunów. Charakteryzują się występowaniem dnia polarnego i nocy polarnej - zjawisk, których długość zwiększa się w miarę zbliżania się do bieguna. To strefy otrzymujące najmniej ciepła w ciągu roku.

Warto pamiętać, że Ziemia w swojej wędrówce wokół Słońca znajduje się w aphelium (najdalej od Słońca) w okolicach 4 lipca, a w peryhelium (najbliżej Słońca) około 3 stycznia - to ciekawa informacja, bo pokazuje, że zima na półkuli północnej występuje, mimo że Ziemia jest wtedy bliżej Słońca!

Zaskakujące! Polska leży w strefie umiarkowanej, dzięki czemu mamy wyraźne cztery pory roku. Na równiku nie ma tradycyjnych pór roku - temperatura jest tam dość stała przez cały rok!