Ruch obiegowy Ziemi i jego cechy

Ziemia wykonuje pełny obieg wokół Słońca w ciągu 365 dni, 5 godzin i 49 minut. Podczas tego ruchu oś ziemska jest zawsze skierowana w tę samą stronę (w kierunku Gwiazdy Polarnej) i nachylona pod stałym kątem 66°34' do płaszczyzny orbity.

To stałe nachylenie osi ma ogromne znaczenie! Sprawia, że Ziemia jest nierównomiernie oświetlana przez Słońce w różnych okresach roku. Raz lepiej oświetlona jest półkula północna, a raz południowa.

Półkula, która jest bardziej wystawiona na działanie promieni słonecznych, otrzymuje więcej ciepła. To właśnie te zmiany w oświetleniu są przyczyną zmian pór roku, które wszyscy dobrze znamy.

💡 Ciekawostka: Gdyby oś Ziemi nie była nachylona, na całej planecie dzień i noc trwałyby zawsze po 12 godzin, a pory roku by nie występowały!

Astronomiczne pory roku

Zmiana pór roku to bezpośredni skutek nachylenia osi ziemskiej i nierównomiernego oświetlenia Ziemi. Wyróżniamy cztery kluczowe momenty w ciągu roku:

Równonoc wiosenna (około 21 marca) - obie półkule są jednakowo oświetlone, dzień i noc trwają po 12 godzin, a Słońce góruje w zenicie nad równikiem. Na półkuli północnej zaczyna się wiosna, a na południowej jesień.

Przesilenie letnie (około 22 czerwca) - półkula północna jest najlepiej oświetlona, mamy najdłuższy dzień w roku, a Słońce góruje w zenicie nad zwrotnikiem Raka. Na północy zaczyna się lato, a na południu zima.

Równonoc jesienna (około 23 września) - podobnie jak w marcu, obie półkule są oświetlone jednakowo, dzień i noc trwają po 12 godzin. Na północy zaczyna się jesień, a na południu wiosna.

Przesilenie zimowe (około 22 grudnia) - półkula południowa jest lepiej oświetlona, na północy mamy najkrótszy dzień w roku. Słońce góruje w zenicie nad zwrotnikiem Koziorożca. Na północy zaczyna się zima, a na południu lato.

🌍 Zapamiętaj: To, co dla nas na półkuli północnej jest zimą, dla mieszkańców półkuli południowej jest latem (i odwrotnie)!

Zmiany w pozycji Słońca

W ciągu roku zmienia się nie tylko długość dnia, ale także miejsce wschodu i zachodu Słońca. W Polsce tylko podczas równonocy (21 marca i 23 września) Słońce wschodzi dokładnie na wschodzie i zachodzi na zachodzie.

Latem Słońce wschodzi bardziej na północnym wschodzie i zachodzi na północnym zachodzie. Zimą jest odwrotnie - wschodzi na południowym wschodzie i zachodzi na południowym zachodzie. Te zmiany są szczególnie widoczne, gdy obserwujemy horyzont o tej samej porze przez cały rok.

Wysokość górowania Słońca (kąt, pod jakim promienie słoneczne padają na Ziemię w południe) również się zmienia. W Polsce Słońce góruje najwyżej około 22 czerwca (początek astronomicznego lata), a najniżej około 22 grudnia (początek astronomicznej zimy).

Im wyżej góruje Słońce, tym więcej ciepła dociera do powierzchni Ziemi. Dlatego właśnie lato jest cieplejsze niż zima - Słońce nie tylko świeci dłużej, ale jego promienie padają pod większym kątem.

🔆 Wskazówka: Zwróć uwagę, że gdy na północnej półkuli jest lato, Słońce wschodzi i zachodzi w północnych częściach horyzontu, choć mogłoby się wydawać, że powinno być odwrotnie!

Długość dnia i nocy oraz strefy oświetlenia

Im dalej jesteśmy od równika, tym większe różnice występują między długością dnia i nocy w różnych porach roku. Na równiku dzień i noc zawsze trwają po 12 godzin, a im bliżej biegunów, tym większe są wahania.

W wysokich szerokościach geograficznych (powyżej kół podbiegunowych) występują zjawiska dnia polarnego i nocy polarnej. Na samych biegunach dzień polarny i noc polarna trwają po około 6 miesięcy!

Na podstawie różnic w ilości docierającego ciepła, na Ziemi wyróżniono pięć stref oświetlenia:

• Strefa międzyzwrotnikowa (gorąca) - między zwrotnikami, gdzie Słońce może górować w zenicie
• Dwie strefy umiarkowane - między zwrotnikami a kołami podbiegunowymi
• Dwie strefy podbiegunowe (zimne) - od kół podbiegunowych do biegunów

Ilość ciepła docierającego do danego obszaru zależy od dwóch czynników: długości dnia (im dłużej świeci Słońce, tym więcej ciepła) oraz wysokości górowania Słońca (im wyżej góruje, tym mocniej ogrzewa).

⏱️ Praktyczna wskazówka: W Polsce różnica między najdłuższym (czerwiec) a najkrótszym (grudzień) dniem w roku wynosi około 8 godzin!

Charakterystyka stref oświetlenia Ziemi

Strefa międzyzwrotnikowa (gorąca) rozciąga się między zwrotnikiem Raka a zwrotnikiem Koziorożca. Słońce góruje tu w zenicie (pod kątem 90°) dwa razy w roku, a na samych zwrotnikach raz. Do tej strefy dociera najwięcej ciepła, a różnice między długością dnia i nocy są niewielkie.

Strefy umiarkowane (północna i południowa) znajdują się między zwrotnikami a kołami podbiegunowymi. Charakteryzują się wyraźnymi porami roku - latem dni są długie, a zimą krótkie. Wysokość górowania Słońca zmienia się od 90° na zwrotnikach do 0° na kołach podbiegunowych, co powoduje znaczne wahania temperatury w ciągu roku.

Strefy podbiegunowe (zimne) obejmują obszary od kół podbiegunowych do biegunów. Występują tu dzień polarny i noc polarna, które na kołach podbiegunowych trwają 24 godziny, a im bliżej biegunów, tym dłużej - aż do 6 miesięcy. Do tych stref dociera najmniej ciepła słonecznego.

Warto pamiętać, że Ziemia podczas swojej rocznej wędrówki przechodzi przez peryhelium (punkt najbliższy Słońcu) w styczniu i aphelium (punkt najdalszy od Słońca) w lipcu. Choć mogłoby się wydawać, że zimą Ziemia jest dalej od Słońca, jest właśnie odwrotnie - to nachylenie osi, a nie odległość od Słońca, decyduje o porach roku!

🌡️ Ciekawostka: Polska leży w strefie umiarkowanej północnej, gdzie na przestrzeni roku możemy doświadczyć wszystkich czterech pór roku!