Афелій: чому Земля розташована найдалі від Сонця влітку, а не взимку

5 липня Земля вкотре проходить афелій — точку своєї орбіти, в якій вона віддаляється від Сонця на найбільшу відстань. Цього дня їх розділятиме 152,1 млн км. Але чому, попри те, що Земля перебуває найдалі від Сонця саме влітку, ми практично не помічаємо цього?

Що таке афелій і перигелій

На більшості схем Сонячної системи орбіти планет зазвичай зображують у вигляді кіл. Це спрощення. Насправді всі планети рухаються еліптичними орбітами. Найближча до Сонця точка орбіти називається перигелієм, найдальша — афелієм.

Перигелії (зелені точки) і афелії (червоні точки) внутрішніх планет Сонячної системи. Джерело: wikipedia.org

Для того, щоб визначити, наскільки круговою є орбіта, вчені використовують показник під назвою ексцентриситет. У випадку з Землею ексцентриситет її орбіти становить 0,0167, що є майже ідеальним колом. І це дуже добре. Адже якби наша планета перебувала на витягнутій орбіті, то це призводило б до екстремальних температурних коливань протягом року.

Коли настає афелій

Нині Земля проходить афелій на початку липня, приблизно через 14 днів після літнього сонцестояння. Оскільки день сонцестояння може зміщуватися, афелій не прив’язаний до конкретного дня. Земля може проходити його 4, 5 або навіть 6 липня. Що стосується перигелію, то, відповідно, Земля проходить його на початку січня.

Розмір сонячного диска, видимого з Землі в перигелії (ліва половина) і в афелії (права половина)

Однак, якщо ми розглядатимемо більшу часову шкалу, то помітимо, що через довготривалі циклічні коливання ексцентриситету земної орбіти (вони відомі як цикли Міланковича), дати афелію і перигелію зсуваються на один день вперед кожні 58 років. Наприклад, 1246 року Земля пройшла афелій у день літнього сонцестояння в північній півкулі. За розрахунками астрономів, до 6430 року дата афелію зміститься настільки, що він збіжиться з осіннім рівноденням.

Як афелій впливає на зміну пір року?

Хоча орбіта нашої планети й близька до кругової, різниця між перигелієм і афелієм все ж є, і вона не незначна. На початку січня Земля віддалена від Сонця приблизно на 147,1 млн км, на початку липня — на 152,1 млн км. Через зміну відстані, в афелії наша планета отримує лише 93,55 % сонячного випромінювання від того, яке вона отримує в перигелії. Здавалося б, це повинно істотно впливати на земний клімат і впливати на зміну пір року. Але в реальності все складніше.

Коли ми говоримо про перигелій і афелій, ми часто забуваємо, що у нашої планети дві півкулі. Коли в північній півкулі зима, то в південній, літо — і навпаки. Тож із погляду мешканців південної півкулі жодного уявного протиріччя взагалі немає: Земля проходить афелій взимку, а перигелій — влітку. Але при цьому влітку в північній півкулі в середньому на 2,3 °C спекотніше, ніж влітку в південній півкулі. Але ж північній півкулі дістається менше світла.

Вплив нахилу земної осі на кількість одержуваного поверхнею світла. Джерело: NASA

Цей парадокс насправді пояснюється досить просто. У північній півкулі розташована основна частина земної суші. Вона поглинає більше сонячного світла, ніж океани, що призводить до її більшого нагрівання і нівелює ефект афелію.

Ключовим же чинником, що впливає на зміну пір року, є нахил земної осі, який становить 23,4°. Якби його не було, наша Земля була б зовсім іншою планетою. Усі ділянки її поверхні отримували б однакову кількість світла протягом усього року. Це означає, що на Землі не було б весни, літа, осені та зими. Дні та ночі завжди тривали б по 12 годин. У високих широтах панувала б вічна зима, тоді як на екваторі були б вологі тропіки з рясними зливами. Деякі вчені навіть вважають, що життя в сучасному вигляді не змогло б виникнути на Землі, якби її вісь не була нахилена.

Тож, хоча афелій і перигелій мають певний вплив на земний клімат, він губиться на тлі тієї вирішальної ролі, яку відіграє нахил земної осі. А ось із деякими іншими планетами Сонячної системи ситуація інша. Як приклад можна розглянути Марс. Його вісь має схожий нахил (25°), але при цьому ексцентриситет орбіти набагато вищий і становить 0,092. І ось це вже істотно позначається на кліматі Червоної планети, роблячи зміну сезонів набагато різкішою. Марс проходить перигелій, коли в південній півкулі літо. Тому літні температури на півдні Червоної планети можуть бути на цілих 30 °C вищими, ніж літні температури на півночі. І цю обставину доводиться враховувати під час планування космічних місій.

Геомагнітна тривога: вчені попередили про полярні сяйва 24 липня
Тариф Starlink за 1,25 млн доларів пропонує доступ до інтернету на швидкості 8 Гбіт/с
Класична спіраль: Hubble зазнімкував галактику без перетинки
Темна енергія слабшає: вчені отримали суперечливі дані про найзагадковішу силу Всесвіту
Пожежа на стартовому майданчику знищила ракету компанії ABL Space
Таємничі темні комети можуть бути джерелом походження води на Землі
Місяць повільно віддаляється від Землі й починає впливати на нас
Juno зробив дивовижне фото Юпітера
Новий квантовий комп’ютер встановив рекорд швидкості дії
Blue Origin демонструє технологію вертикальної посадки ракети New Glenn: відео