4 января Земля должна пройти перигелий — ближайшую к Солнцу точку своей орбиты. Это может показаться странным, ведь это происходит прямо посреди зимы. Но на самом деле с длиной светового дня и температурой на улице это никак не связано.
Перигелий
Когда говорят об орбите Земли, то трудно удержаться от искажения фактов. Потому что если сказать, что она является кругом, то это будет неправдой, поскольку на самом деле это — эллипс, то есть замкнутая траектория с двумя фокусами внутри, в одном из которых находится Солнце. А значит расстояние до нашего светила все время меняется.
Ближайшая точка называется перигелием, а самая отдаленная — афелием. Но если изобразить орбиту Земли как ощутимо вытянутый эллипс, то это тоже будет введением в заблуждение. Ведь в перигелии расстояние от Земли до Солнца составляет 147 млн км, а во время афелия — 152 млн км. То есть разница между ними составляет около 3%. Если бы мы изобразили эллипс, который лишь на 3% отличается от круга, то разницу заметить было бы довольно непросто.
Тем не менее уже в 15:28 4 января Земля окажется в ближайшей к Солнцу точке своей орбиты. Визуально это никак не будет отмечаться, потому что разница между перигелием и афелием, как уже было сказано, небольшая. И все же возникает вопрос, почему в этот момент мы не ощущаем дополнительного тепла, а, скорее, наоборот.
Почему перигелий зимой
Чтобы понять, почему перигелий наступает именно зимой, надо вспомнить, чем обусловлена смена времен года на Земле. Первопричиной является наклон оси ее вращения относительно перпендикуляра к плоскости ее орбиты. Если бы этого отклонения не было, то единственной причиной сезонных изменений действительно была бы эллиптичность орбиты, и этих изменений мы практически не ощущали бы.
Однако ось вращения Земли наклонена, и при этом этот наклон сохраняется в течение всего года. Вследствие этого наша планета поворачивается к Солнцу то Северным, то Южным полюсом, и мы это ощущаем как изменение продолжительности светлой части суток. Например, две недели назад наша планета прошла точку, в которой ее Северный полюс оказался максимально отклоненным в сторону, противоположную направлению к Солнцу.
Мы это ощутили как зимнее солнцестояние. В Северном полушарии была самая длинная ночь года. А в Южном — наоборот, тот день был самым длинным, там сейчас бушует лето. И вообще надо помнить о том, что зима и лето наступают в двух полушариях нашей планеты по очереди.
Изменение продолжительности светового дня и угла падения лучей Солнца на поверхность Земли влияют на количество полученной солнечной энергии значительно сильнее, чем эллиптичность ее орбиты. Хотя она все же имеет свое влияние: в перигелии наша планета получает на 6,9% больше энергии, чем в афелии. Однако преимущественно эта энергия достается южному полушарию.
Каждый ли год перигелий наступает в один и тот же день
Одна из самых сложных вещей для понимания перигелия земной орбиты — то, что каждый год Земля проходит его примерно в одно и то же время, между 2 и 5 января, но даты и конкретный момент каждый раз разные. Причин этого несколько. Одна из них — расхождение тропического года с календарным на несколько часов, для преодоления которого нам нужны високосные годы.
Вторая причина — колебания самой орбиты Земли, изменение ее эксцентриситета. Они вызваны гравитационным влиянием других планет Солнечной системы. Обычно они неощутимы для нашей повседневной жизни, но на точку афелия и перигелия все же влияют.
Наконец, не стоит забывать о таком явлении, как прецессия оси Земли. Это то самое явление, которое заставляет точку весеннего равноденствия все время смещаться. Из-за этого же перигелий очень медленно удаляется от точки зимнего солнцестояния и примерно через 13 тыс. лет будет совпадать с летним.
