Как наклонът на Земята води до появата на сезоните

В последното видео говорихме, че сезоните на Земята не са резултат от това колко близо е Земята до Слънцето в своята орбита. Също наблегнахме на факта, че всъщност върху тях оказва влияние наклонът на Земята. В това видео искам да ти покажа как наклонът на Земята причинява изменението на сезоните. Така че нека да го начертая – ще се опитам да начертая възможно най-много диаграми тук. Понеже поне на мен ми помагат да си представя какво всъщност се случва. Може първо да си представим един общ изглед. Сега нека погледнем по-общо на нещата. Това е Слънцето. А сега ще начертая земната орбита. Земната орбита може би изглежда по този начин. Тя е почти кръгла. Аз ще я нарисувам като нещо подобно на кръг. И ще нарисувам Земята в различни положения около орбитата ѝ. И ще се опитам да изобразя наклона на нейната ос на въртене. И очевидно това изобщо не е в мащаб. Земята е доста по-надалеч от Слънцето и също е изключително много по-малка от Слънцето. Така че ще нарисувам Земята по този начин. И по този начин Земята ще бъде наклонена надалеч от Слънцето. Наклонът на Земята не се променя, ако се замислиш над посоката или поне над хода на годините, ако се замислим за относително малките периоди от време, тогава не се променя спрямо посоката, към която е насочена във Вселената. А сега ще поговорим малко за това. Нека приемем, че сме насочени надалеч от Слънцето. Следователно ние сме насочени нагоре и навън от тази страница. Да приемем, че това е една стрела, която е насочена нагоре и всъщност ще изглежда все едно е насочена нагоре и извън това поле. Така че това е посоката. Да приемем, че идваш право от Северния полюс и излизаш от Южния полюс, то тогава ще отидеш под кръга, изобразен там. И ако искам да нарисувам същата позиция, но ако гледаме равнината отстрани, орбиталната равнина или равнината на земната орбита. Ако гледаме натам от тази посока. Ще го изобразя по този начин. Ако гледаме оттук отстрани това тук е Слънцето, а това е Земята в тази позиция. Това там е Земята. Ако нарисувам стрелка, сочеща директно навън от Северния полюс, тя ще изглежда ето така. Тази стрелка и тази стрелка – и двете излизат директно от Северния полюс. Що се отнася до земния наклон, говорим за наклона на земната орбитална ос, един вид този "прът", който преминава направо между Южния и Северния полюс. Този ъгъл между това и "оста" ще бъде ъгъл от 90 градуса или перпендикулярен на равнината на орбитата му в сравнение ако беше изцяло нагоре и надолу спрямо равнината на орбитата. Това тук е ъгълът на наклона на Земната ос. Сега ще нарисувам това малко по-голямо, понеже така става малко по-ясно. Ако това е равнината на орбитата гледаме отстрани на равнината на орбитата. А това тук е Земята. Най-добрият кръг, който мога да нарисувам. Това е Земята. Земята не се върти. Въртенето на оста ѝ не е перпендикулярно на равнината на орбитата ѝ. По този начин Земята се движи по орбитата си. Ето така щеше да се върти Земята, ако го правеше. Земята се върти, оста на въртене на Земята сключва ъгъл с тази вертикала спрямо равнината на нейната орбита. Върти се под ъгъл по този начин. Това може да е Северният полюс. Това е Южният полюс. Върти се ето така. И този ъгъл спрямо вертикалата по отношение на орбиталната равнина, този ъгъл ето тук за Земята точно сега се равнява на 23,4 градуса. И ако говорим за относително кратки периоди от време, като например относително кратката продължителност на нашия живот, ъгълът е постоянен. Но всъщност се променя през дълъг период от време. Променя се между... това са приблизителни стойности, между 22,1 градуса и 24,5 градуса, ако източниците ми са прави. Но това дава приблизителна оценка на това между колко градуса се изменя. Искам обаче да изясня нещо, това не се случва за една нощ. Тази промяна от приблизително 22- градусов ъгъл на 24,5-градусов ъгъл и обратно до 22-градусов става за 41 000 години. 41 000 години. А тази дългосрочна промяна в наклона може да повлияе на най-дългосрочната климатична промяна. До някаква степен може би ще допринесе за ледниковите епохи, които се образували на Земята в миналото. Но ако мислим за годишните сезони, не е нужно да се тревожим твърде много, или даже изобщо не трябва да се тревожим за това изменение. Просто трябва да знаеш, че е под наклон. И точно сега е под наклон от 23,4 градуса. Сега може би си казваш: "Добре, разбирам какво е наклон. Но как това променя сезоните в Северното или Южното полукълбо?" А за да ти обясня това, ще си представя Земята, когато Северното полукълбо е наклонено най-надалеч от Слънцето, и когато е най-насочено към Слънцето. Така че запомни, този наклон, посоката, в която сочи тази стрелка, спрямо останалата част от Вселената, ако предположим, че този наклон е 23,4 %, той не се променя през годината. Но в зависимост от това къде се намира в орбитата, или ще е под наклон настрани от Слънцето, както е в този пример тук, или ще е под наклон към Слънцето. Ще направя "към Слънцето" в този пурпурен цвят. Или ще е под наклон към Слънцето. Шест месеца по-късно, когато Земята е тук, спрямо останалата част от Вселената, ще бъде под наклон в същата посока, навън от страницата и надясно. Навън от страницата и надясно. Също както беше и тук. Но сега, когато е от другата страна на Слънцето, това го кара да се накланя малко повече към Слънцето. Ако трябва да го нарисувам тук, сега е наклонено към Слънцето. Искам да помисля колко слънчева светлина ще получават различните части на планетата. Ще се съсредоточа върху Северното полукълбо. Но можеш да направиш подобно заключение и за Южното полукълбо. Искам да помислим за това колко слънчева светлина получават, когато са наклонени надалеч от Слънцето или към него. Нека помислим за тези две ситуации. Първо, нека помислим за ситуацията тук, където се намираме под наклон настрани от Слънцето. Нека увелича малко. Това е ситуацията, в която сме под наклон настрани от Слънцето. Ако това е вертикалата, нека я начертая. Всъщност мога да използвам тази диаграма. Но нека я направя. Следователно ние сме отдалечени от Слънцето по този начин. Ще го нарисувам в различни цветове. Ако имаме стрелка, идваща право от Северния полюс, тя ще изглежда ето така. И се въртим по ето така. Навън от страницата вляво и към страницата вдясно. Въртим се на изток постоянно. Тази стрелка сочи на изток. Когато сме в тази част на земната орбита и, всъщност, нека го копирам и поставя. И ще използвам същата диаграма за различните сезони. Така че нека я копирам. И след това ще я поставя. Ще го демонстрирам тук за две различни точки. Когато сме тук на земната орбита, от къде идва слънчевата светлина? Ще идва отляво, поне по начина, по който нарисувах диаграмата тук. В тази ситуация слънчевата светлина идва отляво. И ако мислиш за това коя част от Земята се осветява от слънчевата светлина, или в коя част на Земята е ден по начина, по който го нарисувах ето тук... Ако се замислиш за това, отговорът е тази част, която е изложена точно срещу Слънцето. Следователно всичко това тук ще бъде осветено от дневна светлина. Когато се върти, всяка част от Земята, която попада в тази жълта част, ще бъде осветена от дневна светлина. Но нека помислим и за това какво се случва в различните части на Земята. Нека сега нарисувам Екватора, който разделя Северното и Южното полукълбо. Това е Екваторът. А сега ще отида до Северното полукълбо. И искам да ти покажа защо, когато Северният полюс е насочен настрани от Слънцето, това е нашата зима. Когато сме отдалечени от Слънцето, ако отидем на Арктическия кръг – нека отида точно тук. Нека сега отида до една точка от Арктическия кръг. Докато Земята се върти на всеки 24 часа, тази точка от глобуса ще се върти ето така. Ще продължава да се върти така. Моят въпрос е дали тази част от Арктика, както се върти, някога ще види слънчева светлина? Е, отговорът е не, никога няма да види слънчева светлина. Понеже наклонът на Северния полюс е наклонен надалеч от Слънцето. Това, което рисувам сега, което оцветявам в лилаво, тази част от Земята, когато е напълно наклонена настрани, няма никога да види слънчева светлина. Или поне няма да види слънчева светлина, докато е наклонена настрани, докато е в тази позиция или в тази позиция в орбитата. Няма да казвам никога, защото след като дойде лятото, те ще са способни да я видят. Така че никаква слънчева светлина, никакъв ден, никаква дневна светлина. Ако отидеш към по-южните географски ширини, нека кажем, че идваш тук. Може би това е географската ширина на нещо като, не знам, Ню Йорк или Сан Франциско, или нещо такова. Нека помислим как ще изглежда, докато Земята се върти на всеки 24 часа. Тук ще имаме дневна светлина, дневна светлина, дневна светлина, после нощ, нощ, нощ, нощ. Това сега отива зад глобуса – нощ, нощ, нощ, нощ, нощ, ден, ден, ден, ден. Ако сравниш това... Ще нарисувам деня в оранжево. А нощта е в този синьолилав цвят. Тук е нощ. Ако отидем до най-северните географски ширини като Арктика, ще разберем, че не получават никаква дневна светлина, когато сме наклонени настрани от Слънцето. А ако отидем до относително северните географски ширини, но не толкова, колкото Арктика, те получават дневна светлина. Но получават много по-малко дневна светлина. Много по-малко време е ден, отколкото нощ. Забележи, ако приемем, че тази обиколка представя позициите през 24 часа, тази част прекарва много по-малко време в дневна светлина, отколкото в мрак. Понеже докато Северното полукълбо е наклонено настрани от Слънцето, географските ширини в Северното полукълбо получават по-малко дневна светлина. Те също така получават по-малко енергия от Слънцето. И това води до зима или просто става по-студено. А за да видим какво се случва през лятото нека отидем от другата страна. Сега отиваме от другата страна на нашата орбита около Слънцето. Това е 6 месеца по-късно. И забележи, посоката спрямо останалата част от Вселената не се е променила. Все още сме в същата посока. Все още имаме 23,4 градуса наклон спрямо посоките право нагоре и надолу. А сега, след като сме вече тук, светлината от Слънцето ще идва отдясно. Светлината от Слънцето ще идва отдясно. Ето така. Сега, поне на тази диаграма, това е страната на Земята, която ще получава слънчевата светлина. И нека нарисувам отново Екватора или поне колкото мога по-добре. Ще нарисувам Екватора в същия цвят, в този зелен цвят. Той разделя Северното и Южното полукълбо. Сега нека помислим за Арктическия кръг. Представи си, че се намирам на северния полярен кръг. С преминаването на деня премине, с изминаването на 24 часа, ще продължавам да се въртя. Но, забележи, през цялото време съм към Слънцето. Изобщо не идва нощта. Няма да има нощ в Арктика, докато сме наклонени към Слънцето. И ако пак отидем до тази сравнително северна географска ширина, но не толкова далеч, колкото Арктика, ще се озовем, може би, в Сан Франциско или Ню Йорк, или нещо подобно. Ако отидем на тази географска ширина, забележи колко време ще прекараме на слънчева светлина. Може би тъкмо навлизаме... Това е точно на изгрев. И после, с преминаването на деня ще получим слънчева светлина, слънчева светлина, слънчева светлина, слънчева светлина, слънчева светлина, слънчева светлина, слънчева светлина. И тогава стигаме до залез. След това идва нощ, нощ, след това пак нощ и пак стигаме до изгрева. Когато погледнеш броя пъти, в които част от Северното полукълбо е в дневна светлина или в нощ, ще видиш, че прекарва много повече време в дневна светлина, когато Северното полукълбо е насочено към Слънцето. И това означава по-дълъг ден и по-кратка нощ. Следователно получава повече енергия от Слънцето. Така че когато е насочено към Слънцето, получава повече енергия от Слънцето, тук ще бъде общо взето по-топло. И така сега говорим за лято в Северното полукълбо. Нещата с Южното полукълбо стоят по същия начин. Можеш да го покажеш тук. Когато Северното полукълбо е отдалечено от Слънцето, тогава Южното полукълбо е насочено към Слънцето. И например Южният полюс ще има само дневна светлина и никаква нощ. А южните географски ширини ще имат повече дневна светлина, отколкото нощ. На юг ще бъде лято. Сега на юг, в Южното полукълбо, е лято. А на север е зима. А тук долу Южното полукълбо е настрани от Слънцето. Така че сега в Южното полукълбо е зима. А сега може би ще кажеш: "Ей, Сал, какво ще кажеш да поговориш повечко и за пролетта и есента." Нека помислим. Ако говорим за Северното полукълбо, видяхме, че тук в Северното полукълбо е зима. Ще се завъртим около Слънцето. И в някакъв момент ще стигнем ето тук. И поради този наклон ние не сме нито настрани, нито към Слънцето. Насочени сме настрани спрямо посоката на Слънцето. Но това не е в полза на едното полукълбо за сметка на другото. След като сме тук – това ще бъде пролетта, а когато сме в пролетта и двете полукълба получават еднакво количество дневна светлина и слънчева светлина, или за дадена географска ширина над или под Екватора, получават едно и също количество. А същото нещо важи и тук, където сме – това е пролетта, това е лятото в Северното полукълбо. Сега това ще бъде есента в Северното полукълбо. И отново, наклонени сме в тази посока. И следователно Северното полукълбо не е наклонено настрани или към Слънцето. Така че и двете полукълба ще получат еднакво количество радиация от Слънцето. Виждаш крайните ситуации през зимата и лятото. А сега искам да изясня нещо – започнах с дължината на деня и нощта. Защото честно казано, за мен поне или за моя мозък, това е по-лесно да се визуализира. Но това само по себе си не е причината за всички различия между лятото и зимата. Друга причина, или вероятно най-голямата причина, е свързана с общото количество слънчева светлина... Нека поговорим за зимата в Северното полукълбо. И да кажем, че има определено количество слънчева светлина, което стига до Земята Това е общото количество слънчева светлина, което достига Земята във всеки един момент. Забелязваш, че много повече от светлината достига до Южното полукълбо, отколкото до Северното полукълбо. Всички тези, ако си ги представиш, всички тези лъчи тук достигат Южното полукълбо. Повечето лъчи стигат до Южното полукълбо. И много по-малко достигат Северното полукълбо. Всъщност малка част от радиационния период, дори в определен период от време, без дори да говорим за времето, през което сме насочени към Слънцето. Но във всеки даден момент във времето повече енергия достига до Южното полукълбо, отколкото до Северното. И обратното е вярно, когато наклонът е към Слънцето. Сега непропорционално количество слънчева енергия достига до Северното полукълбо. Ако нарисуваш... ако просто си представиш, че това е цялата енергия от Слънцето, повечето от нея, всички тези лъчи тук, достига Северното полукълбо. И само тези тук долу достигат Южното полукълбо. И още повече – това, което го прави още по-необикновено е, че точният ъгъл – и, разбира се, това се дължи до някаква степен на това къде е ъгълът на Слънцето спрямо хоризонта, или къде на Земята си – но има и още нещо – ако си на Земята... Да кажем, че това е Земята и говорим за зимата на Северното полукълбо. Да кажем, че говорим за – да кажем, че сме тук горе, на тази северна географска ширина. И гледаме към Слънцето. И оттук можеш да видиш, че дори когато сме най-близо до Слънцето, то не е директно над главите ни. Когато сме най-близо до Слънцето, то все още е доста ниско в хоризонта. Може би когато сме най-близо до Слънцето през зимата, то е ето тук. Но ако през лятото гледаш същата географска ширина, когато е най-близо до Слънцето, то е по-близо до нас. Все още няма да е директно над главите ни. Тъй като ние сме все още на относително северна географска ширина. Но Слънцето ще бъде доста по-високо в небето. И всичко това е взаимно свързано. По някакъв е свързано с тази идея това, че повече енергия достига едното или другото полукълбо. Но също, когато имаш по-наклонен ъгъл от лъчите на Слънцето към Земята, те ще бъдат разпръснати по-малко от атмосферата. И нека изясня как точно се случва. През лятото – да кажем, че това е Земята. И да кажем, че – нека нарисувам атмосферата в бяло – цялото това пространство тук е атмосферата. И очевидно няма ясно очертана граница на атмосферата. Но да кажем, че това е най-плътната част от атмосферата. През лятото, когато Слънцето е по-високо в небето, лъчите от Слънцето се разпръсват от по-малка част от атмосферата. Те трябва да преминат през толкова атмосфера. И се връщат обратно. И загряват част от тази атмосфера. И се абсорбират преди да стигнат земята. През зимата, когато Слънцето е по-ниско в небето – може би Слънцето е тук. Нека го нарисувам. Когато Слънцето е по-ниско в небето в сравнение с тази точка, виждаш, че лъчите слънчева светлина трябва да преминат през доста повече атмосфера. Те се разпръскват много повече, преди да стигнат до тази точка на Земята. Като цяло, наклонът е това, което води до промяната в сезоните. Но той ги причинява поради множество от причини. Една от тях е, когато сме наклонени към Слънцето получаваш повече часове дневна светлина. Не само получаваш повече часове дневна светлина, но и във всеки даден момент, почти всички или повечето от слънчевите лъчи, които достигат Земята, достигат Северното полукълбо, а по-малко достигат до Южното полукълбо. Слънчевата радиация, която достига до местата, в които е лято, трябва да премине през по-малко атмосфера. Следователно се разпръсква по-малко.