Мороз и солнце… Почему?
Вы никогда не задумывались, почему зимой в солнечные дни холоднее, чем в пасмурные? Еще наш великий русский классик написал строки: “Мороз и солнце – день чудесный…” Вроде строчка, знакомая с детства, а если задуматься, то можно провести зарядку для ума!
Вот так, смотришь в окошко – солнышко, да и вчера было нормально, хоть и пасмурно. А выходишь на улицу и сплошной “дубак”… Вряд ли за один день сильно изменилось расстояние до солнца, и меньше тепла стало долетать до нашей планеты. Так почему же холодно? Наоборот, солнце должно приносить больше тепла!
Но, но, но… Не совсем так. Зимой в наших краях (рассматриваем центральную часть России) солнце посылает свои лучи под таким углом, что они отражаются от поверхности и отскакивают, практически не оставляя тепла. Земля нагревается конечно, но не так, как летом (когда лучи падают практически под прямым углом). Но и этого небольшого количества тепла нам бы хватило для комфортного существования без мороза, однако здесь в игру вступают законы физики.
Тепло от поверхности земли передается воздуху, который с ней контактирует. Соответственно этот воздух нагревается, а теплый воздух, как известно, поднимается вверх (так как энергия молекул теплого воздуха больше, чем у холодного), а холодный воздух опускается вниз и также нагревается поверхностью земли. В результате этих процессов земля остывает.
Высота от земли до самых нижних облаков составляет меньше 2000 метров, поэтому в пасмурный день теплый воздух практически весь остается в промежутке от земли до нижних облаков. А если день солнечный, то он поднимается на значительно большую высоту. А теперь представьте, что мы поставили два одинаковых обогревателя: один в комнате, другой на улице. Где при этом будет теплее, если начальная температура и в комнате, и на улице была одинаковой (допустим ноль градусов)? Конечно же в комнате!)
Как стены ограждают комнату от улицы, так и облака ограждают поверхность земли (наш обогреватель), охватывая лишь небольшую толщу воздуха, которую легче нагреть!
Источник
Почему в морозные дни очень солнечно?
есть ли взаимосвязь между уровнем солнечной активности или освещённостью и температурой?
Вопрос сопровождает дополнение: «Есть ли взаимосвязь между уровнем солнечной активности или освещённостью и температурой?». И в таком случае придётся отвечать 2 раза, и ответы будут почти противоположными.
1. Между солнечной активностью, освещённостью и температурой зависимость конечно же есть. В масштабе миллиардов лет солнечная активность менялась, меняется и будет меняться. Она увеличивается и еще потянет за собой и освещённость и температуру. К моменту, когда Земля была сформирована светимость Солнца составляла около 70% от теперешней.
К солнечной активности относятся также и вспышки. Но так как они 1) носят кратковременный характер и 2) приносят в основном невидимое излучение (УФ и частицы), то не оказывают заметного влияния ни на освещённость, ни на температуру. Правда, не у любых звёзд вспышки такие безопасные.
2. Между солнечной активностью, освещённостью и температурой зависимости нет, если говорить о морозе в солнечные дни. В солнечные дни на температуру и освещённость влияет не Солнце, а состояние и движение атмосферы. Солнечным день становится вовсе не из-за активности Солнца.
Когда мы оказываемся в области антициклона, преобладает ясная погода. Упрощая можно сказать, что область высокого давления не пускает в себя облака. Чистый и прозрачный воздух не препятствует убеганию от земли инфракрасного излучения, земля выхолаживается. Летней ночью в такие дни может выпадать туман, а зимой наблюдаются заморозки и утренняя дымка. Так что зимой «Мороз и Солнце; День чудесный!…» — это не парадокс, не совмещение противоположностей (мороза и Солнца), а самая банальная закономерность.
Напротив, пасмурная зимняя погода которую приносят циклоны чревата снегом и оттепелью. Летом облачность несёт долгожданную прохладу, а зимой оттепель, потому что облака укутывают землю как одеяло отражая обратно, инфракрасные лучи. Обратите внимание, что когда погода меняется на пасмурную, то часто можно заметить как лёд на улице становится более скользким. Это тоже результат повышения температуры.
Источник
Светит, но не греет – как работает Солнце зимой
Солнце – главный источник жизни на планете Земля. Оно является ближайшей к нам звездой. Другие расположены так далеко, что свет их доходит до нас только через миллионы световых лет. И если Солнце перестанет излучать свою энергию, все живое на Планете однозначно погибнет.
Наверняка каждый из нас хотя бы один раз задавался вопросом: «А почему, собственно, летом от солнечного света мы загораем, а зимой тот же свет не способен даже немного растопить лед?» Итак, давайте разбираться.
Как работает Солнце
Изучение Солнца – очень непростое дело. Невозможно послать к нему летательные аппараты, так как они попросту сгорят. Но у современной науки есть множество иных способов изучить объект, находящийся далеко, но излучающий при этом колоссальную энергию. Расстояние до Солнца от Земли составляет 150 млн км. Именно такое расстояние позволяет жизни на нашей Планете существовать комфортно.
В диаметре ядро Солнца достигает 175 тысяч километров. Температура внутри звезды – 14 млн градусов по Кельвину, и причинами ее являются термоядерные реакции. Можно сказать, что это своеобразная ядерная топка. В ядре звезды зарождается все тепло, которое потом проходит через несколько оболочек:
- фотосферу – это первый слой над ядром, но энергия более глубоких слоев сюда не доходит;
- спикулы – это регулярные выбросы из следующего слоя Солнца;
- корону – самая внешняя оболочка звезды.
[interesting]Интересно: в короне образуются протуберанцы. Именно эта оболочка является причиной солнечного ветра, который распространяется до самых отдаленных уголков Солнечной системы.[/interesting]
Видимый свет и солнечная энергия – это инфракрасные лучи и ультрафиолет, а также электромагнитные волны, радиация и рентгеновские лучи.
[interesting]Важно! Все эти волны достигают Земли и других планет Солнечной системы и определенным образом влияют на них, а особенно на те из них, где есть атмосфера.[/interesting]
Влияние лучей
Все живое ощущает на себе влияние в первую очередь УФ-лучей. Именно от их интенсивности озоновый слой защищает нашу Планету. Влияние ультрафиолетовых лучей на живые организмы проявляется в следующем:
- они способствует тому, чтобы совершались обменные процессы в организме человека;
- благодаря этому излучению вырабатывается витамин D в организме, а без него нормальная жизнь человека невозможна;
- усиливается кровоток;
- появляется загар.
УФ-лучи также положительно влияют на атмосферу. Они очищают ее и делают более благоприятной для жизни. Тепловое воздействие оказывают еще и инфракрасные лучи. Благодаря им на поверхности Земли тепло. Но хотя эти лучи и воздействуют на атмосферу, бывают моменты, когда влияние их становится минимальным.
Зимой Солнце греет меньше
Зимой Солнце греет не так интенсионо, но это явление можно объяснить с научной точки зрения. Происходит снижение поступления солнечного тепла на Землю по следующим причинам:
- над горизонтом Солнце расположено очень низко, поэтому лучи через атмосферу проходят больший путь;
- утром и вечером по этой же причине не так жарко, а вот вечером наступает холод;
- холодный ветер сокращает период тепла, который может дать нам Солнце;
- зимой дни короче, а ночи длиннее – значит, период, когда инфракрасные лучи могут воздействовать на атмосферу, сильно уменьшается.
[interesting]Немаловажное значение также имеет и тот факт, что зимой поверхность земли покрывает белый снег, который прекрасно отражает солнечные лучи, поэтому общая температура на поверхности снижается.[/interesting]
Как мы видим, зимой Солнце хотя и светит, но ждать от него появления загара не приходится.
Источник
Почему солнце зимой не греет, даже когда светит?
О том, что солнце зимой не греет, даже если целый день ярко сияет в небе, хорошо знают жители северных широт. Но, почему так происходит? Ведь летом при ясной погоде воздух нагревается очень сильно? Что же мешает ему стать теплым в холодное время года?
Оказывается, виной всему особенности зимних и летних антициклонов. А если сказать точнее, законы физики, действующие в атмосфере Земли.
Антициклоны и циклоны
Циклоны – это состояние атмосферы, характеризующееся пониженным давлением. Они несут с собой прохладу и осадки.
Антициклоны – это области повышенного давления. Считается, что они приносят хорошую солнечную погоду. Однако оказывается, что это утверждение не совсем верно. Дело в том, что антициклон – не единственный фактор, влияющий на погоду.
Если антициклон летом – это жаркий сухой воздух, то зимой, при повышении давления, солнце на небе светит, но не греет.
Антициклон летом
Перемещение воздуха (ветер) в атмосфере происходит не только в горизонтальном направлении, но и по вертикали.
Из школьных учебников мы знаем, что ветер дует из области высокого в область низкого давления. Это явление называется силой барического градиента.
На самом деле все происходит немного иначе. На воздушные потоки, помимо давления влияет вращение Земли (сила Кориолиса). Она отклоняет от заданной траектории, движущиеся объекты. В северном полушарии – в право, в южном – влево.
В условиях, когда сила барического градиента уравновешивается силой Кориолиса, ветер начинает дуть параллельно линии раздела высокого и низкого давления.
Перемещение воздуха в антициклоне происходит по кругу. Воздушные потоки устремляются от центра антициклона круговыми, постоянно расширяющимися потоками. В результате этого в центральной части антициклонного вихря образуется область разреженного давления и ее заполняют воздушные массы из верхних слоев атмосферы.
Опускающийся сверху воздух по мере приближения к земле нагревается. Происходит это за счет того, что при попадании в более плотные слои атмосферы он сжимается. В результате этого происходит выделение энергии – тепла (адиабатический процесс).
При нагревании воздуха нет условий для конденсации. Поэтому облака в зоне антициклона не образовываются. Солнцу ничего не мешает прогревать землю. Все это в совокупности определяет хорошую теплую погоду летом.
Антициклон зимой
Зимние антициклоны, наоборот, приносят не тепло, а похолодания. Почему так происходит? Ведь при приходе антициклона зимой солнце тоже светит, но при этом вовсе не греет.
Обратная ситуация зимой происходит в силу нескольких дополнительных факторов – низко распложенного над горизонтом солнца и снежного покрова.
Низкое солнце над горизонтом не дает такого количества тепла земле, как летом. Снег обладает свойствами мало впитывать солнечного тепла и, в дополнение к этому, активно излучать тепловую энергию. В результате, потери тепла поверхностью земли намного превышают ее приход от солнечных лучей.
Потеря энергии в атмосфере приводит к охлаждению приземных слоев воздушных масс. Из-за этого и возникает эффект, когда зимой солнце ярко светит, но не греет.
Полюс холода находится не на северном полюсе!
Над регионами Восточной Сибири практически все холодное время года господствует сибирский (азиатский, монгольский) антициклон. Он находится над континентальными районами длительное время (неделями, а иногда месяцами). При этом происходит интенсивное выхолаживание .
Итогом стояния сибирского антициклона над материком становится такое явление, как образование полюса холода. Причем, находится он не на северном полюсе и не в Гренландии. Холодовой полюс северного полушария располагается в умеренном (субарктическом) поясе. Это район Верхоянска и Оймякона.
Именно поэтому Якутия является самым холодным регионом, где температура воздуха может опускаться до – 60˚С, а иногда и более. Но, теперь мы понимаем, почему над Верхоянском и Оймяконом зимой светит негреющее солнце.
Понятным доступным языком рассказывает о природных явлениях в атмосфере в своих лекциях географ Дарья Гущина. Она объясняет подробно, почему солнце зимой светит, но не греет нас своими лучами. Также она раскрывает тайну, почему зимние ночи с ясным небом гораздо холоднее тех, когда небо закрыто пеленой облаков. Она сравнивает этот эффект с одеялом. Когда тучи, не дают покинуть теплому воздуху поверхность земли.
Источник
Кто выключил тепло?
Или почему Солнце зимой светит, но не греет
Ребята, вот вы когда‑нибудь задумывались, почему солнышко (астрономы нас тут же бы поправили – звезда Солнце) светит круглый год, будь то зима, весна, лето или осень? Каждый день восходит оно на востоке, а заходит на западе. Правда, из‑за туч на небе мы не всегда можем разглядеть его яркие лучики. Почему же тогда зимой брррр как холодно, во всяком случае у нас, в России, другие страны брать не будем. «Почему-почему? Может… зимой жаркое-прежаркое солнце становится холоднее? Или оно не стоит на месте, отдаляется зимой (вот и греет меньше), а потом возвращается обратно?» – начал придумывать гипотезы Павел Печинский.
А вот и нет! Зимой 2019 года, когда Паша был ещё воспитанником Волоконовского детского сада № 4 «Теремок», это сейчас он первоклашка школы № 2, – разгадал солнечные секретики. А помогли ему педагог-психолог детсада Елена Владимировна Рубинская и воспитатель Елена Ивановна Девкина. Написал большую работу, которую так и назвал «Почему Солнце зимой светит, но не греет?», и победил с ней на районном конкурсе «Я – исследователь».
Солнце в цифрах:
Возраст: более 4,5 млрд лет
Диаметр: 1 391 000 км (а это 109 диаметров Земли)
Расстояние до Земли: около 150 млн км
Солнечные лучи достигают Земли за: 8,2 минуты
Температура: в ядре – 15 млн °C, на поверхности – около 5 тысяч °C
«Солнце – самая важная для людей звезда, ведь без него не было бы жизни на Земле. Вокруг него вращаются планеты, их спутники и даже кометы и метеориты. Из всех планет больше всего повезло Земле. Она расположилась третьей по счёту, а главное на очень удачном расстоянии: находилась бы она чуточку ближе к нему – мы бы сгорели, чуть дальше – замёрзли бы в ледниках», – рассказал Паша.
Во вращении вокруг Солнца Паша и нашёл разгадку холодной зимы и тёплого лета.
«Земля и другие планеты Солнечной системы – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон – вращаются не только вокруг Солнца, но ещё и вокруг воображаемой оси, так называют линию, на Земле она проходит через Северный и Южный полюса нашей планеты. Из‑за этих постоянных вращений и получается, что в разное время года Земля по‑разному подставляет солнечным лучам свою поверхность, то один бок, то другой. Когда солнечные лучики падают на Землю прямо, становится жарче. Но стоит им только падать на неё под углом, как они тут же греют её слабее», – поделился открытиями исследователь.
Солнечные лучики падают на Землю под разными углами, поэтому она нагревается везде по‑разному. Догадаетесь, какое самое жаркое место на нашей планете? Экватор! А всё оттого, что на нём и зимой и летом наклон солнечных лучей всегда одинаковый – они прямые. А прямые лучики быстро и сильно нагревают Землю, вот там круглый год и стоит жара. Хорошенечко прогревшись за день, даже за ночь поверхность здесь остыть не успевает.
Земля + Солнце = …
Нам понадобятся:
Листы картона (белого и чёрного цветов),
Два глобуса (или любых больших одинаковых шара, похожих на них),
Эксперимент 1
Снежное покрывальце
Ребята, подумайте, что отличает зиму от других времён года? Конечно же, мороз и снежное покрывальце, которым она укутывает землю. Воссоздадим (конечно же, о-о-очень примерно) кусочек зимы и лета прямо на наших столах? Уложите рядышком два картонных листа: белого цвета (это зимнее снежное покрывальце) и чёрного (наверняка вы уже догадались, что это – не покрытая снегом земля). Остаётся только «включить» солнышко. И им станет настольная лампа. Включаем лампу, свет направляем прямо на листы и ждём минут 40. А теперь по очереди приложите руку к листам: белый почти совсем не нагрелся, а вот чёрный стал тёплым. Итак…
Эксперимент 2
Ветер-ветер, ты могуч…
…и, конечно же, гоняешь стаи туч. Но у нас будешь просто дуть на наши подопытные глобусы или шарики, похожие на них. Размещаем наши кругляши рядышком, направляем холодный ветер (то есть поток воздуха вентилятора) на один из них. Не забываем включить лампы над каждым из глобусов. И снова ждём 40 минут. Прикладываем руки к глобусам. Немудрено, глобус, который обдувал воздух, так и остался холодным. Итак…
Эксперимент 3
Солнышко над горизонтом
И снова возьмите два глобуса. Разместите своих подопытных прямо на столе, а над ними, как и в предыдущих экспериментах, – лампы. Только на этот раз пусть одна будет в 10 см под углом примерно в 30 градусов, а вторая на высоте 30 см, но под углом 90 градусов. Через 40 минут сравните температуру. Глобус, оказавшийся под лампой повыше и под прямым углом, нагрелся больше. Итак…
В тёплое время года солнышко можно заметить высоко над горизонтом (обрати внимание на угол падения лучиков!), вот Земля и получает больше тепла. Зимой меньше, ведь оно совсем низко над горизонтом.
Эксперимент 4
Короткий день
И снова «вооружайтесь» двумя глобусами и двумя лампами. Над одним лампа пусть посветит 10 минут, над другим – 40. Конечно же, вы уже и сами догадались без прикладывания рук, какой глобус теплее: бесспорно тот, над которым лампа горела дольше. Итак…
А вы знали?
Ребята, ответьте‑ка на вопрос: какого цвета Солнце? «Конечно же, жёлтого!» – воскликнули вы. Признаемся, мы тоже всегда так думали. Эх, ошибались! Давно уже доказано, Солнце (ни за что бы не подумали!) белое. Если взять призму – специальное устройство для преломления световых лучей, то можно увидеть, как солнечный свет разбивается на радугу. Помните, «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан», отсюда – красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Если обратно смешать все эти цвета, получите цвет Солнца – белый.
Источник