?

Log in

No account? Create an account

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Топ заблуждений об астрономии. 1. Смена времён года
lex_kravetski


Первое заблуждение можно было бы счесть совершенно детским, однако печальная ирония в том, что сейчас я всё чаще слышу его пересказ совсем даже не из детских уст. Вплоть до того, что в одной передаче некая учительница даже хвасталась тем, что «все дети в их школе очень много знают, в том числе о смене времён года». Причину чего она и озвучивала:

Времена года сменяются потому, что Земля движется по эллиптической орбите, поэтому иногда она находится дальше от Солнца, а иногда ближе.

Тиражирование этого заблуждения уже походит на эпидемию. Даже в мультиках про географию для детей временами называют именно этот вариант. Прокрался он и на некоторые с виду серьёзные сайты.

Итак, смена времён года происходит благодаря двум факторам: во-первых, это движение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, во-вторых, это [тут типа спойлер]. Не будь одного из этих двух факторов — на Земле никогда не сменялись бы времена года.

Правда, тут хотя бы назван «второй фактор», хотя и ошибочно сказано, будто бы «не будь одного из них, времена года бы не сменялись».

Однако нет, друзья мои, «второго фактора» вполне хватило бы для означенной смены.

О чём, впрочем, можно было бы догадаться, если самую малость вспомнить некоторые нюансы этих самых времён года. Так, в частности, когда в Северном полушарии зима, в Южном — лето. И если бы объяснение про эллиптическую орбиту было верным, то из этого бы следовало, что эти два полушария то ли летают по разным орбитам, то ли по одной, но с большим отрывом друг от друга. В общем, с целостностью Земли явно что-то было бы не в порядке.

На том же сайте, кстати, можно прочитать, что

Конечно, и в Южной Африке бывает зима и выпадает снег, но зима в ЮАР и в Австралии намного теплее, чем зима в России на полуострове Ямал или на архипелаге Новая Гвинея.

Но вообще-то в Южной Африке зима теплее потому, что полуостров Ямал находится примерно на 70° северной широты, а Южная Африка — на 30° южной. Если же мы бы взяли что-то относительно симметричное — например, Южную Африку и Израиль (30° южной против 30° северной), то о «намного теплее» у нас речь бы не шла.



Конечно, температура определяется не только широтой, но ещё и близостью к морю или горам, наличием тёплых или холодных течений и так далее (в частности, в Южной Африке гораздо более ощутимо скачет температура), но в этом случае видно, что при симметричном расположении и графики температур симметричны.

Иными словами, «первый фактор» тут явно не главный.

Да, эллиптичность орбиты правда оказывает некоторое влияние на климат, но дело тут вовсе не в разной удалённости от Солнца — разница-то совсем небольшая. Удалённость в перигелии (в самой ближней к Солнцу точке орбиты) отличается от удалённости в афелии (самой дальней точке) отличается всего на 3%. Этого слишком мало, чтобы обусловить большую разницу температур на симметричных широтах.

И, самое главное, как уже намекалось выше, если бы мы имели дело только с этим фактором, то зима и лето наступали бы на всей планете сразу.

В общем, эллиптичность орбиты приводит лишь к тому, что зима в Южном полушарии на два—три дня короче, чем в Северном, а лето, напротив, длиннее.

Реально же основной вклад в смену времён года вносит то самое, с чем радикально ошиблись в мультике, нарисовав Землю без наклона к её орбите. А она ведь на самом деле наклонена: на 23,44°.

Благодаря этому наклону часть года Земля преимущественно повёрнута к Солнцу своим Северным полушарием, а другую часть — Южным.



Это приводит, во-первых, к большей продолжительности дня, а во-вторых, к большему углу подъёма Солнца над поверхностью земли в одно и то же время суток.



Где-то на севере Норвегии солнце в полдень летом выглядит примерно, как на первой картинке, а зимой — как на второй.

В результате этих двух эффектов земля и атмосфера летом прогреваются ощутимо сильнее, чем зимой.

Однако этот эффект тем менее заметен, чем ближе данная точка поверхности к экватору: ведь с него и зимой и летом солнце видно примерно под одним и тем же углом — оно почти прямо над головой, да и продолжительность дня тоже весь год примерно одинаковая.

С другой стороны, ближе к полюсам этот эффект столь сильно выражен, что часть года там солнца вообще не видно, но зато другую часть года его видно круглые сутки. Иными словами, явления, условно называемые «полярная ночь» и «полярный день» напрямую связаны как со сменой времён года, так и с тем явлением, которое его вызывает — наклоном оси вращения Земли относительно плоскости орбиты её вращения вокруг Солнца.

И, кстати, со вращением вокруг Солнца связано второе весьма распространённое заблуждение.


На сайте «XX2 век»
doc-файл



(прошу прощения, что я в астрономический ряд с физмат рылом лезу)

Однажды слышал от учителя физики (я уже к тому времени школу закончил), что, поскольку, максимальная скорость — c (скорость света), а кинетическая энергия рассчитывается по формуле mv^2/2, то телу массой m никак нельзя придать кинетическую энергию mc^2/2 или больше.

Ну и ещё байка ходила про учителя математики в сельской школе, который учил детей складывать дроби: a/b+c/d = (a+c)/(b+d). Приехала комиссия, ужаснулась, но авторитет-то учителю терять нельзя! Выкрутился так: "Вчера, детишечки, мы с вами учились складывать дроби по-нашему, по-простому. Но вот многие из вас после школы поедут в город, поступать в вузы. Поэтому давайте-ка мы также изучим и сложение дробей по-городскому..."

Edited at 2017-12-23 14:35 (UTC)

Из школьного курса запомнилось только, что смена зимы и лета обусловлена вращением Земли вокруг Солнца. То ли на этом в школе тему исчерпали, то ли я так запомнил, хотя тогда отличником был.
Вот когда уже своему сыну объяснял, по-ходу теорию и додумал до логического завершения.

Смена зимы и лета обусловлена наклоном оси вращения земли относительно плоскости эклиптики. Если бы не наклон, то никакое вращение не вызывало бы смены сезонов.

Хм, а я люблю спрашивать на каких широтах солнце бывает в зените. Часть людей отвечает.

Легче уехать туда, где ничего не меняется, нежели эту науку асилить!

Как тут не вспомнить из учебника Еськова:

"При разработке представленных на ней палеоклиматических реконструкций были мобилизованы все возможности современной науки - от тончайшего геохимического и радиоизотопного анализа до новейших методов компьютерного моделирования. Когда дело дошло до обсуждения докладов, на трибуну вышел профессор N, известный едкостью своих оценок, и начал так:

- Глубокоуважаемые коллеги! Я категорически настаиваю на том, что Земля круглая. (Легкий шум в зале.) Я настаиваю также на том, что Земля вертится, а ось ее вращения наклонена относительно плоскости эклиптики. Из этих трех обстоятельств следует, как вам должно быть известно из курса географии для шестого класса средней школы, существование экваториально-полярного температурного градиента, западного переноса в атмосфере и смены времен года. (Шум в зале сменяется полной тишиной.) Так вот, обращаю ваше внимание на то, что в подавляющем большинстве из представленных здесь палеоклиматических реконструкций нарушается по меньшей мере одно из этих исходных условий..."

А откуда данные,что это заблуждение самое популярное,и вообще популярное? Я никогда такой версии не
слышал. Люди обычно или правильно отвечают,или вообще не могут ответить,и даже не знают про эллиптическую орбиту.
Наверное,по нескольку человек можно отыскать с самыми причудливыми фантазиями,но вот прямо чтобы топ
составлять...

Так про движение по эллиптической орбите совершенная правда.
Только во ближе всего к Солнцу - 5 января.

Спасибо. А я думал, дело в том, что Солнце греет Землю своими лучами. Теплота от лучей накапливается и по закону "перехода количественных изменений в качественные" одна сторона Земли входит качественно новое состояние, называемое "Лето". Однако по закону "единства и борьбы противоположностей" другая сторона Земли переходит в состояние "Зима". При этом так как Зима является отрицанием Лета, а Лето отрицанием Зимы, то из-за действия закона "отрицания отрицания" зима периодически переходит в лето, а лето в зиму, но с новыми качествами. Это, кстати, объясняет, почему не бывает двух совершенно одинаковых зим.

> и по закону "перехода количественных изменений в качественные"

Самое верное объяснение!
А главное, что идеологически правильное!

Как и когда определили где проходит ось Земли?

по характерному скрипу и блеску в том месте, где трутся спиной медведи, вертится Земля

"В общем, эллиптичность орбиты приводит лишь к тому, что зима в Южном полушарии на два—три дня короче, чем в Северном, а лето, напротив, длиннее."

А не наоборот?

Ну, этого не знаю... Факт тот, что постоянно заселенной человеком суши в УМЕРЕННЫХ широтах в Южном полушарии ГОРАЗДО меньше, чем в Северном.
А зима в Антарктиде таки суровее, чем в Якутии - если, конечно, судить по зафиксированным температурным минимумам...

Еще некоторые думают, что фазы луны происходят от того, что тень от земли на луну так падает.

Не постеснялся же какой-то древний летописец написать, что при некоем солнечном затмении на небе были видны яркие звезды (это понятно) и вместе с ними ... месяц (!!!!!)

Читайте "Занимательную астрономию" Я. И. Перельмана

Давно написано, конечно - но надежно :-))))

Там, кстати, разбирается вопрос о том, как выглядела бы смена времен года на Земле, если бы: 1) ось вращения Земли вокруг оси была бы перпендикулярна плоскости вращения Земли вокруг Солнца [1]; 2) при наклоне в 45 градусов; 3) при наклоне 0 градусов - т. е. Земля бы вращалась вокруг Солнца "лежа" (вроде бы Уран, если не ошибаюсь, так и вращается. Хотя самому Урану совершенно наплевать - он от Солнца ОЧЕНЬ далеко...)

=========
[1] Понятно, что смены времен года не было бы вовсе - а на каждой широте был бы свой постоянный сезон. В частности, на полюсах стало бы заметно теплее.

Edited at 2017-12-23 20:49 (UTC)

Re: Читайте "Занимательную астрономию" Я. И. Перельмана

Третий вариант вопроса про наклон самый коварный. :)
Ефремов в Часе Быка на этом прокололся.

Лет через надцать, если тот же "пир духа" продолжится, придётся доказывать выпускникам наших учебных заведений, что Земля круглая.

Edited at 2017-12-24 15:52 (UTC)

Фраза "Земля круглая" звучит примерно так же, как и "человек произошел от обезьяны".

У современных человека и обезьяны самый ближний общий предок. А Земля - шарообразная. Это не в полной мере заблуждения, а, скажем так, распространенные популярные упрощения.

У современных человека и обезьяны самый ближний общий предок

Хмм, интересно, как же этот общий предок называется?.. Уж не обезъяна ли?

А Земля - шарообразная

Земля не шарообразная. У неё форма геоида. Она с полюсов сплюснута.

И как же так получилось, что ось наклонена именно на существующую величину? Не промысел ли это божий?

Автор резонно указывает на глупость "современных" представлений о смене зимы и лета. Однако же сам не указал главную причину похолодания зимой, что при уменьшении угла подъема солнца луч света проходит большее расстояние через атмосферу а происходит ослабление солнечной радиации.

Позволю себе процитировать автора:

«Это приводит, во-первых, к большей продолжительности дня, а во-вторых, к большему углу подъёма Солнца над поверхностью земли в одно и то же время суток.»

И, кстати, это — вообще совсем не главная причина, хотя некоторый вклад она всё-таки вносит.

Дело в том, что атмосфера хорошо задерживает ультрафиолетовые лучи, но гораздо хуже инфракрасные. И даже если они поглощаются не поверхностью земли, а плотными слоями атмосферы (преимущественно парами воды), то тепло-то никуда не девается. Девается только та его часть, которую атмосфера при рассеянии отражает обратно в космос. Этот эффект заметен только тогда, когда Солнце совсем близко к горизонту.

Но более заметен иной эффект от угла, под которым видно Солнце с Земли — от этого меняется количество лучей, достигающих некоторой единицы поверхности за единицу времени. При перпендикулярном к поверхности расположении оно наибольшее, у горизонта — наименьшее.

Совокупность этого эффекта и времени обогрева значительно сильнее влияет на смену сезонов, нежели изменение в толщине атмосферы, которую надо преодолеть лучам.

А вот для ультрафиолета — да, толщина значительно заметнее.