АСТРОНОМИЯ

Наблюдения показывают, что полюсы мира в течение года не меняют заметным образом

своего положения среди звезд. Отсюда следует, что ось вращения Земли при

движении ее вокруг Солнца остается параллельной сама себе. Кроме того, изменение

склонения Солнца в течение года в пределах от + 23ё 27' (в момент летнего

солнцестояния) до - 23ё 27' (в момент зимнего солнцестояния) свидетельствует о

том, что ось вращения Земли не перпендикулярна к плоскости орбиты Земли, а

наклонена к ней на угол в 66ё 33' = 90ё -  23ё 27’.

Следствием движения Земли вокруг Солнца, наклона оси вращения Земли к плоскости

орбиты и постоянства этого наклона является регулярная смена времен года на

Земле.

Расположение Земли и ее оси вращения по отношению к направлению солнечных лучей

в дни равноденствий и в дни солнцестояний показано на 47. Угол между

направлением солнечных лучей и нормалью к ровной площадке, расположенной

горизонтально на поверхности Земли, в положении I равен i1 = j  - e, в положении

III - i3 = j  + e, а в положении II - i2 = j , где e - наклон эклиптики к

экватору, а j  - географическая широта места.

Согласно законам физики, величина лучистого потока F, падающего на площадку,

пропорциональна косинусу угла между направлением лучей и нормалью к площадке,

т.е.

F =  F0 cos i,

где F0 - величина потока, перпендикулярно падающего на площадку (i = 90ё).

В день летнего солнцестояния (положение I)

F1 = F0 cos (j  - e).

В день зимнего солнцестояния (положение III)

F3 = F0 cos (j  + e).

Наконец, в дни равноденствий (положение II)

F2 = F0 cos j .

Таким образом, в течение года площадка на поверхности Земли, в зависимости от

широты места, получает различное количество лучистой энергии (тепла). Так,

например, на широте j  = 55ё 45'  F1 больше F3  в  4,6 раза,  а F2  в 1,5 раза

меньше F1.

Следовательно, северное полушарие Земли в течение весны и лета (с 21 марта по 23

сентября) получает гораздо больше тепла, чем осенью и зимой (с 23 сентября по 21

марта). Южное полушарие, наоборот, больше получает тепла с 23 сентября по 21

марта и меньше - с 21 марта по 23 сентября.

Поток лучистой энергии, падающей на Землю, изменяется также и обратно

пропорционально квадрату расстояния до Солнца, но это изменение существенной

роли в смене времен года на Земле не играет, так как орбита Земли мало

отличается от окружности.  Действительно, если в афелии Земля получает F

солнечного тепла, то в перигелии она получает 1,07 F, т.е. на 7% больше. Этим

различием и объясняется несколько менее суровая зима и более прохладное лето в

северном полушарии, по сравнению с зимой и летом в южном полушарии Земли.

С наклоном оси вращения Земли к плоскости своей орбиты связано также и

распределение тепловых поясов на Земле (см. ; 16 и 17).