Почему весной теплее чем зимой: Врач объяснила, почему одна и та же температура ощущается весной и осенью по-разному

Почему летом жарко, а зимой холодно?

22 сентября в 15 часов 31 минуту по московскому времени Солнце пересечёт плоскость орбиты Земли (эклиптику). В это время на всей планете день будет равен ночи. Затем в Южном полушарии день продолжит увеличиваться — там наступит астрономическая весна. А в Северном полушарии, наоборот, дни будут становиться всё короче — наступит астрономическая осень. И так будет продолжаться три месяца, до 21 декабря — дня зимнего солнцестояния, когда день окажется самым коротким, а ночь самой длинной в году. Именно в эти зимние дни (а вовсе не тогда, когда в Северном полушарии лето) Земля, двигаясь по своей эллиптической орбите, окажется в перигелии, то есть на самом близком расстоянии от Солнца — 147 млн км. В афелии, самой удалённой от Солнца точке орбиты, на расстоянии, равном 152 млн км, Земля находится, когда в Северном полушарии лето. В Южном полушарии в это время зима. Поэтому объяснить смену времён года тем, что летом Земля к Солнцу ближе, чем зимой, нельзя.

Иллюстрации: Oksana/ru.depositphotos.com.

Положение Земли относительно Солнца во время солнцестояний в июне и в декабре. Во время летнего солнцестояния 20—21 июня в Северном полушарии, повёрнутом благодаря наклону земной оси к Солнцу, — лето, самый длинный день и самая короткая ночь в году. При этом в Южном полушарии, напротив, зима, и день самый короткий, а ночь самая длинная. Во время зимнего солнцестояния 21—22 декабря к Солнцу повёрнуто Южное полушарие: там лето, максимум солнечного тепла, самый длинный день и самая короткая ночь. Северное полушарие теперь, наоборот, получает минимум солнечных лучей, там зима, день самый короткий, а ночь самая длинная.

В дни равноденствий Солнце освещает ровно половину каждого полушария Земли, поэтому на всей планете длительности ночи и дня равны.

Обращение Урана вокруг Солнца. Отрезок АВ изображает ось вращения планеты. Дни равноденствия, как и дни солнцестояния на Уране происходят с интервалом в 41—42 земных года.

‹

›

Открыть в полном размере

Тогда почему наступают зима, весна, лето, осень?

Дело в том, что ось вращения Земли наклонена к плоскости экватора, угол наклона составляет 23,5 градуса. Из-за того, что направление оси вращения всё время остаётся постоянным, Земля движется вокруг Солнца как бы «бочком», по-разному подставляя солнечным лучам свою поверхность на разных участках орбиты, то есть в разное время года. Поэтому мы видим, что летом в Северном полушарии Солнце поднимается над горизонтом гораздо выше, чем зимой. А от угла падения солнечных лучей зависит, насколько сильно они отражаются от земной поверхности и насколько сильно поглощаются. Чем больше солнечных лучей поглощает поверхность, тем сильнее она нагревается. Если угол падения невелик (зимой), то солнечные лучи гораздо сильнее отражаются, а поглощаются гораздо хуже. И значит, зимой холодно. В высоких арктических широтах Солнце поднимается над горизонтом всего на несколько градусов, его лучи скользят вдоль земной поверхности, почти не поглощаясь и не нагревая её. Затем Солнце и вовсе скрывается под горизонтом на долгих полгода — наступает арктическая ночь.

После 21—22 декабря начинается астрономическая зима, и продолжается она до тех пор, пока день опять не сравняется по продолжительности с ночью. 20 марта наступает день весеннего равноденствия, астрономическая зима заканчивается, и начинается весна. Солнце вновь пересекает плоскость земной орбиты и оказывается в Северной полусфере. С каждым днём оно будет подниматься всё выше, дни станут длиннее и теплее.

Заканчивается астрономическая весна в день летнего солнцестояния — 20—21 июня. Этот день самый длинный, а ночь самая короткая в году. После него начинается астрономическое лето, которое продолжается до 22—23 сентября, дня осеннего равноденствия.

Разумеется, в Южном полушарии всё наоборот: в сентябре там наступает астрономическое лето, а в марте — астрономическая зима. И лишь в дни равноденствий продолжительность дня и ночи одинакова на всей планете.

Если бы экватор Земли точно совпадал с плоскостью орбиты, то есть наклона оси не было бы, Солнце во всех широтах (и в Северном полушарии, и в Южном) поднималось бы всегда на одинаковую высоту. На экваторе оно каждый день в полдень находилось бы точно в зените — там царило бы вечное лето, а на полюсах постоянно двигалось вдоль линии горизонта, не опускаясь и не поднимаясь, — там была бы вечная зима и вечные сумерки. В средних широтах тоже никакой смены времён года не происходило бы.

Кстати, тот факт, что орбита Земли не совсем круговая и разница в расстоянии до Солнца в афелии и перигелии составляет около 3%, всё-таки оказывает своё влияние: зимы в Южном полушарии чуть-чуть холоднее, чем в Северном, а летние месяцы чуть-чуть жарче.

А происходит ли смена времён года на других планетах Солнечной системы?

Меркурий

Самая близкая к Солнцу планета Меркурий — единственная в Солнечной системе, у которой плоскость экватора в точности совпадает с плоскостью эклиптики. Орбита Меркурия довольно вытянутая (эксцентриситет составляет 0,21). Именно поэтому смена времён года определяется расстоянием планеты до Солнца. «Летом» — в перигелии — температура на освещённой Солнцем поверхности Меркурия может достигать 400 градусов Цельсия, а «зимой» — в афелии — опускаться до 100 градусов.

Венера

Венера вращается вокруг оси так медленно, что сутки оказываются длиннее года: год продолжается 224,7 дня, а сутки примерно 243 дня, и вращение происходит против орбитального движения планеты. Ось вращения Венеры почти перпендикулярна плоскости эклиптики, поэтому смены времён года на ней практически нет. Да и какие уж там времена года, если средняя температура на поверхности больше 400 градусов Цельсия, а давление 90 атмосфер.

Марс

Орбита Марса близка к круговой, но всё же её вытянутость больше, чем у орбиты Земли (эксцентриситет равен 0,093). Расстояние от Марса до Солнца в перигелии 206,6 млн км, а в афелии 249,2 млн км. Разница примерно в 40 млн км. Но, как и на Земле, зима и лето на Марсе сменяются в основном из-за наклона оси вращения. Плоскость экватора Марса наклонена к плоскости его орбиты под углом 25,2 градуса (у Земли, напомним, 23,5). Потому и смена времён года происходит примерно так же, как на Земле, если, конечно, учесть, что год на Марсе продолжается 1,88 земного года. В экваториальной и средней полосе смена времён года проявляется в смене температур, а в приполярных областях зимой появляются белые полярные шапки. Но это не лёд, а по большей части замёрзшая от зимних холодов углекислота. Ведь атмосфера Марса в основном из углекислого газа и состоит.

Нужно отметить, что на Марсе гораздо больше, чем на Земле, сказывается разница в расстоянии до Солнца в перигелии и афелии. 40 млн км — это всё же не 3%, а в шесть раз больше. Поэтому в разных полушариях Марса зима и лето довольно сильно отличаются. В южном полушарии лето короче и теплее, чем в северном, потому что именно в это время планета проходит через перигелий. А зима в южном полушарии — длиннее и холоднее (из-за того, что Марс находится в афелии).

Юпитер

Эксцентриситет орбиты Юпитера тоже невелик, вдвое меньше, чем у Марса. Наклон экватора Юпитера к плоскости его орбиты составляет всего 3,1 градуса — это очень мало, и даже будь Юпитер обычной планетой с твёрдой поверхностью, говорить о смене времён года не имело бы смысла: на полюсах царила бы вечная зима, а на экваторе вечное лето с промежуточными значениями температуры на других широтах. Южное полушарие в этом смысле не отличалось бы от северного. Но Юпитер — газовый гигант, у него нет твёрдой поверхности, и «погода» на разных его широтах практически не зависит ни от расстояния до Солнца, ни от наклона оси вращения. «Погоду» на Юпитере определяют мощные турбулентные движения в водородно-гелиевой атмосфере и быстрое вращение (сутки на Юпитере продолжаются всего 10 часов).

Сатурн

Эта планета во многом похожа на Юпитер. Орбита Сатурна примерно так же вытянута, сутки примерно такие же (всего на полчаса больше, чем на Юпитере). Но наклон оси вращения по отношению к плоскости орбитального движения близок к земному — отличается всего на 3 градуса. Казалось бы, что и смена времён года на Сатурне должна быть похожа на земную (конечно, с учётом, что год на Сатурне в 29 раз длиннее земного), и она должна происходить не раз в три месяца, а раз в семь с четвертью земных лет. Но Сатурн, как и Юпитер, — газовый гигант. Да, Солнце дважды в течение сатурнианского года пересекает плоскость орбиты, и тогда, как и на Земле, случаются равноденствия и, как и на Земле, бывают самые длинные «дни» и самые длинные «ночи», вот только на климат и тем более на «погоду» всё это не оказывает практически никакого влияния. На Сатурне, как и на Юпитере, главное воздействие на атмосферные явления оказывают мощные атмосферные бури и вихри, и о смене времён года можно говорить только в астрономическом, но никак не в климатическом смысле.

Уран

Уран вращается вокруг Солнца «лёжа на боку» — ось вращения планеты отклоняется от плоскости эклиптики на 8 градусов. У планет Солнечной системы много странностей, хотя, казалось бы, они должны не очень отличаться друг от друга, поскольку произошли из одного протопланетного облака, которое, сгущаясь, вращалось вокруг Солнца в том же направлении, что и само светило. В процессе сжатия отдельные «куски» протопланетного облака сталкивались друг с другом, одни разваливались совсем, другие становились больше, у одних вращение вокруг оси ускорялось, у других замедлялось. И массы будущих планет оказались разными. Это понятно и естественно. Но почему, к примеру, плоскость экватора Урана наклонена к плоскости эклиптики под углом 98 градусов? Что произошло в те далёкие времена, когда планеты только формировались? У космогонистов есть ответ на этот вопрос (хотя вариаций в нём множество). Протопланетные сгущения и недавно образовавшиеся планеты часто (по астрономическим понятиям, конечно!) сталкивались, причём под разными углами и с разными скоростями. В результате одного из таких столкновений Земля обзавелась спутником — Луной. В результате другого — будущая планета Уран получила такой удар по касательной, что ось её вращения «опрокинулась», и планета «легла на бок».

Год на Уране в 84 раза длиннее земного. Попробуем представить, как там происходит смена времён года. Если вы находитесь на одном из его полюсов, то в разгар лета ось планеты направлена почти точно на Солнце, находящееся в зените. Но проходит несколько земных лет. Солнце по спирали, делая один оборот за урановые сутки (17,2 часа), постепенно опускается к горизонту и, наконец, в день, который жители Урана, если бы они существовали, назвали бы началом календарной зимы, заходит и появляется вновь только через половину уранового года. А в это время на противоположном полюсе планеты Солнце появляется из-под горизонта и по спирали поднимается к зениту, куда доберётся к середине лета.

Если бы вы оказались на экваторе Урана, то смена времён года происходила бы так. Солнце всходило бы и заходило каждый день, будто на Земле. Но в разгар урановой зимы оно будто бы катилось вдоль горизонта, на половину суток скрываясь неглубоко, всего градусов на восемь (если учесть рефракцию, достаточно сильную в плотной уранианской атмосфере, то и не скрываясь вовсе), а на вторую половину суток невысоко (градусов на восемь) поднимаясь в небо. В разгар лета Солнце будет подниматься почти к зениту. Однако намного теплее от этого не станет, да нам, впрочем, всё равно, ведь лето и зима на планете Уран интересуют нас только как астрономические явления, возникающие из-за его странного «лежачего» обращения вокруг Солнца.

Нептун

Самая далёкая из планет Солнечной системы — Нептун — обращается вокруг Солнца за 165 лет. По вытянутости орбиты и наклону оси вращения Нептун мало отличается от других планет, и если бы по массе был похож на Землю, можно было бы говорить, что четыре времени года сменяют здесь друг друга через каждые 41 земной год. С астрономической точки зрения так оно и есть: на Нептуне происходят летние и зимние солнцестояния, дважды в год случаются равноденствия. Но, конечно, физические условия сказываются: Нептун — такой же газовый гигант, как Юпитер, Сатурн и Уран, а потому похож на них природными условиями.

Плутон

Плутон — совсем другое дело! У него и наклон орбиты отличается от всех других планет (17 градусов), и вращается он в противоположную сторону. Но в число планет Солнечной системы он уже не входит. С 2006 года Плутон носит менее «почётное» звание «карликовой планеты», одного из многих таких объектов пояса Койпера.

***

Эксцентриситет (ε) — числовая характеристика степени сжатия эллипса (0 < ε < 1). Окружности соответствует ε = 0, а ε ≈ 1 означает, что продольный размер эллипса во много раз больше поперечного. Например, если они отличаются в два раза, то ε ≈ 0,87.

Перигелий — ближайшая к Солнцу точка орбиты планеты или другого небесного тела Солнечной системы, афелий — наиболее удалённая.

Эклиптика — линия, по которой происходит видимое с Земли движение Солнца относительно звёзд, соответственно плоскость эклиптики — это плоскость обращения Земли вокруг Солнца (плоскость земной орбиты). Планеты Солнечной системы движутся вблизи плоскости эклиптики в том же направлении, что и Земля. Это объясняется их формированием из общего протопланетного диска.

Почему +4 градуса осенью ощущаются холодно, а весной — тепло?

С наступлением марта в России с каждым днем становится теплее, и люди начинают менять зимнюю одежду на весеннюю. Наверное, каждый человек замечал забавное явление — когда весной устанавливается плюсовая температура, всем сразу же кажется, что это очень тепло. А вот когда осенью столбики термометров начинают показывать те же единицы градусов, мы сразу же одеваемся теплее. Возникает вопрос: почему одна и та же погода весной и осенью ощущаются по-разному? Ученые уже давно нашли ответы на этот вопрос — причин для такой разницы сразу несколько. Ощущение погоды в разные времена года зависят как от психологических факторов, так и от особенностей погодных условий. Все-таки, погода за окном оценивается не только в градусах, но и в уровне влажности и так далее. В рамках данной статьи предлагаю углубиться в эту тему и раз и навсегда заполнить это пробел в знаниях.

Весной и осенью погода ощущается по-разному, но в чем причина?

Содержание

• 1 Как человек ощущает тепло и холод?
• 2 Почему весной и осенью тепло ощущается по-разному?
  • 2.1 Человек по-разному воспринимает погоду
  • 2.2 Погода весной и осенью не одинаковая
  • 2.3 Люди по-разному воспринимают тепло

Как человек ощущает тепло и холод?

Человек воспринимает температуру окружающей среды при помощи так называемых терморецепторов. Они расположены на коже, роговой оболочке глаз и на слизистых оболочках. Также рецепторы, реагирующие на тепло, есть во внутренних органах. Все они делятся на два типа:

• холодовые, которые воспринимают сигналы холода;
• тепловые, которые воспринимают сигналы тепла.

Когда температура воздуха находится в нейтральном диапазоне около 30 градусов Цельсия, оба типа терморецепторов работают с минимальной активностью. Но чем больше температура отклоняется от нейтрального диапазона, тем активнее они становятся.

Терморецепторы расположены почти по всему организму

Сигналы от холодовых и тепловых рецепторов постоянно передаются при помощи спинномозговых нейронов в гипоталамус — отдел мозга, который отвечает за чувства голода и жажды, половое поведение, циркадные ритмы и, самое главное, за регуляцию тепла в организме. Когда окружающая среда становится слишком холодной, гипоталамус дает сигнал на сужение кровеносных сосудов, что уменьшает приток крови к коже и предотвращает потерю тепла. А когда человеку жарко, он начинает потеть, чтобы охладить организм за счет испарения воды.

Расположение гипоталамуса

Читайте также: Какая погода будет в будущем и что нам с этим делать?

Почему весной и осенью тепло ощущается по-разному?

Когда весной устанавливается плюсовая температура, людям становится жарко и они хотят быстрее снять зимнюю одежду. А когда такая же температура устанавливается осенью, люди стараются одеться теплее, чтобы не простудиться. Этому есть сразу несколько объяснений.

Человек по-разному воспринимает погоду

Первая причина разного ощущения, казалось бы, одинаковой погоды, заключается в психологических особенностях человека. После зимы, когда температура воздуха может опускаться до 30 градусов мороза, плюсовая погода может показаться настоящей жарой. А вот осенью, после жаркого лета, температура воздуха на уровне +4 градусов может показаться очень холодной — сразу же хочется одеться теплее.

Смена времен года влияет на ощущение погоды

Погода весной и осенью не одинаковая

То, что весной и осенью погода одинаковая, нам только кажется. Как правило, весной при тех же условных +4 градусах тепла погода сухая и безветренная — действительно хорошая погода. А с наступлением сентября воздух становится влажным, появляется ветер и солнце скрывается за тучами. Не стоит забывать, что на ощущение тепла также влияют влажность, ветер и другие показатели погоды.

Осенью действительно холоднее, чем весной

Люди по-разному воспринимают тепло

Также нужно помнить, что далеко не все люди воспринимают погоду одинаково. В зависимости от телосложения, возраста и состояния здоровья одним людям тепло даже зимой, а другие могут мерзнуть даже летом. Вспомните случаи, когда в душном автобусе пожилой человек просил закрыть форточку — в основном, это делалось не из-за вредности, а потому что человеку действительно холодно из-за недостаточного поступления крови к конечностям, что очень распространенное явление в пожилом возрасте. На ощущение холода также влияет телосложение: люди с жировыми складками лучше сохраняют тепло, поэтому меньше мерзнут, а худые люди теряют тепло гораздо быстрее.

На ощущение тепла также сильно влияет телосложение

Напомню, что ученые постоянно говорят о глобальном потеплении — температура воздуха в большинстве частей мира сегодня гораздо выше, чем несколько столетий назад. В будущем на Земле станет еще жарче, что непременно отразится на здоровье людей.

Климат на ЗемлеОрганы человека

Вот почему 50-градусный день кажется холоднее осенью, чем весной

Наука|Вот почему 50-градусный день кажется холоднее осенью, чем весной

https://www.nytimes.com/2018/10/24 /science/human-bodies-cold-weather-adjustment.html

Реклама

Продолжить чтение основной истории

Болельщики «Денвер Бронкос» собрались перед домашней игрой против «Лос-Анджелес Рэмс» в этом месяце. Кредит… Исайя Дж. Даунинг/ USA Today Sports, через Reuters

Первое холодное время года всегда кажется особенно суровым.

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, скрываясь под несколькими слоями одежды, не слишком ли вы остро реагируете на эти холодные ранние осенние дни, успокойтесь. Это может быть не только в вашей голове: человеческому телу требуется время, чтобы акклиматизироваться к холоду.

«Зимой мы как бы получаем глобальную реакцию с течением времени, так что 50-градусный день, скажем, в феврале кажется прекрасным, тогда как в это время года кажется прохладным», — сказал Джон Кастеллани, физиолог, специализирующийся на в исследовании холодной погоды в Исследовательском институте медицины окружающей среды армии США в Массачусетсе.

Некоторые эксперты утверждают, что сдвиг в восприятии в основном психологический, но другие, в том числе доктор Кастеллани, говорят, что дело не только в этом: данные свидетельствуют о том, что тело со временем приспосабливается к холоду.

Вот краткий обзор того, что мы знаем и не знаем о том, как организм реагирует на холод, скажем, осенью, по сравнению с весной.

[ Нравится страница Science Times на Facebook. | Подпишись на Информационный бюллетень Science Times. ]

Любой, кто сражался за термостат, знает, что люди по-разному воспринимают температуру, иногда резко.

Множество факторов объясняют почему. Исследования показали, например, что более крупные люди теряют больше тепла на холоде, чем более мелкие, потому что у них большая площадь поверхности, на которой оно теряется. Люди с большим количеством жира под кожей теряют меньше тепла, потому что он служит изоляцией. И у пожилых людей может быть больше проблем с фригидностью, чем у молодых.

Психология тоже может сыграть существенную роль. Как и поведение: люди преуспевают в ограничении воздействия зимних условий, которые могут притупить воздействие холода.

«Есть классическая поговорка, что «человек на холоде не обязательно холодный человек», — сказал Майк Типтон, профессор физиологии Портсмутского университета в Великобритании, изучающий регуляцию температуры тела. «Мы одеваемся, обогреваем наши дома, носим одежду и воссоздаем наше тропическое происхождение на коже».

Когда температура падает, датчики в коже, известные как терморецепторы, обнаруживают эти изменения и посылают сигналы в гипоталамус, небольшую универсальную область мозга, которую иногда называют термостатом тела.

Чтобы поддерживать безопасную внутреннюю температуру тела, гипоталамус может приказать телу выполнить одно из двух действий. Основной реакцией является процесс, известный как вазоконстрикция: сужение кровеносных сосудов на периферии тела для отвода теплой крови от конечностей и кожи обратно к центру. Тело также может дрожать, чтобы вырабатывать тепло.

«Когда кожа ощущает холод, ее первой реакцией на самом деле является защита внутренних органов», — сказал доктор Кастеллани.

Однако со временем эти ответы могут измениться.

Исследования людей во всем мире показали, что те, кто часто подвергается воздействию холода, просто начинают лучше его переносить, меньше дрожа или сужая кровеносные сосуды.

Было обнаружено, например, что у коренного населения австралийских и африканских пустынь и Арктики менее выраженная реакция на холод, чем у тех, кто не подвергался таким же холодным условиям. (Температура в пустынях ночью часто резко падает.)

То же самое было обнаружено даже среди людей, подвергшихся холоду в более ограниченных формах. Например, было обнаружено, что рыбаки и рыбные филе, которые долгие часы работают руками в холодной воде, имеют более высокую температуру рук, когда их руки помещают в холодную воду, по сравнению с контрольной группой. Подобные эффекты были обнаружены среди работников скотобоен, которые обычно имеют дело с кусками холодного мяса.

Это, по словам доктора Кастеллани, объясняет, как человек в прохладном климате может со временем адаптироваться к зиме.

«Всю зиму мы ощущаем этот холодный воздух на щеках, и, по сути, кожа не так сильно стягивается», — сказал он. «Мы привыкли к этой области, и поскольку кожа немного теплее, поэтому она кажется теплее. Вот почему холодный октябрьский день кажется намного холоднее, чем тот же февральский день».

климат — Почему в Северном полушарии март холоднее сентября?

$\begingroup$

Простите мое незнание предмета, но меня всегда интересовала точная причина этого явления.

Весеннее равноденствие происходит около 20 марта, тогда как осеннее равноденствие происходит около 22 сентября, поэтому, где бы вы ни находились в Северном полушарии, продолжительность дня и, следовательно, количество солнечной энергии, достигающей этого места, должны быть почти одинаковыми.

Однако средние температуры сильно различаются, например, в Торонто средняя температура составляет от 2°C до 6°C 20 марта и от 14°C до 19°C 22 сентября. Таким образом, разница составляет около 12 ° C [ссылка].

Таким образом, очевидно, что существует какая-то температурная инерция, поскольку температура, кажется, испытывает задержку в ответ на изменения продолжительности дня.

В чем основная причина этого? Это влияние морского льда или альбедо заснеженной суши? Энергия, хранящаяся в океанах? Энергия, поглощаемая таянием снега и льда?

• климат
• солнечно-земная физика

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Это явление называется сезонным отставанием.

В другом месте на этом сайте есть более развернутый ответ, но основная идея заключается в том, что температура отстает от инсоляции на несколько недель, потому что требуется время, чтобы изменить среднюю температуру земли, атмосферы и особенно океанов. их средняя температура. Эта диаграмма пытается показать отставание, а также различные способы исчисления времен года:

$\endgroup$

3

$\begingroup$

В основном это зависит от того, откуда вы «исходите», а не от того, куда вы «направляетесь».

В сентябре вы «приезжаете» из жаркого лета. Земля была горячей в последнее время, и потребуется некоторое время, чтобы остыть (в вашей части мира.

В марте вы «приходите из» холодной зимы. некоторое время, чтобы нагреться

«Холодно и «жарко» там, куда вы «собираетесь» в сентябре и марте соответственно, но погода в дни равноденствия диктуется «зеркалом заднего вида».

Иными словами, количество солнечной энергия, которая достигла земли «сегодня», является менее важным фактором тепла, чем то, что произошло «недавно» или незадолго до этого

$\endgroup$

$\begingroup$

Если говорить по календарным временам года, то весна однозначно холоднее осени.