چرا فصل‌ها تغییر می‌کنند؟ راز انحراف زمین و رقص خورشید
چرا فصل‌ها تغییر می‌کنند؟ راز چرخش زمین و خورشید
تغییر فصل‌ها، پدیده‌ای آشنا و در عین حال شگفت‌انگیز است. همه ما می‌دانیم که در بیشتر نقاط جهان، فصل‌ها تغییر می‌کنند، اما کمتر کسی به این موضوع فکر می‌کند که چرا اصلاً فصل داریم؟ پاسخ این سوال در اعماق علم ستاره‌شناسی و سیاره‌شناسی نهفته است.
راز اصلی: انحراف محور زمین
مهم‌ترین دلیل پیدایش فصل‌ها، انحراف محور زمین نسبت به صفحه مداری آن است. تصور کنید که منظومه شمسی یک صفحه صاف است و سیارات به دور خورشید در سطح این صفحه می‌چرخند. به جای اینکه قطب‌های شمال و جنوب سیارات عمود بر این صفحه باشند، بیشتر آنها با زاویه مشخصی قرار گرفته‌اند. این موضوع به ویژه در مورد زمین صدق می‌کند که محور آن به میزان 23.5 درجه انحراف دارد.
تصادف بزرگ و تولد ماه: ریشه انحراف زمین
دانشمندان معتقدند که این انحراف محور زمین، نتیجه یک برخورد عظیم در تاریخ سیاره ما بوده است. این برخورد که احتمالاً منجر به شکل‌گیری ماه نیز شده، به این صورت بوده که زمین نوزاد با یک جسم فضایی بزرگ، تقریباً به اندازه مریخ، برخورد کرده است. این برخورد باعث شد که زمین برای مدتی به یک طرف کج شود، تا اینکه سیستم به حالت پایدار رسید.
بازی نور و سایه: چگونه انحراف محور، فصل‌ها را رقم می‌زند
در نهایت، ماه شکل گرفت و انحراف زمین روی 23.5 درجه تثبیت شد. این بدان معناست که در بخشی از سال، نیمی از کره زمین از خورشید دور می‌شود و نیمه دیگر به سمت آن متمایل می‌گردد. هر دو نیمکره همچنان نور خورشید را دریافت می‌کنند، اما نیمکره‌ای که به سمت خورشید متمایل است، نور بیشتری را به طور مستقیم دریافت می‌کند (فصل تابستان)، در حالی که نیمکره دیگر نور کمتری دریافت می‌کند (فصل زمستان).
تابستان در شمال، زمستان در جنوب: وقتی نیمکره‌ها جابجا می‌شوند
هنگامی که نیمکره شمالی به سمت خورشید متمایل می‌شود، ساکنان این بخش از جهان فصل تابستان را تجربه می‌کنند. در همان زمان، نیمکره جنوبی نور کمتری دریافت می‌کند و فصل زمستان در آنجا حاکم می‌شود. اعتدالین و انقلابین بیشتر در تقویم‌ها برای نشان دادن شروع و پایان فصل‌ها استفاده می‌شوند، اما خودشان ارتباط مستقیمی با علل ایجاد فصل‌ها ندارند. در واقع، انحراف محوری زمین، علت اصلی تغییرات فصلی است و تابستان و زمستان را شکل می‌دهد.
تغییرات فصلی: رقص طبیعت در طول سال
سال ما به چهار فصل زیبا تقسیم می‌شود: بهار، تابستان، پاییز و زمستان. اگر در نزدیکی خط استوا زندگی نکنید، هر فصل با الگوهای آب و هوایی متفاوتی همراه است. به طور کلی، هوا در بهار و تابستان گرم‌تر و در پاییز و زمستان سردتر است. اگر از بیشتر مردم بپرسید که چرا زمستان‌ها سرد و تابستان‌ها گرم است، احتمالاً می‌گویند که زمین در تابستان به خورشید نزدیک‌تر و در زمستان از آن دورتر است. این توضیح در نگاه اول منطقی به نظر می‌رسد. بالاخره هرچه به آتش نزدیک‌تر شویم، گرمای بیشتری احساس می‌کنیم. پس چرا نزدیکی به خورشید باعث گرمای تابستان نشود؟
این یک فرضیه جالب است، اما متاسفانه به نتیجه‌گیری اشتباهی منجر می‌شود. دلیلش این است: زمین در ماه جولای (تیرماه) هر سال در دورترین فاصله از خورشید و در ماه دسامبر (آذرماه) در نزدیک‌ترین فاصله به آن قرار دارد. بنابراین، دلیل "نزدیکی" نمی‌تواند درست باشد. همچنین، وقتی در نیمکره شمالی تابستان است، در نیمکره جنوبی زمستان است و بالعکس. اگر تنها دلیل وجود فصل‌ها، نزدیکی یا دوری از خورشید بود، باید در هر دو نیمکره همزمان هوا گرم می‌بود. اما این اتفاق نمی‌افتد. در واقع، انحراف محور زمین دلیل اصلی پیدایش فصل‌ها است. البته، یک عامل دیگر نیز وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.
چرا ظهرها گرم‌تر است؟
انحراف محور زمین همچنین باعث می‌شود که خورشید در طول سال در قسمت‌های مختلف آسمان طلوع و غروب کند. در فصل تابستان، خورشید تقریباً مستقیماً بالای سر ما قرار می‌گیرد و به طور کلی، مدت زمان بیشتری در طول روز بالای خط افق (یعنی در روشنایی روز) باقی می‌ماند. این بدان معناست که خورشید در تابستان زمان بیشتری برای گرم کردن سطح زمین دارد و هوا را گرم‌تر می‌کند. در زمستان، زمان کمتری برای گرم کردن سطح وجود دارد و هوا سردتر می‌شود.
ناظران می‌توانند به راحتی این تغییر در موقعیت ظاهری خورشید در آسمان را مشاهده کنند. در طول یک سال، به راحتی می‌توان موقعیت خورشید در آسمان را تشخیص داد. در تابستان، خورشید بالاتر قرار می‌گیرد و در موقعیت‌های متفاوتی نسبت به زمستان طلوع و غروب می‌کند. این یک پروژه عالی برای امتحان کردن است و تنها چیزی که نیاز دارید، یک نقاشی یا تصویر تقریبی از خط افق محلی در شرق و غرب است. ناظران می‌توانند هر روز به طلوع یا غروب خورشید نگاه کنند و موقعیت‌های طلوع و غروب خورشید را علامت بزنند تا درک کاملی از این پدیده داشته باشند. زاویه تابش خورشید و مدت زمان تابش، نقش مهمی در گرمای هوا در فصل‌های مختلف ایفا می‌کنند.
بازگشت به نزدیکی: آیا فاصله زمین تا خورشید مهم است؟
خب، آیا فاصله زمین تا خورشید اصلاً مهم است؟ بله، تا حدی مهم است، اما نه به آن شکلی که مردم انتظار دارند. مدار زمین به دور خورشید تنها کمی بیضی‌شکل است. تفاوت بین نزدیک‌ترین و دورترین نقطه زمین به خورشید کمی بیشتر از سه درصد است. این تفاوت آنقدر زیاد نیست که باعث نوسانات دمایی شدید شود. این اختلاف فاصله، به طور متوسط تنها به چند درجه سانتیگراد تفاوت دما منجر می‌شود. در حالی که اختلاف دما بین تابستان و زمستان بسیار بیشتر از این مقدار است. بنابراین، نزدیکی یا دوری زمین از خورشید به اندازه میزان نور خورشیدی که سیاره دریافت می‌کند، اهمیت ندارد. به همین دلیل است که صرفاً فرض کردن اینکه زمین در یک فصل به خورشید نزدیک‌تر است، اشتباه است. درک دلایل وجود فصل‌ها با داشتن یک تصویر ذهنی خوب از انحراف محور زمین و مدار آن به دور خورشید بسیار آسان‌تر است.
نکات کلیدی در مورد فصل‌ها
- انحراف محور زمین نقش بسزایی در ایجاد فصل‌ها در سیاره ما دارد.
- نیمکره‌ای (شمالی یا جنوبی) که به سمت خورشید متمایل است، در آن زمان گرمای بیشتری دریافت می‌کند.
- نزدیکی به خورشید دلیل اصلی ایجاد فصل‌ها نیست.
- نجوم
- علم
