Miért váltakoznak az évszakok
Miért vannak évszakok? Miért váltakozik a tavasz, a nyár, az ősz és a tél? Sokan azt hiszik, hogy a nyár és a tél váltakozását a Föld és a Nap különböző távolsága okozza az év folyamán. A Föld ugyanis nem tökéletes kör alakú pályán kering a Nap körül. Vannak időszakok, amikor a Föld messzebb van a Naptól, máskor pedig közelebb. Lásd a következő ábrát:
Látjuk, hogy amikor a Föld „fent” van, messzebb van a Naptól, mint amikor „lent”. Első látásra van értelme annak, hogy amikor a Föld messzebb van a Naptól, akkor tél van, amikor közelebb, akkor nyár. A Föld azonban körülbelül július ötödike tájékán van a legmesszebb a Naptól, és körülbelül január negyedike tájékán a legközelebb – tehát pontosan fordítva: amikor a Föld a legmesszebb van a Naptól, nyár van, amikor a legközelebb, tél.
Azt is tudjuk, hogy amikor az északi féltekén nyár van, a déli féltekén tél van, és fordítva. Amikor mi itt, Magyarországon fagyoskodunk, Ausztráliában nyár van. Az évszakokat tehát nem okozhatja a Föld és a Nap különböző távolsága. Ha így volna, az egész bolygón nyárnak kellene lennie, nem csak az egyik féltekén.
Az ábráról ráadásul úgy tűnik, hogy a Föld és a Nap távolsága drámaian változik, a valóságban azonban a különbség sokkal kisebb. Amikor a Föld a legközelebb van a Naphoz, a távolság körülbelül 147 millió kilométer. Amikor a legtávolabb, körülbelül 152 millió kilométer. Ez nagyjából három százalék különbség, ami nem elég nagy ahhoz, hogy az időjárásnak olyan nagy változását okozza, amilyet a nyár és a tél között tapasztalunk.
A földtengely a ludas
A földtengely egy elképzelt egyenes, amely körül a Földünk forog. Ez a tengely a Föld Nap körüli keringésének síkjához képest kissé ferde. Nézd meg az ábrát:
A tengelyt fent és lent fehér vonalak jelölik, a Földön áthaladó fekete vonal az egyenlítő. Ez két féltekére osztja a Földet – a déli és az északi féltekére. A nyíl lent a Föld tengely körüli forgásának irányát mutatja. Látjuk, hogy a tengely nem függőleges, hanem kissé ferde. Már ezen az ábrán is észrevehetjük, hogy a Nap sokkal jobban süt a déli féltekére, mint az északira. Más dolgokat is észrevehetünk: a déli pólusra süt a Nap, az északira viszont nem. És ez az állapot még sokáig fog tartani. Képzeld el, hogy eltelt egy nap, és a Föld így egyszer körbefordult a tengelye körül. A Föld dőlése miatt a Nap egész idő alatt a déli pólusra sütött, ott a Nap egyáltalán nem nyugodott le! És fordítva – az északi póluson az egész nap folyamán fel sem kelt a Nap! Egész idő alatt pedig a Nap a déli félteke sokkal nagyobb részét világította meg, mint az északiét – a déli féltekén tehát nyár van, az északin tél. Ez egyezik azzal, amit ismerünk: télen rövidebbek a nappalok, mint nyáron.
De ez még nem magyarázza meg, miért „hidegebb” a Nap télen, mint nyáron. Jó, télen kevesebbet süt a Nap, már tudjuk, miért – de miért nem melegít egyúttal úgy, ahogy nyáron melegít minket? Ezért megint a sugarak beesési szöge a ludas.
A napsugarak beesési szöge
Képzelj el egy falat, amelyre merőlegesen esnek a fénysugarak. És egy második falat, amely ugyanolyan hosszú, és arra is fénysugarak esnek, de nem merőlegesen – az elsőhöz képest a második fal 45 fokkal el van forgatva:
Látjuk, hogy bár a két fal ugyanolyan hosszú, és ugyanolyan erős fényforrásnak vannak kitéve, a második falra kevesebb sugár esik, mint az elsőre. És nem csak ez, a sugarak egymástól távolabb esnek. A második fal tehát nincs olyan jól megvilágítva, mint az első. Ugyanez igaz a napsugarakra – az számít, milyen szögben esnek a földre. Ha merőlegesen esnek, sok jut belőlük a földre, ezt úgy érezzük, hogy meleg van. Ha kisebb szögben esnek, kevesebb sugár jut a földre, „egymástól távolabb”, és mi ezt hidegként érezzük. Ugyanez történik a Földön:
Az összes sugár, amely merőlegesen esik a földre, a déli féltekére esik. A déli féltekére így négyzetméterenként több napsugár esik, emiatt ott melegebb van, mint az északi féltekén, amelyre ugyan szintén esnek sugarak, de kisebb szögben, és így kevesebb jut oda. Ezért van Magyarországtól északra inkább hidegebb, délre pedig inkább melegebb. Tőlünk északra a Nap sugarai kisebb szögben esnek, és így kevesebb jut oda, mint amennyi nálunk.
