Tại sao chúng ta không có 2 Mùa hè và 2 Mùa đông?

Do quỹ đạo hình elip của Trái đất, khoảng cách từ Mặt trời của nó thay đổi gần 5 triệu Kilomet (147 triệu Kilomet tại điểm gần nhất & 152 triệu Kilomet ở điểm xa nhất, tức là gần 3% khoảng cách trung bình).

Rõ ràng là thực tế rằng Sao Kim có môi trường nóng hơn Sao Hỏa do khoảng cách tương ứng của chúng với mặt trời.

Tại sao Trái đất không quan sát hai mùa đông (tại các điểm xa nhất) và hai mùa hè (tại các điểm gần nhất)?

Lưu ý bổ sung : Tôi biết rằng sự thay đổi khí hậu theo mùa của Trái đất là do độ nghiêng 23 độ của nó gây ra sự thay đổi mật độ ánh sáng mặt trời cho các bán cầu.

Nhưng với tôi khoảng cách 5 triệu Km này có vẻ phù hợp hơn so với độ nghiêng 23 độ.

Có một vài giả định không chính xác trong bài viết của bạn, vì vậy rất khó để trả lời như đã hỏi. Nhưng tôi có thể giải quyết những quan niệm sai lầm.

1. Các mùa không phải do khoảng cách của chúng ta với mặt trời
Các mùa được gây ra bởi độ nghiêng 23,5 ° trong trục Trái đất. Khi Bắc bán cầu nghiêng về phía mặt trời (mùa hè), bán cầu Nam được đồng thời nghiêng đi từ mặt trời (mùa đông). Vì vậy, sự chênh lệch nhiệt độ theo mùa ít liên quan đến vị trí của Trái đất trong quỹ đạo hình elip của nó. Không có độ nghiêng này, sẽ không có mùa và nhiệt độ ngày này qua ngày khác trên toàn cầu sẽ tương đối đồng đều.

2. Ngay cả nhiệt độ TOÀN CẦU cũng không phù hợp với sự thay đổi của chúng ta về khoảng cách
Vì thực tế, nhiệt độ trung bình của Trái đất là nóng nhất khi nó nóng nhất từ mặt trời - nóng hơn khoảng 2,3 ° C ( ref ). Đó là bởi vì có nhiều vùng đất hơn ở Bắc bán cầu phải đối mặt với mặt trời (khi Trái đất ở xa nhất trong quỹ đạo của nó). Vì vậy, mặc dù có cường độ ánh sáng mặt trời ít hơn, vùng đất này có thể được làm nóng nhanh hơn nhiều so với các đại dương rộng lớn phải được sưởi ấm ở trạng thái perihelion.

Sự không nhất quán về nhiệt độ khoảng cách này không phải là duy nhất đối với Trái đất. Nhìn vào nhiệt độ trung bình của các hành tinh bên trong khác khi chúng ta di chuyển khỏi mặt trời:

1. Thủy ngân (167 ° C)
2. Sao Kim (460 ° C) ← xa hơn, nhưng nóng hơn Sao Thủy?
3. Trái đất (14,0 ° C)
4. Sao Hỏa (-60 ° C)

Sao Kim thực sự ấm hơn Sao Thủy vì bầu khí quyển carbon dioxide dày gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Vì vậy, nó không chỉ đơn giản là khoảng cách từ mặt trời quyết định nhiệt độ trung bình của một hành tinh.

3. Chỉ có MỘT aphelion / perihelion
Điểm gần nhất của quỹ đạo Trái đất (perihelion) và xa nhất (aphelion) chỉ xảy ra một lần mỗi năm; không hai lần. Đó là bởi vì quỹ đạo hình elip của Trái đất là như vậy nên mặt trời nằm ở một trong các tiêu điểm, không phải là tâm (như minh họa dưới đây).

^{Lưu ý rằng kích thước của các cơ thể và độ lệch tâm của các quỹ đạo được thể hiện rất nhiều ở đây.}

Sự thay đổi 5 triệu km về khoảng cách với Mặt trời có vẻ rất nhiều, 5 triệu km là một khoảng cách lớn, nhưng nó không ảnh hưởng đến thời tiết của Trái đất nhiều như độ nghiêng của trục. Sự thay đổi 3% về khoảng cách dẫn đến sự thay đổi ~ 7% về cường độ bức xạ mặt trời tới Trái đất, cho hoặc nhận.

Nhưng hãy xem xét các biến thể từ độ nghiêng dọc trục của Trái đất và ở đây tôi sẽ sử dụng ví dụ về vị trí ở 45 độ. vĩ độ, tương tự như vĩ độ của các thành phố như New York, London, Berlin, Paris, v.v ... Yếu tố đầu tiên là chiều dài ngày. Độ nghiêng dọc trục có nghĩa là trong suốt Mùa hè, ngày sẽ dài hơn và trong Mùa đông, ngày sẽ ngắn hơn. Ở 45 độ. vĩ độ này chuyển thành Mặt trời ở phía trên đường chân trời trong 15,5 giờ đầy đủ vào ngày Hạ chí và chỉ 8,7 giờ trong ngày Đông chí. Đó là sự khác biệt gần 2: 1 về số giờ ban ngày, hoàn toàn thay đổi 7%.

Ngoài ra, góc của Mặt trời trong mùa đông rất thấp, điều đó có nghĩa là lượng Mặt trời rơi trên mặt đất thấp hơn trên mỗi khu vực so với khi nó ở một góc cao hơn. Vào ngày đông chí ở 45 độ. vĩ độ của các tia mặt trời bị giảm xuống còn 37% sức mạnh trên một mét vuông mặt đất so với mức độ chúng sẽ tỏa sáng trực tiếp trên một số vị trí gần xích đạo. Nhưng trong ngày Hạ chí, họ mạnh đến 97% nếu họ trực tiếp trên cao. Đó là sự khác biệt 2,5: 1.

Vì vậy, ở đây bạn có tổng cộng chênh lệch khoảng 400% lượng ánh sáng và nhiệt tỏa xuống trên một miếng đất nhất định mỗi ngày giữa Mùa đông và Mùa hè.

Tôi nghi ngờ bạn đang nghĩ rằng chúng ta sẽ có một mùa hè khi bán cầu bắc, chẳng hạn, nghiêng về phía Mặt trời, và một mùa hè thứ hai trong thời kỳ tàn phá, khi Trái đất ở gần Mặt trời nhất. Đối với một điều, thời gian không hoạt động; cuộc tấn công diễn ra vào đầu tháng 1, gần giữa mùa đông. Điều đó có thể điều tiết tác động của độ nghiêng dọc trục đối với bán cầu bắc (và khuếch đại chúng cho bán cầu nam), nhưng nó không đủ để ghi đè lên chúng.

Các câu trả lời khác đã nói rằng độ nghiêng dọc trục là một yếu tố quan trọng hơn sự thay đổi khoảng cách từ Mặt trời, nhưng họ không giải thích được tại sao .

Sau đây là một dự đoán thô sơ của phong bì.

Sự khác biệt về độ rọi gây ra bởi khoảng cách khác nhau từ Mặt trời có thể được tính từ tỷ lệ giữa khoảng cách perihelion và aphelion, khoảng 0,967. Áp dụng luật bình phương nghịch đảo chỉ ra rằng lượng ánh sáng mặt trời tại aphelion là khoảng 93,5% so với mức độ perihelion. Tham khảo: http://en.wikipedia.org/wiki/Perihelion#Planantic_perihelion_and_aphelion

Tại vị trí hiện tại của tôi (khoảng 33 ° vĩ độ Bắc), vào thời điểm này trong năm (gần với đông chí bắc), chúng ta nhận được khoảng 10 giờ ánh sáng mặt trời và 14 giờ tối mỗi ngày. (Tham khảo: ứng dụng thời tiết trên điện thoại của tôi.) Đó là khoảng 83% những gì chúng ta có được với 12 giờ ánh sáng ban ngày trong thời gian bình đẳng và khoảng 71% những gì chúng ta có được với 14 giờ ánh sáng ban ngày và 10 giờ tối mỗi ngày trong ngày hạ chí. Hiệu quả lớn hơn ở vĩ độ cao hơn.

Thêm vào đó, mặt trời trên bầu trời thấp hơn vào mùa đông so với mùa hè, nghĩa là một lượng ánh sáng mặt trời nhất định được trải trên một diện tích lớn hơn trên bề mặt Trái đất, khiến tỷ lệ này thậm chí còn lớn hơn.

Tôi không có con số cho điều đó, nhưng nó đủ để cho thấy rằng hiệu ứng của độ nghiêng dọc trục lớn hơn đáng kể so với ảnh hưởng của khoảng cách khác nhau giữa Trái đất và Mặt trời.

Có hai yếu tố ở đây. Một là độ nghiêng 23 độ quan trọng hơn nhiều so với 5 triệu Km nhỏ bé (hãy nhớ rằng đó chỉ là 0,033 AU). Bằng chứng cho điều đó là khi đó là Mùa hè ở miền Bắc, đó là mùa đông ở miền Nam, bất kể khoảng cách.

Khác là nếu không có độ nghiêng, chúng ta sẽ có một mùa hè rất nhẹ và một mùa đông rất nhẹ (rất rất nhẹ, cả hai) vì Mặt trời không nằm ở trung tâm của hình elip (hai điểm gần nhất và hai điểm xa nhất) nhưng trên một tiêu điểm (một điểm gần nhất và một điểm xa nhất).

Đó là bởi vì độ nghiêng 23 độ của trái đất và quỹ đạo hình elip của trái đất quanh mặt trời.

Nếu bạn thực hiện một phương trình với tất cả các biến chúng ta có ở đây

1. Độ nghiêng 23 độ của trái đất
2. Quỹ đạo hình elip của trái đất quanh mặt trời
3. Tốc độ trái đất xung quanh chính nó
4. Tốc độ quỹ đạo trái đất quanh mặt trời
5. Khoảng cách giữa trái đất và mặt trời

Vì vậy, bạn sẽ lưu ý một sự thay đổi trong điều kiện thời tiết liên quan đến các biến này, vì vậy chúng tôi có 2 mùa đông và 2 mùa hè, nhưng 2 trong số chúng chỉ là trạng thái chuyển tiếp.
Một bằng chứng về điều đó, ở các cực của trái đất, chúng ta chỉ có thể có mùa hè và mùa đông vì giới hạn của biến (1).

Chúng tôi có 2 mùa hè và hai mùa đông - và 2 mùa xuân và mùa thu nữa. Khoảng cách khác nhau giữa mặt trời và trái đất không gây ra các mùa. Chúng được gây ra bởi độ nghiêng của Trái đất đối với mặt trời vào mùa hè và cách xa mặt trời vào mùa đông.

Cả hai bán cầu bắc và nam đều có cùng một mùa, nhưng vào những thời điểm trái ngược nhau trong năm.
Ví dụ, khi đó là mùa đông ở Hoa Kỳ, đó là mùa hè ở Argentina và ngược lại.

Vì các mùa ở bán cầu bắc và nam xảy ra vào các thời điểm đối nghịch trong năm, điều đó có nghĩa là có 2 mùa hoặc 8 mùa khác nhau mỗi năm, bao gồm 2 mùa hè riêng biệt và 2 mùa đông riêng biệt.

Có lẽ liên kết này có thể giúp:
http://neoprogrammics.com/equinoxes_and_solstices/