Пытливые умы наверняка обращали внимание на любопытную природную особенность: Южный полюс значительно холоднее Северного, однако в странах Южного полушария зимы гораздо теплее северных.
Почему в Аргентине, Австралии и Южной Африке нет таких же суровых зим, как в России и Канаде?
Почему Южный полюс холоднее Северного?
«Север» – понятие, с которым обычно ассоциируют суровые зимы и пронизывающие ветра, в то время как «юг» выступает антиподом негостеприимной стихии.
Однако стоит учитывать то, что Антарктида покрыта многокилометровым слоем льда, а потому Южный полюс оказался выше уровня моря почти на 2,8 тыс. метров. Воздух является плохим проводником, из-за чего тепло плохо проникает в верхнее воздушное пространство.
Однако это всё равно куда холоднее тропического и экваториального климата. Почему в таком случае в странах Южного полушария нет таких же суровых зим, как в Норвегии, Финляндии, России и Канаде?
Почему в странах Южного полушария тёплые зимы?
Счастливых жителей Патагонии и Океании, а также беззаботных африканцев спасает от зимы наличие вокруг Антарктиды Южного океана. Холодные воздушные массы, образующиеся над полюсом, добираются до соседних материков уже прогретыми от воды.
Северному полушарию повезло меньше. Жители России и Канады находятся далеко от океанов и крупных водоёмов – тепловых резервуаров, которые дольше хранят тепло и смягчают перепады температур. Поэтому на материках господствует континентальный климат: суровая зима и жаркое лето с малым количеством осадков.
Климатическая карта поясов планеты. В России, странах Скандинавии и Канаде самый распространённый климат – континентальный. В Южном полушарии его нигде нет
Кроме того, даже крайние точки стран Южного полушария несопоставимы по широте с холодными регионами России. Самые южные места Аргентины и Чили находятся на 55° и 56° ю.ш. соответственно – это соответствует координатам Москвы.
Лишь в этих регионах Южной Америки температура доходит до 0°С. В Австралии это 43° ю.ш. – широта Сочи. Даже в холодные месяцы термометр там не опускается ниже +3°C, и только горы покрыты снегом. В остальных регионах климат умеренный или тропический, круглый год тепло.
Патагония, южный регион Аргентины, сочетает тёплый климат на равнинах и холодный в горах
Благодаря близости к океану климат в странах Южного полушария гораздо мягче, чем в странах Севера. Кроме того, в Аргентине и Чили нет крупных городов, расположенных на той же широте, что в России. Потому жители этих стран не привыкли к суровым зимам и низким температурам.
«Почему летом жарко?» — этот детский вопрос очень актуален, учитывая время года. Зимой его заменит другой – «Почему зимой холодно?», сопровождаемый попыткой согреть через варежки замерзшие ладошки. В нашей новой рубрике «Почемучки» мы будем регулярно отвечать понятным и простым языком на самые интересные вопросы дошколят и школьников.
Кстати, свои вопросы для наших «Почемучек» вы можете предложить в личные сообщения наших групп в социальных сетях: там вас ждет уникальный и интересны контент: ВКонтакте, Facebook, Одноклассники
Ответ на вопрос: причина в угле наклона оси Земли
Наша планета Земля движется вокруг Солнца, а сама земная ось расположена под углом к плоскости этого движения.
Вокруг Солнца Земля вращается по эллиптической орбите, близкой к круговой, со скоростью около 107 000 км/час в направлении с запада на восток. Среднее расстояние к Солнцу 149 598 тыс. км
Из-за эллиптической формы орбиты расстояние между Землей и Солнцем разнится. Ближайшая на орбите точка к Солнцу называется перигелий – в этот момент до звезды примерно 147 млн километров. Самая дальняя носит название «афелий» – 152 млн км. 3% разницы в расстоянии приводят к примерно 7% разницы в количестве солнечной энергии, которую Земля получает в момент нахождения в этих местах орбиты.
Но главное, что изменяется не расстояние, а угол падения солнечных лучей на поверхность, — потому и существуют времена года.
Ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Соответственно, плоскость экватора образует угол 23,44° с плоскостью эклиптики.
Если бы не этот наклон, то день и ночь в любом месте Земли были бы одинаковыми по продолжительности, а днем Солнце в течение всего года поднималось бы на одну высоту.
3 географических причины смены времен года
Сезонные изменения продолжительности светлого времени суток: летом дни длинные, а ночи короткие; зимой их соотношение меняется на обратное.
Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. Летом в умеренных широтах в полдень Солнце находится ближе к зениту, чем зимой, и, следовательно, одинаковое количество солнечной радиации летом распределяется на меньшей площади земной поверхности.
Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Находящееся низко над горизонтом Солнце дает меньше тепла и света, чем Солнце, расположенное высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае преодолевают более мощный слой атмосферы.
Экватор не отдаляется от Солнца, там нет зимы и лета?
Конкурс
В этот раз мы не попросим вас что-нибудь посчитать, как это было в материале «Почему море соленое?». Присылайте нам в социальные сети свои «почемучки»: это может быть вопрос, который волновал вас в детстве, а может быть и вопрос, который недавно задал ребенок или ученик. Среди всех участников мы выберем 3 самых интересных вопроса и наградим их авторов книжными призами!
Нас окружает большое количество явлений, к которым мы давно привыкли. Причём настолько, что нередко не задаёмся вопросами, почему так, а не иначе, или что это означает. Например, всё знают, что тёплый воздух легче холодного и от этого поднимается вверх. Но что означает “легче”?
То есть простой вроде бы вопрос на самом деле таковым не является. И даже вызывает горячие споры.
Дело в объёме, а не в массе
На самом деле, конечно, говорить о том, что горячий воздух “легче” холодного, несколько некорректно. Дело в том, что по мере повышения температуры газа скорость молекул нарастает. Следовательно, расстояние между ними будет тоже увеличиваться. А это означает, что горячий воздух станет занимать больше пространства.
Таким образом, один и тот же объём газа в нагретом состоянии станет меньше давить на квадратный сантиметр или любую другую единицу поверхности. Этим и объясняется его “лёгкость”. Но за счёт чего такое стало возможным?
От температуры зависит плотность газа. Наверх постоянно будет стремиться тот, у которого плотность меньше. Или, если перефразировать, у кого при равной массе больше объём. Это касается всех тел и распространяется и на газы тоже.
Молярно-кинетическая теория газов
Вопрос с лёгким горячим воздухом хорошо объясняется этой теорией. Среднюю кинетическую энергию молекул определяет температура. Зависимость простая: чем выше температура, тем выше кинетическая энергия молекул газа. А это означает, что молекулы начинают двигаться быстрее. И в результате данного процесса расстояние между ними возрастает. За счёт этого плотность газа и уменьшается, поскольку увеличивается объём.
Однако земная гравитация мешает молекулам газа в процессе разогрева отправляться в путешествие в космос. То есть на воздух действует несколько сил. И в то время как одни “выталкивают” его при нагревании на поверхность, другие притягивают вниз.
Так ли всё очевидно?
Кажется, что для понимания процессов, которые происходят с тёплым и холодным воздухом, достаточно школьного курса знаний. Однако если начать разбираться в происходящем глубже, то возникает немало интересных вопросов. Например, выше говорилось о кинетической энергии у молекул. Но откуда она у них вообще берётся?
Движение молекул связано с энергией импульса, которая заставляет их стремиться за снарядами. Например, если посмотреть на пар, то на него воздействует краснофотонное излучение. Оно импульсами и задаёт движение. В итоге разреженный газ начинает стремиться в область, где давление не такое высокое, как внизу, а плотность меньше. И это движение будет сохраняться до тех пор, пока поток воздуха не встретит преграду или пока он не остынет.
Почему тёплый воздух движется наверх?
Воздух нагревается, расширяется, после чего устремляется наверх. В физике это носит название конвективных перемещений. В реальной жизни на движение воздушных масс влияет не один фактор, а целый ряд. В частности, это разница температур, показателей давления и гравитационная сила.
Допустим, если вы откроете форточку зимой, то оттуда к нам начнёт попадать холодный воздух. Его температура заметно ниже температуры тех масс, которые находятся в помещении. Так что зимой разницу между потоками воздуха можно даже наблюдать: холодный воздух буквально стелется по полу.
Молекулы воздуха обладают излучением. Оно возрастает по мере увеличения температур. В процессе активности молекулы как бы отстреливают импульсы, причём благоприятные условия для такой активности создаются в области сниженного давления. То есть наверху.
В итоге тёплые молекулы воздуха движутся наверх. А их место занимают более холодные. То есть благодаря гравитации холодный воздух будет опускаться вниз. Именно так и работает конвекция.
Зачем эти знания нужны на практике?
Понимание конвекции позволяет создавать системы отопления. Разобраться с микроклиматом в доме без подобных знаний в противном случае бы не получилось. Главное – вспомнить физику.
Почему, чем выше подниматься в воздух, тем становится холоднее?
Как то Незнайка поднимаясь на воздушном шаре в облака размышлял:
Некоторые воображают, что чем выше подниматься в воздух, тем становится теплее, но это неправда. Чем выше, тем холоднее. Почему это?
А почему так происходит?
А ещё, чем выше, тем сильнее дуют ветра, на земле от холодного ветра можно спрятаться за ближайшим домом, а на высоте не получится 🙂
И там же, в Незнайке, есть объяснение этому. Потому что земля нагревается от солнечных лучей, а воздух нагревается уже от земли, поэтому чем дальше от земли, тем воздух холоднее.
Лучше всего согревает горячий чай или кофе с разбавленным в нём коньяком или специальным бальзамом с алкоголем в составе. Если нельзя принимать алкогольные напитки даже в малых количествах, то просто чай или кофе / какао.
Принято думать, что лучше всего «для сугреву» употреблять крепкий алкоголь. Мол, водка (коньяк, виски, рома и т.п.) греет организм изнутри. Однако доказано, что это лишь иллюзия, которая развеется уже в ближайшее время. То есть если и будет ощущения согрева, то сохранится ненадолго и будет вызвано лишь содержащимся спиртом, в то время как чай или кофе, сохраняя высокую температуру, по-настоящему будет «согревать» организм.
В холод организм больше тратит сил на собственное отопление, на согревание. Поэтому ему требуется большее поступление энергетических запасов на несколько часов. Те запасы, что образуются после употребления пищи, в холод быстро расходуются. Поэтому мозг получает сигнал, что требуется «подкинуть дров», для поддержания нормального состояния организма. Мы понимаем, что нужно поесть. Быстрый расход энергии может происходить и в жару при усиленной мыслительной активности. Тогда как правило организм требует сладкого, т.е. быстро усваиваемых углеводов.
Тепло или холод распространяются совершенно одинаково. Со скоростью теплопроводности тел, которые их (холодное или горячее тело) окружают.
Поэтому один из законов термодинамики гласит, что энергия не может передаваться от более холодного тела более горячему.
Чтобы на улице было не холодно, достаточно надеть что-то тёплое на то, в чём одеваетесь в офисе. Обувь желательно иметь сменную, так как уличная набирает влагу и доставляет дискомфорт ногам.
Чтобы определиться с офисной одеждой, проделайте эксперимент дома, в выходные, например. Сделайте дома примерно такой же климат, как у вас обычно в офисе. Оденьтесь по офисному и так живите целый день. Если с первого раза не получится определиться, то методом последовательного приближения вы сможете решить свой вопрос с желаемой степенью точности.
Может так выйти, что дома вам будет удобно в офисной одежде: в меру тепло, или чуть прохладно. А в офисе будете замерзать. В таком случае следует обратить внимание на ваш эмоциональный фон в офисе и дома, чем они отличаются, что на них влияет.
В городе всегда теплее, чем в деревне. Этому есть объяснение
Погода в городах и деревнях
Изучением тепловых аномалий в городах впервые занялся британский ученый Люк Ховард (Luke Howard) в 1833 году. Именно благодаря ему научное сообщество официально признало, что в обставленных большими зданиями городах формируется свой микроклимат. Для каждого крупного населенного пункта характерны собственная средняя температура воздуха и особенности дуновения ветра. Особенности климата во многом зависят от количества зданий, их размеров и близости их расположения между собой. В больших и хорошо развитых городах всегда теплее, чем в маленьких — сооружения больше, выше, многочисленней и все они расположены максимально плотно.
Чем крупнее город, тем больше в нем теплее
Асфальт и каменные дома на протяжении солнечного дня сильно нагреваются и вечером, некоторое время, испускают тепло обратно. А вот в деревнях покрытых асфальтом дорог почти нет, а дома в основном сделаны из древесины. Такие сооружения не могут сильно нагреться и излучать столько же тепла, как и городские дома. Конечно, сегодня многие деревенские дома обшиты камнем, а крыши покрыты металлом. Только вот сооружения там состоят максимум из 2-3 этажей и расположены относительно далеко друг от друга. Поэтому накопленное в течение дня тепло очень быстро исправился и жители деревень вынуждены теплее одеваться, в то время как городские обитатели вечером долго не замечают спада температуры воздуха.
Асфальт — одна из причин, по которой в городах тепло
На температуру воздуха также сильно влияет ветер. Если на улице +25 градусов Цельсия, но при этом дует очень холодный ветерок, комфортной такую погоду никак не назовешь. В городе, благодаря плотно расставленным высоким сооружениям, гораздо легче найти безветренное место. Ну а в деревнях, как вы уже могли понять, ветер дует практически везде. Высокие здания также влияют на то, в каком количестве выпадают осадки в определенных частях города. Каменные сооружения, будто горные хребты, могут сделать так, что дороги одной части улицы будут полны луж, а другой — остаться идеально сухими.
Последствия урагана в Москве (1998 год)
Но иногда здания располагаются так, что в некоторых районах города ветра дуют гораздо сильнее, чем обычно. Это очень опасное явление, потому что сильные ветра могут с легкостью сорвать деревья и рекламные щиты. В 1998 году Москва сильно пострадала от урагана, потому что билборды будто бы превратились в паруса и уронили столбы, к которым были прикреплены. При всем этом это совершенно не значит, что в деревнях от ветра меньше бед. Во время сильных ураганов у деревенских домов часто сносит крыши. Как в городах, так и деревнях, из-за сильных ветров люди постоянно рискуют погибнуть.
Самый жаркий город в мире
В 2019 году самыми жаркими городами мира были признаны австралийские Таркула, Порт-Огаста и Ок-Валли. В середине января отметки термометров в этих населенных пунктах показали больше 50 градусов Цельсия. В то время жителям пришлось нелегко и они спасались от жары либо на пляжах, либо в помещениях с кондиционерами. Издание Daily Mail рассказывало, что местные дети даже поливали друг друга из ведер, но это их особо не спасало. Напомним, что впоследствии в Австралии вспыхнули большие пожары, которые уничтожили миллионы гектаров леса и лишили животных естественной среды обитания. Подробнее о тех ужасных событиях можно почитать в этом материале.
А самый по-хорошему теплый город в мире это — Бангкок (Таиланд). Среднегодовая температура там равна +29 градусам Цельсия
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
masterok
masterok
