לקראת יום ההיפוך הקיצי של 2013 (בצפון) והחורפי (בחצי הכדור הדרומי) אנו מביאים הסבר אסטרונומי על עונות השנה באדיבות יוניברס טודיי
עונות השנה. צילום: shutterstock
עוד בנושא עונות השנה 2013: נקודת היפוך הקיץ – שיעור קצר באסטרונומיה
האם חשבתם פעם מדוע יש בכדור הארץ עונות שנה? מה קורה לכוכב הלכת שלנו שבגללו ישנם זמנים בהם חם וזמנים אחרים בהם קר לנו?
כדור הארץ מסתחרר בחלל כמו סביבון במסלולו סביב השמש. תארו לעצמכם קו החוצה את כדור הארץ מהקוטב הצפוני לקוטב הדרומי, ויוצא אל החלל משני הצדדים. זהו ציר הסיבוב.
במקרה של כדור הארץ ציר הסיבוב נטוי. במקום לפנות ישירות למעלה (בצפון) ולמטה (בדרום) ביחס לציר ההקפה של כדור הארץ את השמש, ציר הסיבוב העצמי של כדור הארץ נוטה למישור זה בזווית של 23.5 מעלות. נטיה זו היא הגורמת להבדלי האקלים בכדור הארץ ונותנת לנו את עונות השנה.
כעת דמינו את כדור הארץ מקיף את השמש – מסע הנמשך שנה שלמה. במהלך הקיץ בחצי הכדור הצפוני כדור הארץ נוטה כך שהקוטב הצפוני מצביע לעבר השמש ואילו הקוטב הדרומי מצביע הרחק מהשמש. כתוצאה מכך אנו חשים בקיץ בחצי הכדור הצפוני וחורף בחצי הכדור הדרומי.
ואז המצב מתהפך, כך שהקוטב הצפוני נוטה הרחק מהשמש והקוטב הדרומי נוטה כלפי השמש. כעת חורף בצפון וקיץ בדרום.
במהלך הקיץ בחצי הכדור הצפוני, אור השמש נופל בזוית יותר ישרה על כדור הארץ ומחמם אותו. בחצי הכדור הדרומי אור השמש מגיע בזוית נמוכה מאוד ולא מספיק לחמם כל פיסת קרקע באנרגיה מספקת. זו הסיבה מדוע לכדור הארץ יש עונות שנה – בגלל נטית ציר הסיבוב שלנו.
http://www.hayadan.org.il/images/content3/2013/06/shutterstock_133958423.jpg
ליתר דיוק, כדור הארץ לא באמת נע ומתנודד אל השמש או ממנה. כאשר כדור הארץ מקיף את השמש חצי הכדור הצפוני והדרומי מתחלפים ביניהם בפניה לכיוון השמש.
עונות השנה על כדור הארץ לא נקבעות ע"י מרחק כדור הארץ מהשמש משום שההבדל בין האפהליון והפריהליון במסלול כדור הארץ קטן מאוד. הן גם לא נוצרות בשל סיבוב כדור הארץ אלא בשל נטית הציר.
חילופי העונות לא מורגשים במידה שווה באיזורים שונים. קו המשווה לא חווה את העונות באותו המובן. העונות שם לא נגרמות בגלל נטיית ציר הסיבוב משום שקו המשווה נמצא באמצע כוכב הלכת והוא מקבל כמות כמעט שווה של אור שמש במהלך השנה. במקום זאת, מושפעות המדינות הממוקמות על קו המשווה מחגורת הגשם הטרופי, המביאה עימה עונות גשומות. לעומת זאת בקוטב הצפוני ובקוטב הדרומי ישנן שתי עונות ארוכות – קיץ וחורף במהלך החורף בקטבים, השמש שוקעת מתחת לאופק במשך חודשים. אין אור שמש במשך 182 ימים במהלך החורף בקוטב הצפוני. במהלך הקיץ לעומת זאת, השמש אינה שוקעת בקטבים (כל אחד בתורו כמובן) במשך חודשים.
שינויי הטמפרטורה נובעים מהזווית שבה השמש מחממת את כדור הארץ. במהלך יום ההיפוך הקיצי בחצי הכדור הצפוני, השמש נמצאת גבוה בשמים וגורמת ליותר אור שמש לחמם את חצי הכדור הזה. הימים גם יותר ארוכים במהלך תקופה זו. שני תהליכים אלה הופכים את הקיץ לחם יותר. ביום ההיפוך החורפי בחצי הכדור הצפוני, השמש רחוקה יותר בשמים, כך שפחות אור מגיע אל פני הקרקע. זו גם הסיבה מדוע הימים קצרים יותר בחורף והדבר גורם לחורף להיות קר יותר.
העונות מנוגדות בשני חצאי הכדור, כך שיום ההיפוך הקיצי בחצי הכדור הצפוני החל היום הוא למעשה יום ההיפוך החורפי בחצי הכדור הדרומי.
מידות החום גם מושפעות מזרמי האוקיאנוסים, רוחות וגורמים אחרים. זו הסיבה להבדלים בין אירופה החמימה והתוססת לבין קנדה הקפואה חודשים ארוכים במהלך השנה, באותם קווי רוחב.
