Ефектът на слънчевата светлина
Вътре в слънцето е невъобразимо горещо: тук преобладават общо 15 милиона градуса. На повърхността на слънцето все още е 5600 градуса по Целзий. Така слънцето грее в бяло и се появява пред очите ни като бяла топка.
Източник: Colourbox
Без слънцето нямаше да има живот на тази планета, поне не такъв, какъвто го познаваме днес. Слънцето е гигантски източник на енергия, който излъчва светлина и топлина в космоса. Част от тяхното излъчване достига и до земята. Тази енергия затопля нашата атмосфера, земята и моретата.
Вашата енергия достига и до земята
Източник: Colourbox
Слънцето загрява най-силно района около екватора, тъй като там лъчите му удрят относително малка площ перпендикулярно. За разлика от тях полюсите достигат слънчевите лъчи под по-плосък ъгъл. Ето защо слънчевата енергия се разпределя върху по-голяма площ; и в тези региони остава по-хладно. Различните нива на слънчева радиация причиняват различни климатични зони. Сезоните и времето също са резултат от различни нива на слънчева радиация.
На Северния полюс слънчевите лъчи се разпределят на голяма площ
Източник: Colourbox
Ако земята съхраняваше цялата слънчева енергия, тук щеше да бъде непоносимо горещо за много кратко време. Това вече може да се усети в горещ летен ден, когато температурата се изкачи до 30 градуса по Целзий във възможно най-кратко време след изгрев слънце. За да може климатът да остане стабилен в продължение на векове, земята трябва да се отърве от приблизително същото количество слънчева енергия.
Там, където грее слънцето, бързо се затопля
Източник: Colourbox
Това се случва чрез излъчването на земята в космоса. Около една трета от слънчевата енергия веднага се отразява обратно от атмосферата, сушата, водни тела и лед. Останалата енергия първо се абсорбира от земята под формата на топлина. След това тази топлина бавно се освобождава обратно във космоса във всички посоки.
Земята дава топлина денем и нощем
Източник: Colourbox
Каква е нашата слънчева система и как е възникнала тя?
Земята не е сама в космоса: хората отдавна наблюдават слънцето, луната и звездите на небето. Те рано откриха, че някои звезди се движат. Тези странстващи звезди бяха наблюдавани и пътищата им следваха. Но дълго време движенията им не бяха разбирани - до преди около петстотин години човек на име Николай Коперник разгада загадката: Земята и блуждаещите звезди всъщност са планети, всички от които обикалят около слънцето на различни разстояния.
Разположението на планетите
Източник: Colourbox
Днес ние познаваме осем планети. Първите букви от изречението помагат да се запомнят имената им в правилния редМ.а Vатер дr изяснява мир jЕдем С.понеделник uурени нachthimmel.†“- или накратко: M-V-E-M-J-S-U-N.
Ето как трябва да си представите формирането на Слънчевата система
Източник: NASA/JPL
М.Еркур е планетата, която обикаля най-близо до слънцето. Тогава ела Vенус, Д.rde и М.ars. Тези четири вътрешни планети имат солидна повърхност, направена от скала и все още са относително близо до слънцето - само няколкостотин милиона километра.
По-далеч, на разстояние от около един до 4,5 милиарда километра от слънцето, те обикалят Външни планети: Jupiter, С.Атурн с пръстените си, Uranus и напълно навън нептун. Те са направени от газ (главно водород и хелий) и са много по-големи от вътрешните планети. Юпитер и Сатурн са около десет пъти по-големи от земята, поради което са наричани още Газови гиганти.
И накрая има астероиди, комети и облаци прах, които обикалят около слънцето. Привличането на слънцето държи всички тези небесни тела заедно и ги принуждава да летят в кръг като на дълга линия. Всичко заедно се нарича така Слънчева система. Луните също са част от него, но те са задържани от гравитационното привличане на планетите.
Но защо изобщо слънцето има планети? Това е свързано с това как е възникнало слънцето: облак от газ и прах, свит от собствената му гравитация и се превръща в звезда. Но не целият материал в този облак е „изграден“ - остава около един процент. И когато слънцето започна да грее, радиацията изтласка останалата материя обратно навън.
Леките газове бяха изтласкани далеч навън, по-тежкият прах и скалите останаха близо до слънцето. От тези облаци прах и газ планетите се появиха с течение на времето. Следователно в Слънчевата система има газови планети отвън, по-навътре в скалните планети - под нашата земя - и в самата среда на слънцето. Той съдържа 99% от масата на Слънчевата система и държи всичко заедно със своята гравитация.
Защо слънцето е различно високо в небето?
В горещите летни дни се радвате на хладна сянка, през зимата не искате да стоите на сянка и да замръзвате. Но светът е несправедлив: През лятото сенките са къси, тъй като слънцето е високо в небето. А през зимата слънцето е толкова ниско, че дори малки хълмове хвърлят дълги сенки. Но защо всъщност слънцето е различно високо в небето?
През зимата сенките са дълги.
Източник: imago/Blickwinkel
В действителност слънцето е винаги на едно и също място, в центъра на Слънчевата система. Само от наша гледна точка изглежда, че слънцето идва от различни посоки. Това е така, защото живеем на сфера.
Сенките се движат през въртенето на земята.
Източник: имаго акции и хора
Начинът, по който светлината от слънцето пристига на земното кълбо зависи от това къде се намирате на този глобус. Ако човек стои точно в „Бъми“, тоест точката, която е насочена точно към слънцето, лъчите светлина удрят повърхността на сферата под точно прав ъгъл. Така че слънцето е точно над вас в небето.
Ако тръгнете на север оттам, земната повърхност се извива далеч от слънцето. Следователно слънчевите лъчи вече не удрят под прав ъгъл, а под ъгъл от юг. От земята слънцето вече не е точно над вас, а нещо на юг.
И колкото по-на север отивате, толкова по-плоски лъчи светлина удрят, тоест колкото по-ниско е слънцето над хоризонта. Ако, от друга страна, тръгнете на юг от "корема", е точно обратното: слънцето сякаш идва от север, а колкото по-плоско е, толкова по-на юг отивате.
Но това не е всичко: Тъй като земната ос е крива, позицията ни към слънцето се променя в течение на една година. През лятото, когато северното полукълбо на земята е наклонено към слънцето, ние сме по-близо до „корема“. Следователно слънчевите лъчи удрят земята под по-стръмен ъгъл и слънцето е по-високо в небето. През зимата обаче северното полукълбо се е наклонило далеч от слънцето и ние сме по-далеч от камбаната. След това светлината удря земята по-плоско и слънцето е по-ниско в небето.
В допълнение, земята също се върти и затова има второ движение всеки ден: В течение на деня слънцето се движи от изток на запад по небето - и в зависимост от сезона, повече или по-малко високо над хоризонта.
Какво представляват климатичните зони?
„Сутринта се редува до силно облачно с превалявания. Следобед слънцето се показва при температури между 16 и 22 градуса ”, това може би е метеорологичният доклад за южна Германия. Прогнозата е интересна за нас, защото времето постоянно се променя. С климата е различно, защото това остава. Климатът е средното време за даден регион за по-дълъг период от време. Например климатът на екватора е горещ и влажен през цялата година. На Северния полюс обаче температурите са ледени и валежите са малко. Между екватора и полюсите отново има зони, в които като нас нещата могат да бъдат много променливи. Но защо климатът на земята е толкова различен?
Времето се променя, климатът остава
Източник: Colourbox
Излъчването на слънцето не е еднакво силно навсякъде по земята. Колко силно затопля земята, зависи от ъгъла на слънчевата радиация и по този начин от географската ширина. Тъй като слънцето близо до екватора е почти вертикално през цялата година, тук земята се нагрява много силно. По посока на полюсите слънчевите лъчи удрят под все по-плосък ъгъл: една и съща слънчева енергия се разпределя на все по-голяма площ. Следователно, колкото по-голямо е разстоянието до екватора, толкова по-хладно става. Това създава региони с различен климат, климатични зони.
Слънцето е много жарко в тропиците
Източник: Colourbox
Според силата на слънчевата радиация, четири различни климатични зони могат да бъдат разделени на континенталната част на земята: Тропиците около екватора, субтропиците (от латинската дума "sub" за "unter") между 23-та и 40-та степен на географска ширина, която според Изчерпана зона на нашите географски ширини и полярните райони около северния и южния полюс. Подобно на коланите те изтеглят тези климатични зони около земята в посока изток-запад.
Слънчевата енергия става по-слаба в полярна посока
Източник: Colourbox
Климатът не зависи само от географската ширина, други влияния също играят роля. На Килиманджаро има сняг, въпреки че е в тропиците. Фактът, че върхът му е заледен, се дължи на факта, че температурата пада с увеличаване на надморската височина. Планинският климат винаги е по-хладен от ниско разположените райони.
Сняг на Килиманджаро
Източник: Colourbox
Разстоянието до морето също оказва влияние върху климата: водата може да съхранява слънчева топлина по-дълго от континента. Освен това се затопля по-бавно от сушата. В резултат на това морската вода действа като буфер за температурите. Поради това климатът е мек близо до брега. Във вътрешността на страната няма такова термично равновесие и има континентален климат, при който температурите се колебаят много по-силно, отколкото в морския климат близо до морето.
Климатът по крайбрежията е по-мек от този във вътрешността на страната
Източник: Colourbox
Защо има сезони?
Наслаждаваме се на първите топли слънчеви лъчи през пролетта, очакваме с нетърпение посещенията на басейна през лятото и се разхождаме из цветна зеленина през есента. Най-късно през декември вадим дебелите си пуловери от килера, защото през зимните месеци може да стане наистина студено - и най-вече също вали сняг. Сезоните влияят върху живота ни, но също и върху живота на растенията и животните. Но как се получава тази смяна на сезоните?
есен
Източник: imago/CHROMORANGE
Най-забележимата разлика между сезоните: топло е през лятото, студено през зимата. По-голямата част от топлината идва от слънцето, така че разликата между лятото и зимата трябва да има нещо общо със слънцето.
зимата
Източник: imago/Blickwinkel
Всъщност има няколко причини: През лятото дните са дълги, а нощите кратки. Следователно въздухът и земята имат много време през лятото да се затоплят през деня и само да се охладят малко през късата нощ. През зимата е обратното: слънцето носи малко топлина за кратко, през дългите нощи въздухът и почвата се охлаждат.
Пролет
Източник: imago/Blickwinkel
Освен това затоплящите лъчи на слънцето са по-слаби през зимата. В сравнение с лятото, слънцето е по-ниско в небето. Слънчевите лъчи удрят земята по-плоски. В резултат на това слънчевата светлина се разпределя върху по-голяма площ, така че всяка една точка на пода получава по-малко светлина и топлина. Освен това плоските слънчеви лъчи трябва да покриват по-дълъг път през атмосферата и в процеса се губят повече енергия.
лятото
Източник: imago/Blickwinkel
През лятото обаче слънцето е високо в небето. Светлинните лъчи удрят стръмно в земята и носят със себе си много топлина.
Но докато в северното полукълбо се радваме на топлото лято, в южното полукълбо е зима. Защото дали слънцето е високо или ниско в небето и дали дните са дълги или къси, зависи от това дали северното или южното полукълбо е наклонено към слънцето.
В близост до екватора продължителността на деня и позицията на слънцето се променят само леко през годината, така че е тропически горещо през цялата година.
Парниковия ефект
Зеленчуци или цветя могат да виреят в оранжерия дори когато навън е студено. Това е така, защото оранжериите са направени от стъкло. Стъклото - или прозрачен филм - позволява на слънчевите къси вълни да навлизат безпрепятствено във вътрешността: Въздухът се затопля. За дълги вълни на топлинно излъчване обаче стъклото е непропускливо, така че топлината вече не може да излезе. Ето защо в оранжерията става уютно и топло.
Растенията растат в оранжерията дори когато външната температура е ниска
Източник: Colourbox
Нещо подобно се случва в голям мащаб на Земята. В атмосферата естествено присъстват парниковите газове въглероден диоксид (CO2) и водни пари. Водните пари попадат във въздуха чрез изпаряване, а въглеродният диоксид чрез издишването. Вулканичните изригвания също допринасят за естественото съдържание на въглероден диоксид във въздуха. И двата газа имат същия ефект като стъклото в оранжерия: Те позволяват на късите вълни на слънцето да проникнат до земята. В същото време, като невидима бариера, те възпрепятстват излъчването на дълги вълни на връщане в космоса. Топлината се натрупва и атмосферата се нагрява.
Водните пари поддържат топлината на земята
Източник: Colourbox Без естествения парников ефект на земята би било много по-студено
Източник: Colourbox
Без този естествен парников ефект животът на земята едва ли би бил възможен, защото би бил твърде студен за повечето живи същества. Вместо сегашната средна температура от плюс 15 градуса, тук ще преобладава леден минус 18 градуса по Целзий. Земната повърхност би била замръзнала!
Въглеродният диоксид с парникови газове се получава при изгаряне ...
Източник: Colourbox
Проблемът започва, когато увеличаваме количеството парникови газове в атмосферата. Това става главно чрез изгаряне на нефт, природен газ и въглища. Отопление на апартамента, шофиране на кола, изгаряне на боклук: всички тези процеси отделят въглероден диоксид. Този CO2 има най-голям дял в парниковия ефект, създаден от човека. Но също така отглеждането на ориз или отглеждане на говеда засилва ефекта: Големи количества метан (СН4) - също парников газ - се произвеждат в стомасите на преживните животни и в наводнените почви на оризовите полета. Освен това азотният оксид, озонът и флуоровъглеводородите са сред парниковите газове. Тъй като всички тези газове забавят земното топлинно излъчване, температурите на нашето земно кълбо продължават да се повишават.
... например от бензин.
Източник: Colourbox