Почему Земля получает разное количество солнечного тепла
Ось вращения Земли наклонена примерно на 23,5° относительно вертикали к плоскости её орбиты. Пока планета движется вокруг Солнца, направление этой оси почти не меняется. Поэтому полгода одно полушарие оказывается наклонено к Солнцу, а затем — другое.
Важна не только общая длительность светового дня, но и то, как распределяется солнечная энергия. Когда лучи падают более отвесно, они освещают меньшую площадь и сильнее её нагревают. При косом падении та же энергия растягивается по большей поверхности. Летом полушарие получает и более прямые лучи, и больше часов света; зимой — меньше и того и другого.
Почему сезоны меняются постепенно
Из-за наклона в течение года меняется видимый путь Солнца по небу. Летом оно поднимается выше и дольше остаётся над горизонтом, зимой проходит ниже и раньше скрывается. Равноденствия — моменты, когда день и ночь по всей Земле почти равны, — приходятся на переходы между сезонами. В дни солнцестояний световой день достигает годового максимума или минимума для соответствующего полушария.
Поверхность и океаны не нагреваются и не остывают мгновенно, поэтому самые жаркие и холодные месяцы обычно наступают после солнцестояний: земле и воде нужно время, чтобы накопить или отдать тепло.
Почему зима бывает, хотя Земля ближе к Солнцу
Расстояние до Солнца не задаёт смену сезонов. Земля проходит ближайшую к нему точку орбиты в январе, когда в Северном полушарии зима, а в Южном — лето. Это наглядно показывает роль наклона: в один и тот же момент сезоны в полушариях противоположны, потому что одно получает более прямой свет и длинные дни, а другое — более косой свет и короткие.
