De redenen voor de seizoenen

De verandering van seizoenen is een van die fenomenen die mensen als vanzelfsprekend beschouwen. Ze weten dat het op de meeste plaatsen gebeurt, maar stop niet altijd met nadenken over waarom we seizoenen hebben. Het antwoord ligt in het rijk van de astronomie en de planetaire wetenschap.

De grootste reden voor de seizoenen is dat de as van de aarde is gekanteld ten opzichte van het omloopvlak. Zie het baanvlak van het zonnestelsel als een vlakke plaat. De meeste planeten draaien rond de zon op het "oppervlak" van de plaat. In plaats van dat hun noord- en zuidpool direct loodrecht op de plaat staan, hebben de meeste planeten hun polen schuin. Dit geldt met name voor de aarde, waarvan de polen 23,5 graden zijn gekanteld.

De aarde kan een kanteling hebben vanwege een grote impact in de geschiedenis van onze planeet die waarschijnlijk de oprichting van onze maan heeft veroorzaakt. Tijdens dat evenement werd baby Earth behoorlijk zwaar geslagen door een botslichaam ter grootte van Mars. Dat zorgde ervoor dat het een tijdje op zijn kant kantelde totdat het systeem tot rust kwam. 

De beste theorie over de vorming van de maan zegt dat de baby Aarde en een Mars-formaat lichaam genaamd Theia vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel in botsing kwamen. De overblijfselen werden opgeblazen in de ruimte en uiteindelijk samengevoegd om de maan te vormen. NASA / JPL-Caltech 
 

Uiteindelijk vormde de maan en vestigde de kanteling van de aarde zich in de 23,5 graden die het vandaag is. Het betekent dat gedurende een deel van het jaar de helft van de planeet van de zon af wordt gekanteld, terwijl de andere helft er naar toe wordt gekanteld. Beide hersenhelften krijgen nog steeds zonlicht, maar de ene krijgt het directer wanneer het in de zomer naar de zon wordt gekanteld, terwijl de andere het minder direct krijgt in de winter (wanneer het wordt weggekanteld). 

Dit diagram toont de axiale kanteling van de aarde en hoe deze de hemisferen beïnvloedt die gedurende verschillende delen van het jaar naar de zon worden gekanteld. NASA / CMGlee

Wanneer het noordelijk halfrond naar de zon wordt gekanteld, ervaren mensen in dat deel van de wereld de zomer. Tegelijkertijd krijgt het zuidelijk halfrond minder licht, dus vindt de winter daar plaats. De zonnewende en equinoxen worden meestal in kalenders gebruikt om het begin en einde van seizoenen te markeren, maar zijn zelf niet gerelateerd aan de oorzaken van de seizoenen.

Seizoensgebonden veranderingen

Ons jaar is verdeeld in vier seizoenen: zomer, herfst, winter, lente. Tenzij iemand op de evenaar woont, levert elk seizoen verschillende weerpatronen op. Over het algemeen is het warmer in de lente en zomer, en koeler in de herfst en winter. Vraag de meeste mensen waarom het koud is in de winter en warm in de zomer en ze zullen waarschijnlijk zeggen dat de aarde in de zomer dichter bij de zon moet staan ​​en verder weg in de winter. Deze lijkt gezond verstand. Immers, als iemand dichtbij een vuur komt, voelen ze meer warmte. Dus waarom zou nabijheid van de zon het warme zomerseizoen niet veroorzaken??

Hoewel dit een interessante observatie is, leidt het eigenlijk tot de verkeerde conclusie. Dit is waarom: de aarde is het verst van de zon in juli van elk jaar en het dichtst in december, dus de reden van de "nabijheid" is verkeerd. Wanneer het zomer is op het noordelijk halfrond, gebeurt de winter ook op het zuidelijk halfrond en vice versa. Als de reden voor de seizoenen uitsluitend te wijten was aan onze nabijheid tot de zon, dan zou het tegelijkertijd in het noordelijke en zuidelijke halfrond warm moeten zijn. Dat gebeurt niet. Het is echt de kanteling die de belangrijkste reden is waarom we seizoenen hebben. Maar er is nog een andere factor om te overwegen.

Alle planeten hebben een axiale kanteling, inclusief de gasreuzen. De Uranus-kanteling is zo ernstig dat het aan de zijkant rond de zon "rolt". NASA

Het is ook heter op High Noon Too

De kanteling van de aarde betekent ook dat de zon in verschillende delen van het jaar in verschillende delen van de hemel lijkt op te komen en onder te gaan. In de zomer piekt de zon bijna direct boven het hoofd en bevindt deze zich over het algemeen meer dan de dag boven de horizon (d.w.z. er zal daglicht zijn). Dit betekent dat de zon meer zal hebben tijd om het aardoppervlak in de zomer te verwarmen, waardoor het nog warmer wordt. In de winter is er minder tijd om het oppervlak te verwarmen en is het een beetje koeler.

Waarnemers kunnen deze verandering van schijnbare luchtposities over het algemeen vrij gemakkelijk zien. In de loop van een jaar is het vrij eenvoudig om de positie van de zon aan de hemel te noteren. In de zomer zal het hoger zijn en stijgen en op verschillende posities worden ingesteld dan in de winter. Het is een geweldig project voor iedereen om te proberen, en alles wat ze nodig hebben is een ruwe tekening of afbeelding van de lokale horizon in het oosten en westen. Waarnemers kunnen elke dag naar de zonsopgang of zonsondergang kijken en de posities van zonsopgang en zonsondergang elke dag markeren om het volledige idee te krijgen.

Terug naar nabijheid

Dus maakt het uit hoe dicht de aarde bij de zon staat? Nou ja, in zekere zin wel, alleen niet zoals mensen verwachten. De baan van de aarde rond de zon is alleen licht elliptisch. Het verschil tussen het dichtstbijzijnde punt van de zon en het verste punt is iets meer dan drie procent. Dat is niet genoeg om enorme temperatuurschommelingen te veroorzaken. Het vertaalt zich gemiddeld naar een verschil van enkele graden Celsius. Het temperatuurverschil tussen zomer en winter is veel meer dan dat. Nabijheid maakt dus niet zoveel uit als de hoeveelheid zonlicht die de planeet ontvangt. Dat is de reden waarom alleen maar aannemen dat de aarde gedurende een deel van het jaar dichterbij is dan een ander verkeerd is. De redenen voor onze seizoenen zijn gemakkelijk te begrijpen met een goed mentaal beeld van de kanteling van onze planeet en zijn baan rond de zon.

Key Takeways

• De axiale kanteling van de aarde speelt een grote rol bij het creëren van seizoenen op onze planeet.
• Het halfrond (noord of zuid) dat naar de zon toe is gekanteld, ontvangt gedurende die tijd meer warmte.
• Nabijheid van de zon is GEEN reden voor de seizoenen.

bronnen

• "Tilt van de aarde is de reden voor de seizoenen!" Ice-Albedo Feedback: Hoe smeltend ijs ervoor zorgt dat meer ijs smelt - Windows to the Universe, www.windows2universe.org/earth/climate/cli_seasons.html.
• Greicius, Tony. "NASA-studie lost twee mysteries op over wiebelende aarde." NASA, NASA, 8 april 2016, www.nasa.gov/feature/nasa-study-solves-two-mysteries-about-wobbling-earth.
• “Diepgaand | Earth - Solar System Exploration: NASA Science. ” NASA, NASA, 9 april 2018, solarsystem.nasa.gov/planets/earth/in-depth/.

Uitgegeven door Carolyn Collins Petersen.