|
Видимое положение континентов сезонно меняется
|
|
|
|
Большинство детей еще в начальной школе узнают, что смена времен года происходит из-за того, что Земля вращается вокруг своей оси, наклоненной к плоскости орбиты, во время годового обращения вокруг Солнца. Считается, что значительный наклон оси — около 23,5 градусов — возник в результате столкновения Земли с древним космическим телом под названием Тейя, которое произошло около 4,5 миллиардов лет назад и привело к образованию Луны.
|
|
|
|
Чтобы понять, почему на Земле сменяются времена года, представьте, что планета — это волчок, наклоненный в одну сторону. В день летнего солнцестояния Северное полушарие наклонено к Солнцу, поэтому получает больше прямых солнечных лучей, а дни становятся длиннее. В день зимнего солнцестояния то же самое происходит с Южным полушарием. Вот почему в июне в Северном полушарии наступает лето и становится теплее, а в декабре — в Южном.
|
|
|
|
Дни весеннего и осеннего равноденствия — это середина между двумя крайними точками смены времен года. В эти дни терминатор — граница между освещенной и теневой сторонами Земли — проходит прямо через оба полюса. В результате Северное и Южное полушария получают почти одинаковое количество солнечного света, а день и ночь становятся почти равными по продолжительности.
|
|
|
|
|
|
|
Как выглядят времена года с расстояния в 1,6 миллиона километров? Такой вид открывается с помощью камеры EPIC (Earth Polychromatic Imaging Camera) НАСА, установленной на борту аппарата DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) Национального управления океанических и атмосферных исследований США. Благодаря орбите, на которой космический аппарат находится между Солнцем и Землей на расстоянии примерно 1,6 миллиона километров (1 миллион миль) от Земли, камера может практически непрерывно наблюдать за освещенным Солнцем полушарием. Поскольку Земля вращается в течение суток, камера EPIC каждые несколько часов делает снимки освещенной Солнцем части планеты в виде полного диска.
|
|
|
|
На четырех изображениях выше, сделанных примерно в одно и то же время суток, показано, как меняется вид Западного полушария, который открывается с помощью камеры EPIC, в течение года: от декабрьского солнцестояния (вверху слева) до мартовского равноденствия (вверху справа), июньского солнцестояния (внизу слева) и сентябрьского равноденствия (внизу справа). Самое разительное отличие наблюдается между двумя солнцестояниями. В декабре Южная Америка находится почти в центре диска, видна большая часть Антарктиды, а Северная Америка частично скрыта из виду. В июне из-за наклона земной оси ситуация меняется на противоположную: Северное полушарие и Северная Америка находятся ближе к центру, в поле зрения попадает арктический морской лед, Южная Америка смещается в сторону, а Антарктида полностью скрывается из виду.
|
|
|
|
Между этими четырьмя снимками есть и другие заметные различия. Например, в дни весеннего и осеннего равноденствий Земля выглядит немного меньше. Это связано с тем, что в эти дни DSCOVR находился на десятки тысяч километров дальше от Земли, чем в дни солнцестояний. 21 декабря 2023 года DSCOVR находился на расстоянии 1 447 327 километров (899 327 миль) от Земли, а 22 сентября 2024 года — на расстоянии 1 561 901 километра (970 520 миль).
|
|
|
|
Небольшое различие в видимом размере Земли не связано с наклоном земной оси. Оно возникает из-за того, что DSCOVR движется по петлеобразной трёхмерной траектории, называемой орбитой Лиссажу, чтобы оставаться вблизи точки Лагранжа L1, где уравновешиваются гравитационное притяжение Солнца и Земли и центробежная сила, действующая на спутник. Благодаря этому инженерам проще удерживать космический аппарат в нужном положении, не расходуя много топлива.
|
|
|
|
Расстояние от DSCOVR до Земли колеблется от максимального до минимального примерно раз в три месяца, а в течение года эти колебания смещаются из-за влияния Луны и орбитальных манёвров. В 2024 году орбита оказалась такой, что в дни равноденствия космический аппарат находился немного дальше от Земли, но так бывает не всегда.
|
|
|
|
Есть и ещё одно заметное отличие. Из-за орбиты Лиссажу, по которой движется аппарат DSCOVR, угол между Солнцем, Землёй и спутником варьируется от 2 до 12 градусов, как объяснил Александр Маршак, заместитель научного руководителя проекта DSCOVR. При меньших углах Земля выглядит как полностью освещённый диск, а при больших — менее округлым, как будто от неё «откусили», подобно тому, как выглядит растущая луна. На этой серии снимков угол между Солнцем, Землёй и спутником на снимке от 22 сентября немного меньше (8,1°), чем на снимке от 21 декабря (10,3°), поэтому Земля на нём выглядит более округлой и полной. Угол между Солнцем, Землёй и спутником на двух других снимках составляет от 9° до 10°.
|
|
|
|
«На этих снимках видно едва заметное влияние меняющейся геометрии орбиты, — сказал Маршак. — Но самые очевидные изменения — видимое расположение континентов — связаны с наклоном земной оси».
|
|
|
|
Благодаря ракурсу, с которого ведется наблюдение за Землей в рамках проекта EPIC, стало проще понять и наглядно представить, почему на Земле есть смена времен года. Однако за более чем десять лет пребывания в космосе миссия также открыла новые подходы к изучению и наблюдению за суточными и сезонными циклами в планетарном масштабе. За это время были собраны суточные и сезонные данные о многих ключевых характеристиках Земли, включая растительность, облака, лед, снег, ультрафиолетовое излучение, цвет океана и аэрозоли.
|
|
|
|
Источник
|
