Времена года

Времена года (весна, лето, осень, зима) на земле происходят от того, что ось вращения земли не перпендикулярна к той плоскости (эклиптики), в которой совершается движение земли вокруг солнца, а составляет с ней угол в 661/2° и при движении земли сохраняет приблизительно неизменное направление в пространстве, как показано на схематическом чертеже (схематическом потому, что на деле поперечник солнца в 109, а среднее расстояние от солнца до земли в 11 720 раз больше поперечника земли). Об астрономических наблюдениях, из которых получаются эти заключения, см. земля. Вследствие этого каждое место на земле в разные дни года, при движении земли в направлении ABCDA, получает от солнца неодинаковое количество свет а и тепла.

Когда земля находится в В, ось земли перпендикулярна к направлению от центра земли к центру солнца, земной экватор проходит чрез солнце, обе половины земли, северная и южная, разделенные экватором, одинаково расположены относительно солнца; его лучи достигают обоих полюсов земли (N и S), касаясь ее поверхности в этих точках; в каждом месте земли день равен ночи (начало весны для северного полушария земли, осени — для южного); на небе солнце переходит в это время из южного полушария неба в северное, пересекая небесный экватор в так называемой точке весеннего равноденствия. При движении земли от В к С эти условия постепенно меняются; лучи солнца начинают отвеснее падать на северное полушарие земли, чем на южное; северный полюс земли и ближайшие к нему места, несмотря на вращение земли, не скрываются от лучей солнца; там продолжается длинный день, начавшийся на полюсе при начале весны, в других местах этой зоны тем позже, чем дальше эти места от полюса; везде на северном полушарии день длиннее ночи (тем длиннее, чем место дальше от экватора); солнце в полдень проходит чрез зенит мест лежащих к северу от экватора; напротив, южный полюс, после прохождения земли чрез точку В, скрывается на ¹/₂ года от солнца, а за ним и прилежащие к нему области на менее продолжительное время; везде на южном полушарии день короче ночи, и тем короче, чем место ближе к южному полюсу. Такое развитие явлений продолжается до тех пор, пока солнце не отойдет на небе на 90° от точки весеннего равноденствия и не достигнет наибольшего (23¹/₂°-90° — наклон земной оси) удаления к северу от экватора (летнее солнцестояние), когда наступает начало лета для северного полушария, зимы — для южного; область земли, где в это время солнце, несмотря на вращение земли, не скрывается под горизонт, ограничена кругом северной параллели 66¹/₂° (северный полярный круг); область, где оно, несмотря на вращение земли, не показывается над горизонтом, ограничена вокруг южного полюса южным полярным кругом (южная параллель 66¹/₂°); в день начала лета солнце в полдень проходит в зените мест, лежащих на 23¹/₂°  к северу от экватора, на тропике Рака, названному так потому, что солнце в это время вступает в знак Рака (см. зодиак). После этого при движении земли от С к D явления совершаются в обратном порядке: области дня больше суток и ночи больше дня сокращаются, разница между длиною дня и ночи в каждом месте земли уменьшается, солнце проходит в полдень чрез зенит мест между тропиком Рака и экватором, и это продолжается до того дня, когда земля придет в такую точку D своей орбиты, что земной экватор пройдет чрез солнце и, следовательно, солнце в его видимом движении по созвездиям зодиака пройдет 90° от точки летнего солнцестояния и достигнет небесного экватора в так называемой точке осеннего равноденствия; тогда опять везде на земле день равен ночи — начало осени для северного полушария, весны — для южного. При движении земли от D через А до В повторяется тот же порядок явлений, что и при движении ее от В до D, с тем различием, что судьба, которая тогда выпадала на долю северного полушария земли, теперь постигает южное и наоборот; в частности, когда солнце пройдет на небе 90° от точки осеннего равноденствия (вступает в знак Козерога), и земля придет в точку А, то солнце в полдень проходит чрез зенит мест, лежащих на 23¹/₂° К югу от экватора, на так называемом тропике Козерога. Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями солнца чрез точку весеннего равноденствия не постоянен вследствие периодических возмущений в движении земли вокруг солнца, происходящих от притяжения планет, и меняется от года к году на несколько минут. В среднем этот промежуток (так называемый тропический год) равен в настоящее время 365 дням 5 часам  48 минутам 46 секундам,0 и уменьшается на 0,53 секунды в столетие. Вследствие же того, что движение земли вокруг солнца в течение года неравномерно (она движется быстрее в перигелии и медленнее в афелии), продолжительность времен года не одинакова; в настоящее время в среднем весна (в северном полушарии земли) продолжается 92 дня 20 часов, лето — 93 дня 15 часов, осень — 89 дней 19 часов, зима — 89 дней 0 часов. Так как расстояние между точкой весеннего равноденствия и перигелием земной орбиты изменяется, хотя и медленно, то меняется и продолжительность времен года; около 1250 года по Рождеству Христову весна продолжалась столько же времени, как лето, а осень — как зима; тогда земля проходила чрез перигелий в день зимнего солнцестояния; через 4¹/₂ тысячи лет она будет проходить чрез него в день весеннего равноденствия, и тогда зима с весной будут иметь одинаковую продолжительность (около 89²/₃ дней), а лето с осенью (по 93 дня); в промежутке будет самая короткая зима (88,8 дней) и самое длинное лето (93,8 дней). Вследствие движения перигелия относительно точки весеннего равноденствия продолжительность теплого времени года (весна + лето) и холодного (осень + зима) должны периодически меняться. По исследованиям Сharlier’а («Contributions to the astronomical theory of an ice age»; 1901) этот период в среднем составляет около 23 тысяч лет, и разница между продолжительностью теплого и холодного времени года в отдаленные эпохи доходила до 22 дней, так что эпоха, когда теплое время года было на несколько, до 22, дней длиннее холодного, сменялась через 11-12 тысяч лет другой, когда, наоборот, холодное было на 1-2 десятка дней длинней теплого; в ближайшие к настоящему времени десятки тысячелетий разница между теплым и холодным временем года не превышает, по Charlier’у ± 9 дней. Эти результаты составляют основание астрономического объяснения ледниковых периодов на земле, обнаруженных геологами. Периодическое изменение эксцентрицитета земной орбиты, вследствие чего меняется разница между наибольшим и наименьшим расстоянием земли от солнца, вызывает лишь незначительное, не превышающее ¹/₂%, колебание в количестве тепла, получаемого землей в теплое и холодное время года. Равным образом влияние в этом отношении непостоянства наклонения экватора к эклиптике, которое, по исследованию Стоквеля, достигает ±1,3° от средней величины 23°,3, не превосходит пo Charlier’у 0,67%. Наконец, среднее расстояние земли от солнца не претерпевает, по астрологическим исследованиям, от действия планет таких колебаний продолжительности периода, которые могли бы вызывать периодические изменения в количестве тепла, получаемого землей от солнца.

С. Блажко.