Почему летом теплее, хотя Земля бывает дальше от Солнца?

Вопрос и прогноз

В Казахстане июнь обычно тёплый, а декабрь холодный. Одновременно в Австралии сезоны противоположны. Если причина только в расстоянии от Земли до Солнца, разве два полушария одной планеты не должны нагреваться одинаково? Предскажите, какая модель объяснит разницу.

Слова без пропусков

Полушарие — половина Земли по одну сторону экватора. Ось Земли наклонена примерно на 23,4° от перпендикуляра к плоскости орбиты и в течение года сохраняет почти одно направление в пространстве. Когда северное полушарие наклонено к Солнцу, лучи там падают более прямо, а светлая часть суток длиннее. На ту же площадь в среднем поступает больше солнечной энергии. В южном полушарии условия противоположны.

Разбираем учебный пример

В учебном опыте одинаковый пучок света на горизонтальной бумаге даёт пятно 10 см², а на наклонённой бумаге — 20 см². При одинаковой энергии и времени на один см² второго пятна приходится вдвое меньше энергии. Это только модель геометрии лучей; реальная температура зависит ещё от облаков, воздуха, океана и задержки нагревания. На схеме июнь: лето на севере; декабрь: лето на юге.

Проверяем безопасно

Используйте глобус и неподвижную лампу. Отметьте северный полюс стрелкой и переносите глобус на две противоположные стороны лампы, не меняя направления стрелки в комнате. Сравните наклон освещённых участков и длительность освещения точки. Не используйте лампу как нагревательный опыт и не смотрите в яркий источник.

Типичная ошибка

Ошибка — рисовать ось так, будто она в каждой точке орбиты наклонена к Солнцу. Тогда пропадёт смена сезонов. Другая ошибка — считать, что всё определяет расстояние: Земля ближе к Солнцу примерно в январе. Новый вопрос: почему июль в Австралии соответствует зиме?

Опорная схема

Проверь себя

Закройте текст и объясните новому ученику рисунок слева направо. Назовите наблюдение, учебное допущение и то, чего эти данные не доказывают. Затем решите вопрос переноса без подсказки и проверьте единицы или направление на схеме. Если ответ расходится, вернитесь к первому непонятному слову, а не заучивайте готовую фразу. Устный ответ, чертёж и измерение — разные виды доказательства; подпишите каждый честно.

Страница лабораторного журнала

Добавьте к «Лабораторному журналу моего мира» строку: вопрос → прогноз → что оставили постоянным → что изменили → наблюдение или расчёт → вывод → ограничение. В рисунке поставьте масштаб или укажите «схематично». Если опыт не проводился, запишите «учебный расчёт», а не «мы измерили». Вернитесь к этой записи после следующего урока и отметьте, что стало понятнее.

Источник чисел и модели: NASA Science.

Следующий урок: Куда исчезает Луна между полнолуниями?