季節の科学：地球の軌道と軸傾斜の理解

要約

この記事では、季節の科学と、それらが地球の軌道と軸傾斜によってどのように影響を受けるかを探求します。昼間の時間と太陽の高さが、地域の平均気温を決定する上で重要な役割を果たすことを学びます。また、地球上の2つの地域だけが四季を経験し、それらの地域でも季節は逆転していることを発見します。

子供時代の季節の理解

私たちの多くは子供の頃、四季が地球が太陽に近づいたり遠ざかったりすることによって引き起こされると教えられました。しかし、私たちは年を取るにつれて、この説明は過度に単純化されていることに気づきます。実際には、地球の軌道と軸傾斜が季節を決定する主な要因です。

地球の軌道と軸傾斜

地球の軌道は厳密には楕円形であり、一年を通して太陽からの距離が変化します。しかし、これだけでは季節を説明することはできません。地球の軸傾斜が23.5度であることが、季節の主な原因です。この傾斜によって、地域の昼間の時間が年を通して変化します。

昼間の時間と気温

夏には、赤道から約40度北のどの場所でも、1日に15時間の昼間と9時間の夜間があり、全体的な温暖化効果が生じます。冬には逆のことが起こり、冷却効果が生じます。夏における昼間の時間は、北に向かうにつれて増えますが、昼間の時間だけでは平均気温を決定することはできません。

北極の特異な状況

筆者は、北極が北半球の夏には太陽の周りの数か月間、24時間の昼間を受けるにもかかわらず、北半球の夏に最も暑い場所ではない理由を問いかけます。ある地域が受け取る太陽エネルギーの量は、太陽の高さに基づいて変化し、一日や一年の間でも変化します。北極は夏に24時間の昼間を受け取りますが、日光は非常に広がっており、太陽が高い場所よりもエネルギーが少なくなります。