![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
И еще школьная задачка
Представим себе, что Земля была бы идеальным шаром без атмосферы, гор, морей, равномерно серого цвета (но того же размера, вращалась вокруг Солнца и собственной оси точно так же, как сейчас).
Какое из утверждений ближе к истине:
1. На такой Земле не было бы сезонных (по полгода) отличий в температуре (лета и зимы).
2. Отличия были бы, но в целом температуры зимы в одном полушарии повторяли бы температуры зимы в другом, и то же для лета.
3. И лета, и зима в одном из полушарий были бы теплее (каком?)
4. В одном из полушарий (каком?) лето теплее, а зима холоднее, чем в другом.
Какое из утверждений ближе к истине:
1. На такой Земле не было бы сезонных (по полгода) отличий в температуре (лета и зимы).
2. Отличия были бы, но в целом температуры зимы в одном полушарии повторяли бы температуры зимы в другом, и то же для лета.
3. И лета, и зима в одном из полушарий были бы теплее (каком?)
4. В одном из полушарий (каком?) лето теплее, а зима холоднее, чем в другом.
no subject
no subject
no subject
А на Луне, уверяю Вас, вполне есть такое понятие, как "температура поверхности". Атмосферы нет, а температура есть.
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
В южном полушарии лето было бы теплее за счет большей близости к солнцу, а зима холоднее. (Что нашей зимой земля ближе к солнцу видно из того, что "зимний" кусок орбиты проходится быстрее: астрономическое севернополушаное "лето" - от весеннего равноденствия до осеннего - на неделю длиннее северополушарной зимы)
Т.е. пункт 4.
опасно судить по географии
Чего не сказано в условии, так это вращение земного шара и движение по орбите "точно как сейчас" означает цикл прецессии, в ходе которого направление земной оси, сохраняя угол отклонения 23° от нормали к плоскости орбиты, описывает вокруг этой нормали конус с периодом 26 тыс лет, так что Альфа Малой Медведицы только на пару веков стала Полярной Звездой, и уже перестает ею быть, со скоростью 1° за 70 лет.
Поэтому правильный ответ: сезонность в Южном Полушарии смягчена тем, что из-за эксцентриситета орбиты лето в Южном Полушарии создается меньшим видимым диском солнца, чем в Северном, но это пройдет и снова наступит, с периодом прецессии. Можно вместо термина "эксцентриситет земной орбиты" употреблять термин "эллипс", хотя отличие этого эллипса от окружности с центром вне Солнца мало по сравнению с увеличением расстояния Земля – Солнце от перигелия к апогелию. Впрочем, под влиянием других планет эксцентриситет земной орбиты бывал в 3 раз больше и в 2 раза меньше, и еще будет; самая высокочастотная компонента цикла колебаний эксцентриситета имеет период 100 тыс лет:
http://www.museum.state.il.us/exhibits/ice_ages/eccentricity_graph.html
no subject
1. Земля движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится солнце.
2. Чем ближе к солнцу, тем Земля движется быстрее (выводится из закона сохранения энергии: кинетическая энергия земли плюс потенциальная - константа. Чем ближе к солнцу, тем потенциальная энергия меньше).
3. Точки равноденствий лежат на эллипсе так, что отрезок, их соединяющий, проходит через солнце. Они делят эллипс на две дуги: "летнюю" и "зимнюю" (если смотреть из северного полушария)
4. Та дуга, на которой лежит ближайшая к солнцу точка, проходится быстрее.
5. Весеннее равноденствие - приблизительно 20 марта. Осеннее - 23 сентября. Значит, лето в северном полушарии длится приблизительно 187=(31-20)+30+31+30+31+31+23 дней, зима - 178=(30-23)+31+30+31+31+28+20. Даже с учетом плавающих дат и високосных годов зима короче лета.
6. Значит, нашей зимой Земля ближе к Солнцу.
no subject
no subject
Если пренебречь атмосферой, морями, горами и т.п., можно считать, что
1) нет теплопередачи (еще бы предположить землю нетеплопроводной - совсем красота), т.е. температура на данном участке поверхности не зависит от температуры на других участках
2) отражающая способность у каждого участка поверхности одна и та же (нет ни облаков, ни водной поверхности, все замощено абсолютно одинаковым "асфальтом"), т.е. приток тепла зависит только величины от инсоляции. Больше инсоляция - больше приток тепла.
3) теплоемкость поверхности одна и та же, нет никаких фазовых переходов (вода не испаряется, роса не конденсируется) - следовательно, весь приток тепла уходит на повышение температуры.
Что здесь не учитывается, так это излучение нагретого тела. Над ним надо отдельно думать.
no subject
Re: опасно судить по географии
Наоборот же, в Северном.
no subject
смена времен года происходит из-за наклона оси вращения Земли к плоскости эклиптики, - это обстоятельство бы не поменялось, а отсутствие гор и лесов нивелировало бы различия в климате
no subject
1. На такой Земле не было бы сезонных (по полгода) отличий в температуре (лета и зимы).
2. Отличия были бы, но в целом температуры зимы в одном полушарии повторяли бы температуры зимы в другом, и то же для лета.
3. И лето, и зима в одном из полушарий были бы теплее (каком?)
4. В одном из полушарий (каком?) лето теплее, а зима холоднее, чем в другом.
Сравниваются северное и южное полушарие того мира, а не "там" и "тут".
ой, да
У меня склероз. В детстве в какой-то книжке Жюль Верна я читал объяснения насчет сезонов в Южном Полушарии и, видимо, запомнил с точностью до наоборот.
Re: ой, да
В википедии даже картинка есть чуть ниже. Там как раз нарисовано, что 03 января Земля ближе всего к солнцу (а 3 июля дальше всего), и подписано: periapsis и apoapsis соответственно.
"идеальным шаром"?
В обоих этих сценариях, абсурдно экстремальных, делать предсказания о температуре на поверхности невозможно.
no subject
ой, да²
маленькийбольшой 3 января, чтоусиливаетсмягчает сезонность в Северном Полушарии.Re: "идеальным шаром"?
no subject
ха, у Венеры
Re: ха, у Венеры
Венера близка к "идеальному шару"
Так что из условия задачи надо изъять либо
Земля была бы идеальным шаром
либо
вращалась вокруг Солнца и собственной оси точно так же, как сейчас
no subject
Re: Ñ Ð°, Ñ ÐенеÑÑ
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
куча вопросов
Меркурий, что вполне предсказуемо по рекордным приливным силам, суточно вращается еле-еле, его сутки по звездам 58 земных суток (напомню, что центростремительное ускорение зависит от угловой скорости ω как ω²r). Потому и не сплющен. Марс же сплющен изрядно, на 0,6%, и, поскольку марсоходы не склонны катиться сами собой от экватора к полюсам, эта сплющенность компенсируется центробежной силой.
2. Про мыслимые теории
Планета может иметь поверхность, по которой планетоход покатится под уклон, но, во-первых, нужна высокая прочность коры, чтобы та не сморщилась горными складками под действием скатывающей силы, и, во-вторых, если ядро планеты жидкое, нужна жидкостная машина, которая поддерживает подпирающую циркуляцию. В принципе, динамо-машина в металлическом ядре могла бы такие фокусы устраивать, но безтоковая оболочка мантии сводила бы эти усилия на нет. В общем, для некарликовой планеты – Земля, Марс – следует ожидать, что жидкая мантия и лежащая на ней кора создадут поверхность, нормальную к сумме сила тяжести плюс центробежная сила.
В то же время должен согласиться, что сплюснутость зависит от структуры планеты. Хотя в первую очередь сплюснутость порождена центробежной силой, которая максимальна на экваторе планеты, экваториальный горб дополнительно увеличивается тем, что, удалившись от центра планеты, оказывается в меньшем гравитационном поле. На Земле эта добавка около 30% от всего 21-километрового горба. И подробности гравитационного поля зависят от размеров и формы ядра, если оно состоит из тяжелых металлов (железа и др.) Если ядро по своим причинам (из-за особенностей потоков в динамо-машине) сильно сплюснуто, то экваториальный горб на поверхности планеты будет уменьшен из-за притяжения к экваториальному горбу на границе раздела ядро-мантия. Правда, этот эффект будет довольно слаб, ведь по своему влиянию на гравитационное поле экваторильный горб ядра на стороне наблюдателя отчасти компенсируется участком этого горба на противоположной от наблюдателя стороне ядра.
вот вики-статья про сплюснутость некоторых тел в Солнечной системе
https://en.wikipedia.org/wiki/Equatorial_bulge
в грунте в паре метров под поверхностью
Ну, не в грунте, если нет атмосферы, откуда грунт. В скальной породе.
no subject
И сейчас сезонность на Юге смягчена вовсе не "видимым диском Солнца", а огромной по сравнению с сушей массой океанской воды. Если забыть о спрятавшейся за постоянным антициклоном внутриконтинентальной Антарктиде, разумеется.
Re: в грунте в паре метров под поверхностью
На Луне придется зарыться глубже
1) сутки длиннее – период вращения Луны вокруг своей оси относительно звезд аж 30 земных суток
2) сезонность слабее – наклон оси вращения Луны к плоскости орбиты Земли всего 5°
Впрочем, и на Земле, если не уходить от поглощающей свет поверхность под землю или в воздух, сезонность не заметишь: суточные колебания температуры на самой поверхности огромны, размах 15°C в болотистой местности и аж 40°C в сухой пустыне, и это превышает сезонные колебания в умеренных широтах.
no subject
Re: опасно судить по географии
no subject
Можно посчитать сколько энергии от Солнца получает Южный и Северный полюс за период, пока Солнце сместиться на малый угол alpha. Количество получаемой энергии обратно пропорционально квадрату расстояния до Солнца. Но с другой стороны, время, за которое Солнце сместиться на угол alpha, по I закону Кеплера, прямо пропорционально квадрату расстояния. Следовательно, количество энергии, которое мы получим пока Солнце смещается на малый угол (а значит и за все лето), не зависит от того, на каком полюсе мы находимся! Просто на Северном полюсе мы эту энергию получим в течении чуть более длинного времени.
Осталось понять, как более медленное получение энергии будет влиять на температуру. Мне это не очевидно.