Astronomiya

Günəş biraz az və ya çox güclü olsaydı, yer üzündə istilik necə olardı?

Günəş biraz az və ya çox güclü olsaydı, yer üzündə istilik necə olardı?

Yer üzündəki istilik 14 santimetr civarındadır.

Günəşimizdən 1370 W / m ^ 2 civarındadır. Yerin albedosu 0,3 civarındadır

Tatooine-də (Ulduz Döyüşlərdən) 1066 W / m ^ 2-dən 2100 W / m ^ 2-ə qədər olduğunu hesablaya bildim (ulduzların bir-birinə tutulub-tutulmadığına görə). Tatooine, albedosu 0,4 civarında olan bir səhra planetidir. Temperaturun Tatooine-dən nə qədər dəyişdiyini hesablamaq üçün sadələşdirilmiş funksiyanı necə edə bilərəm?

Vikipediyada effektiv temperatur haqqında oxumuşdum, amma bu mənim fizika sinifimdəki səviyyədən yüksəkdir, buna görə başa düşmədim.

Filmlərdə havanın gecə saatlarında soyuduğunu və gündüz isti olacağını deyirlər, buna görə -10C-dən 40C-yə kimi bir şeyin olacağını gözləyərdim.

Atmosferin yerdəki ilə eyni olduğunu düşünə bilərik, çünki insanlar üçün nəfəs ala bilər.

Albedo artdıqca, temperatur artan albedo ilə azalmalıdır.

Buna görə ilk cəhdim oldu

T = k (1-a) * P, burada T temp, k sabit, a albedo, P isə w / m ^ 2

Atmosfer eyni olduğundan, k eyni olmalıdır?

Buna görə

287 = k (1-0.3) * 1370, k üçün həll bizə verir

k = 0.3

bu səbəbdən Tatooine-dəki istilik funksiyanı izləməlidir

f (x) = T = 0.3 * (1-0.4) * x-273 (selsi ilə ölçülmək üçün)

Harada 1066<>

f (1066) = - 81 və f (2100) = 99

istilik bu həddindən artıq doe deyil, buna görə də bu işləməyəcəkdir.

Bunun dəqiq bir elm olmadığını bilirəm, amma indi orta məktəbdə ilk fizika kursunu alıram, buna görə bunun "düzgün" yolunu başa düşmürəm. Temperaturun (1-a) ilə mütənasib olduğunu və eyni atmosfer (iş) olduğu zaman günəşin bizə nə qədər güc verdiyini qəbul etmək tamamilə səhvdir?

Kimsə əkiz günəşlərin Tatooine-a verdiyi gücü necə tapdığımı istəsə, burada paylaşa bilərəm.


Şərh vermək üçün kifayət qədər yüksək nüfuza malik olmayın, amma kimsə Stefan-Boltzmann Qanunundan bəhs etməlidir: https://en.wikipedia.org/wiki/Stefan%E2%80%93Boltzmann_law

Bir planet (və ya hər hansı bir şey) isindikdə, radiasiya miqdarı temperaturun 4-cü gücü ilə artar (Kelvins kimi mütləq miqyasda ölçülür).

Bir planetin temperaturu yenidən kosmosa buraxdığı qədər radiasiya aldıqda tarazlığa çatır.

Bu, xətti modeldən daha yaxşı bir təxmini verməlidir.


Günəş biraz az və ya çox güclü olsaydı, yer üzündə istilik necə olardı? - Astronomiya

Uzun tarix boyu Yer kürəsi dəfələrlə istiləndi və soyudu. Atmosfer və ya səth dəyişdikcə və ya Günəş enerjisi dəyişdikdə, planet öz orbitindəki incə dəyişikliklər səbəbindən az və ya çox günəş işığı aldıqda iqlim dəyişdi. Ancaq keçən əsrdə başqa bir qüvvə Yer & rsquos iqlimini təsir etməyə başladı: insanlıq

Bu istiləşmə Yer və rsquos iqlimindəki əvvəlki dəyişikliklərlə müqayisədə necədir? İnsan tərəfindən buraxılan istixana qazlarının istiləşməyə səbəb olduğuna necə əmin ola bilərik? Yer daha nə qədər isinəcək? Yer kürəsi necə cavab verəcək? Bu suallara cavab vermək, bəlkə də zəmanəmizin ən əhəmiyyətli elmi problemidir.

Qlobal İstiləşmə nədir?

Qlobal istiləşmə, son fəsildə insanların fosil yanacaqlarını yandırması ilə sərbəst buraxılan istixana qazları səbəbindən son bir əsrdə Yer üzündə ortalama səth istiliyində qeyri-adi dərəcədə sürətli artımdır. Qlobal orta səth temperaturu 1906-2005-ci illər arasında 0,6 - 0,9 dərəcə Selsi (1,1 - 1,6 & FF) artdı və dərəcəsi temperatur artımı son 50 ildə təxminən iki dəfə artmışdır. Temperaturun daha da artacağı şübhəsizdir.

İldən-ilə eniş-yoxuşlara baxmayaraq, qlobal səth temperaturu yüksəlir. 21-ci əsrin əvvəllərində Yer & rsquos istiliyi uzunmüddətli (1951 & ndash1980) ortalamadan təxminən 0,5 dərəcə yuxarı idi. (NASA rəqəmi Goddard Institute of Space Studies Səth Temperatur Analizi üçün uyğunlaşdırılmışdır.)

Earth & rsquos təbii istixana təsiri

Yer & rsquos istiliyi Günəşdən başlayır. Gələn günəş işığının təxminən yüzdə 30-u bulud və buz kimi parlaq səthlərlə yenidən kosmosa əks olunur. Qalan yüzdə 70-dən çoxu quru və okean, qalan hissəsi atmosfer tərəfindən udulur. Yutulmuş günəş enerjisi planetimizi qızdırır.

Qayalar, hava və dənizlər istiləşdikcə & ldquoheat & rdquo enerjisi (istilik infraqırmızı radiasiya) yayırlar. Səthdən bu enerji, suyun buxarı və karbon qazı və metan kimi uzunömürlü istixana qazları tərəfindən udulmuş atmosferə keçir.

Yerdən və səthdən yayılan enerjini mənimsədikdə, mikroskopik su və ya istixana qazı molekulları ocaqdakı tuğlalar kimi kiçik qızdırıcılara çevrilir və yanğın söndükdən sonra da istilik yayırlar. Hər tərəfə yayılırlar. Yer kürəsinə doğru yayılan enerji həm alt atmosferi həm də səthi qızdırır və birbaşa günəş işığından əldə etdikləri istiliyi artırır.

Atmosfer və təbii istixana effekti və mdashis tərəfindən istiliyin bu udması və radiasiyası Yer üzündə həyat üçün faydalıdır. İstixana effekti olmasaydı, Yer üzündə ortalama səth istiliyi bugünkü olduğu rahat 15 & degC (59 & degF) əvəzinə çox soyuq -18 & degC (0 & degF) olardı.

Günəş işığının Yer kürəsini və rsquos iqlimini necə yanacağı haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün İqlim və Earth & rsquos Enerji Büdcəsinə baxın.

Ətraflı istixana təsiri

İndi elm adamlarını narahat edən şey, son 250 ildə insanların atmosferdə istixana qazlarının konsentrasiyasını, əsasən fosil yanacaqları yandırmaqla, həm də karbon emici meşələri qırmaqla artan dərəcədə süni şəkildə artırmasıdır. Sənaye inqilabı təxminən 1750-ci ildə başladığından bəri, karbon dioksid səviyyələri 2009-cu ilə görə təxminən yüzdə 38 artdı və metan səviyyələri yüzdə 148 artdı.

Karbon dioksid (üst) və metan (alt) konsentrasiyalarındakı artımlar təxminən 1750-ci ildə Sənaye İnqilabının başlanğıcına təsadüf etdi. Antarktika buz nüvələrindən (yaşıl xətlər) birbaşa atmosfer ölçmələri (mavi xətlər) ilə birləşdirilən ölçülər hər iki qazın da artdığını göstərir əlavə vaxt. (NOAA Paleoklimatologiya və Yer Sistemi Tədqiqat Laboratoriyasının məlumatlarına əsaslanan NASA-nın Robert Simmon qrafikləri.)

Bu gün atmosfer daha çox istixana qazı molekulunu ehtiva edir, buna görə səthdən yayılan infraqırmızı enerjinin daha çoxu atmosferə hopur. Daha isti bir atmosferdən alınan bəzi əlavə enerjilər yenidən səthə yayıldığından, Yer & rsquos səthindəki temperatur yüksəlir. İstixana qazlarının konsentrasiyasını artıraraq Earth & rsquos atmosferini daha səmərəli bir istixana halına gətiririk.


Keçmiş əsrdə Günəşin Fəaliyyəti Artdı, Tədqiqat təsdiqləyir

Yeni bir işə görə Günəşdən çıxan enerji 20-ci əsrdə əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır.

Bir çox tədqiqat zamanla günəş ləkələri və günəş alovlarının orta böyüklüyündə bir artım meylinin olub olmadığını müəyyənləşdirməyə çalışsa da, az qəti nəticəyə gəlindi.

İndi Finlandiya Oulu Universitetindəki Sodankyla Geofizika Rəsədxanasından İlya Usoskinin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq bir tədqiqatçı qrupu bunun cavabını ala bilər. Son 240 ildə Yerə düşən meteoritləri araşdırdılar. Radioaktiv izotop olan titan 44 miqdarını analiz edərək qrup, 20. əsrdə Günəşin radioaktiv çıxışında əhəmiyyətli bir artım tapdı.

Ancaq son bir neçə onillikdə günəş aktivliyinin bu tarixdən daha yüksək səviyyədə sabitləşdiyini tapdılar.

Əvvəlki tədqiqatlar, yalnız günəş aktivliyi ilə deyil, quru prosesləri ilə dəyişdirilə bilən ağac üzüklərindəki və Qrenlandiya və Antarktidanı əhatə edən buz təbəqələrindəki bəzi radioaktiv elementlərin ölçülərinə əsaslanırdı. Yeni tədqiqatda ölçülən izotop Yerdəki şəraitdən təsirlənmir.

Nəticələr, jurnalın bu həftəki sayında ətraflı izah edildi Astronomiya & amp; Astrofizika Məktubları"Son 100 ildə və ya daha çox günəşdə həqiqətən bir artım olduğunu təsdiqləyin" dedi Usoskin SPACE.com.

1880-ci ildən bəri Yer səthindəki orta qlobal temperatur Fahrenhayt səviyyəsində təxminən 1 dərəcə artmışdır. Bəzi elm adamları bu artımın təbii iqlim dövrünün bir hissəsi olub olmadığını və ya avtomobillər və sənaye prosesləri nəticəsində istehsal olunan istixana qazlarının nəticəsi olub olmadığını mübahisələndirirlər.

Günəşin iqlimə təsiri bu yaxınlarda araşdırılmışdır. Son tədqiqatlar göstərir ki, günəş enerjisindəki artım Yer kürəsinin iqlimində qısa müddətli dəyişikliklərə səbəb ola bilər, lakin günəş aktivliyini uzunmüddətli iqlim təsirləri ilə əlaqələndirən bir dəlil yoxdur.

Usoskin, keçən əsrin əvvəllərində 1950-lərə qədər günəş fəaliyyətindəki artımın qlobal istiliyin artması ilə uyğun gəldiyini söylədi. Ancaq keçid təxminən 1970-ci illərdən bu günə qədər davam etmir.

"Son bir neçə onillikdə günəş aktivliyi artmır. Yüksək səviyyədə sabitləşdi, lakin Yerin iqlimi hələ də artan istiliyə meyl göstərir" dedi Usoskin.

Günəşin fəaliyyəti ilə qlobal iqlim arasında bir əlaqə olmasına baxmayaraq son bir neçə onillikdə atmosferdə istixana qazlarının artması da daxil olmaqla digər amillərin üstünlük təşkil etdiyindən şübhələnir.


Günəşdəki Koronadakı Deliklər Yerdəki Atmosfer İstilik Dəyişiklikləri ilə əlaqəlidir

Brooklyn, NY - Astronomlar və klimatoloqların apardığı qeyri-adi bir fənlərarası araşdırma, günəşin ən xarici təbəqəsindəki deliklər - ya da korona ilə Yerin qlobal olaraq ortalama temperaturu arasında təəccüblü bir əlaqə qurduğunu və bu da Yerin atmosfer istiliyinin aylar və ya illər boyunca dəyişən günəş maqnetizmi ilə güclü əlaqələndirilir.

New Astronomy jurnalının 28 Fevral sayında çıxan bir məqalədə Long Island Universitetinin Brooklyn Kampusundan olan klimatoloq Eric Posmentier, günəş fizikləri Villi Soon və Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzindən Sallie Baliunas və Nigeriya Universitetinin fiziki Pius Okeke Hava peyklərinin göyərtəsindəki Mikrodalğalı Səsləndirmə Birliyi (MSU) radiometrlərindən istifadə edərək Yerin alt troposferində (yəni yaşadığımız atmosfer bölgəsində) görülən cədvəl temperatur anomaliyaları.

Alimlər Yerdəki istiliyi 1979-cu ilin yanvarından başlayaraq 1998-ci ilin aprelinə qədər olan iki onillik ərzində Günəşdə bildirilən tac deliklərinin ölçüsü ilə müqayisə etdilər. Nəticələr Günəşin maqnit sahəsi aktivliyinin ən kəskin olmasından sonra yerdəki atmosfer istiliyində açıq bir azalma olduğunu göstərdi. . Bu nöqtədə maqnit fəaliyyətinin azalması və tac deliklərinin böyüməsi var. Posmentier, "Hər kəs günəş aktivliyi ilə iqlimi birləşdirmək və bu əlaqəni izah edə biləcək bir neçə alternativ mexanizmə istinad etmək üçün bu müasir, etibarlı məlumat dəstlərini ilk dəfə birləşdirir" dedi.

Koronal deşiklər, sözün əsl mənasında, Günəş küləyi kimi tanınan isti, səsdən yüksək hissəciklər axınının bütün planet sistemini əhatə etmək üçün kosmosa tökdüyü Günəşin xarici atmosferindəki boşluqlardır. Yer üzündə yüklü hissəciklərin bu isti banyosu aurorae (yəni aurora borealis) meydana gətirir, elektrik və radio ötürülməsinə mane olur və yüksək uçan təyyarələrdə və ya qorunmayan kosmik gəmidə olan astronavtlarda olan sərnişinləri təhdid edə bilər. Günəş küləyi də yerdəki iqlim dəyişikliyinə mümkün olan dolayı töhfə kimi şübhələnir.

Posmentier və həmkarları günəş küləyi ilə iqlim arasındakı əlaqənin daha birbaşa ola biləcəyini düşünürlər və yer atmosferinə dəyən yüklü hissəciklərin quru su buludlarının xüsusiyyətlərini, xüsusilə də dünyanı əhatə edən buludların faizini təsir edə biləcəyini düşünürlər. Öz növbəsində bulud örtüyündə əhəmiyyətli dəyişikliklər artan bulud örtüyü ilə düşən temperaturla aşağı troposferin temperaturunu təsir edir. Bir başqa ehtimal da odur ki, yüklənmiş hissəciklər atmosferin yuxarı hissəsindəki ozon kimyasını dəyişdirir və bu da iqlimin dinamikasına təsir göstərir.

Alimlər, dünyaya vuran yüklü hissəciklərin ya Günəşdən, ya da günəş küləyi ilə modulyasiya edilən qalaktik kosmik şüalardan gələ biləcəyini qeyd edirlər. Və ya hər iki mənbənin birləşməsindən. Nə olursa olsun, Günəş səthinin tac deşikləri ilə örtülən yüzdə yüzü, Yer tropikasında aylar və ya illər boyunca istiliyin olduqca dəqiq bir göstəricisidir.

Korrelyasiya bəzi xəbərdarlıqlarla gəlir. Posmentier və həmkarlarının qeyd etdiyi kimi, digər böyük iqlim faktorları da eyni zamanda işləyir və bu da Günəş-Yer fenomenlərini əlaqələndirmək cəhdlərini çətinləşdirir. Son iyirmi ildə ən çox diqqət çəkən 1997-98 El Nino istiləşmə təsiri və 1991-ci ildə Pinatubo dağının püskürməsindən sonra baş verən ümumi soyutma idi.

Posmentierin sözlərinə görə, onların nəticələri atmosferdə CO2 səviyyəsinin yüksəlməsinə səbəb olan süni qalıq yanacaqların mümkün iqlim təsirini istisna etmir. "Keçən əsrin bəzi hissələrində CO2 miqdarı artdıqca istilik artdı" dedi. "Bununla mübahisə etmirəm və CO2-nin gələcəkdə əhəmiyyətli təsirləri ola bilməyəcəyini demirəm.

"Dediyim məlumatlar, birmənalı olaraq CO2 artımının iqlim dəyişkənliyinin əsas səbəbi olduğu mübahisəsini dəstəkləmir" dedi. "İqlim dəyişikliklərinin əhəmiyyətli digər səbəbləri də var. Əslində, ən güclü korrelyasiyanın Günəş səthinin dəliklərlə örtülmüş sahəsi ilə Yer kürəsinin qlobal olaraq ortalama istiliyi arasındakı əlaqə olduğunu gördük."

Bu tədqiqata dəstək Massachusetts Space Grant Konsorsiumu, Smithsonian Institution, Richard C. Lounsbery Foundation və NASA-dan əlavə maliyyə dəstəyi ilə Mount Wilson İnstitutu və Elektrik Enerjisi Tədqiqat İnstitutundan gəldi.

Hekayə mənbəyi:

Tərəfindən təmin olunan materiallar Long Island Universiteti. Qeyd: Məzmun tərzi və uzunluğu üçün düzəliş edilə bilər.


Günəş biraz az və ya çox güclü olsaydı, yer üzündə istilik necə olardı? - Astronomiya

Mövsümi temperatur müəyyən bir müddətdə Günəşdən alınan istilik miqdarından asılıdır. Temperaturu sabit tutmaq üçün qazanılmış istilik miqdarı ilə kosmosa yayılan miqdar arasında bir tarazlıq olmalıdır. İtirdikdən daha çox istilik alınarsa, qazanılandan daha çox istilik itirildiyi təqdirdə yeriniz daha isti olur, yeriniz daha sərin olur. Gün ərzində müəyyən bir yerə çatan enerji miqdarının il ərzində dəyişməsinə səbəb olan nədir?

Fəsillərin temperatur fərqlərini izah etmək üçün iki məşhur nəzəriyyə tez-tez deyilir: 1) Yerin eliptik orbitində Günəşdən fərqli məsafələri (perihelionda Yer Günəşdən 147,1 milyon kilometr, afelionda isə Yer 152,1 milyon) Günəşdən kilometrlərlə) və 2) Yer oxunun orbital müstəviyə nisbətən əyilməsidir. İlk nəzəriyyə doğru idisə, həm şimal, həm də cənub yarımkürələr eyni fəsilləri eyni anda yaşamalıdır. Onlar yox. 1 və 2-ci fəsillərdə müzakirə olunan elmi metoddan istifadə edərək məsafə nəzəriyyəsini rədd edə bilərsiniz.

Məsafələr nəzəriyyəsinin məşhur bir dəyişikliyi, Yerin Günəşə doğru əyilmiş hissəsinin məsafələrdəki fərqlər səbəbindən Günəşdən uzaqlaşan hissədən daha isti olması lazım olduğunu söyləyir. Bu düşüncə xətti ilə davam etsəniz, dünyanın gecə tərəfinin gün işığından daha soyuq olduğu üçün gecə tərəfinin Günəşdən daha uzaq olduğu qənaətinə gələcəksiniz. Bu, gecə tərəfinin Günəşin əksinə yönəldildiyi üçün daha birbaşa səbəbi görməzlikdən gəldiyindən Günəş enerjisi birbaşa ona çatmır. Ancaq əyilmə məsafəsi modelini bir az daha araşdıraq. Yerin 23.5 və dərəcə əyilməsi, şimal qütbünün iyun ayının sonuna doğru cənub qütbündən təxminən 5080 kilometr daha yaxın olması deməkdir. Bu, o dövrdə Günəşlə Yerin mərkəzi arasındakı 152 milyon kilometr məsafədən xeyli kiçikdir. Alınan enerji miqdarı ilə azalır kvadrat məsafənin.

(152,000,000 + 5080) 2 / (152,000,000 - 5080) 2 hesablasanız, şimal qütbünün birinin 100/100-dən biraz çox olacağını görərsiniz faiz cənub qütbündən daha çox enerji. Bu, böyük temperatur fərqlərini izah etmək üçün çox kiçik bir fərqdir! Yerin bir tərəfini qarşı tərəflə müqayisə etsəniz də, yuxarıdakı hesablamada 5080 kilometr yerinə Yerin diametrini istifadə etsəniz də, birinin 3/100 hissəsini alırsınız. faiz alınan enerji fərqi. Aydındır ki, böyük temperatur fərqlərinin səbəbi məsafə deyil. Yer və Günəş arasındakı məsafədə aphelion dəyərindən istifadə etdiyimə diqqət yetirin. Ona görə ki, Yer kürəsi şimal yarımkürəsinin yayında afelionun yaxınlığında! Bu, Günəşin görünən ölçüsünü ölçməklə bilinir. Günəşin həqiqi ölçüsünün planetin özündən on minlərlə dəfə kiçik bir orbital dövrünə bağlı bir dövrə görə dəyişməyəcəyini və ya Yerin orbital dövrünü pulsasiya dövrü olaraq seçəcəyini güman edə bilərsiniz.

Yer kürəsi yanvarın ilk həftəsində (şimal yarımkürəsinin qışı zamanı!), Aphelyona isə iyulun ilk həftəsində (şimal yarımkürəsinin yayında!) Çatır. Məsafələr nəzəriyyəsi şimal yarımkürəsində müşahidə olunanlardan əks fəsilləri proqnozlaşdırır. Perihelion və aphelion hadisələrinin dəqiq tarixlərinə və vaxtlarına ABŞ Hərbi Dəniz Rəsədxanasının Tətbiqlər Departamentinin Yer Fəsilləri səhifəsində baxa bilərsiniz (link yeni bir pəncərədə görünəcək, saat qurşağınıza uyğun vaxt tənzimləməsi edəcək.)

Məsafə modeli (hər hansı bir dəyişiklikdə) səhv olsa da, havanın il boyu necə və nə qədər dəyişməsi ilə bağlı proqnozlar verməsi hələ də "yaxşı" bir elmi nəzəriyyədir. Ancaq elm adamlarını, xüsusən də astronomiya professorlarını əsəbiləşdirən şey bu proqnozlara, proqnozlar ilə müşahidə edilənlər arasındakı böyük ziddiyyətlərə məhəl qoymur. Gəlin müşahidə olunanları düzgün proqnozlaşdıran bir modelə nəzər salaq.

Eğim nəzəriyyəsi fəsilləri düzgün izah edir, amma səbəb məsafələr nəzəriyyəsinin izahından biraz daha incədir. Yerin fırlanma oxu əyilmiş olduğundan, şimal yarımkürəsi Günəşə tərəf yönəldiləcək və yay, cənub yarımkürəsi isə Günəşdən uzaqlaşdırılacaq və qışı yaşayacaq. Yaz aylarında günəş işığı yerə daha birbaşa vurur (dikə yaxın), Günəşin enerjisini cəmləşdirir. Bu cəmlənmiş enerji, Günəş şüalarının enerjini yayaraq yerə daha çox baxan bucaqlarla vurduğu qış vaxtından daha tez səthi istiləşdirə bilər.

Həm də yayda Günəş üfüqdə daha uzun müddətdir, buna görə enerjisi qışa nisbətən istilənmək üçün daha çox vaxt qazanır. Fırında bir şey bişirmək kimi, torpaq və su anında isinmir, buna görə ən isti günlərimiz adətən yay günəşindən sonra olur. Buna görə günün ən isti hissəsi ümumiyyətlə günortadan sonra olur. Eynilə, ən soyuq günlər qış adətən qış gündüzündən sonra olur.

The Mövsüm modulu Nebraska-Linkoln Universitetinin Astronomiya Təhsili proqramı, Yerin öz orbitindəki mövqeyi və Yerdəki mövqeyiniz kimi şeyləri manipulyasiya edərək bu anlayışları anlamağınıza imkan verir (link yeni bir pəncərədə görünəcək --- üçüncü hissəni seçin modul) və bunlardan istifadə edin Seasons and Ecliptic Simulator Native Apps paketində (Flash simulyatorları artıq bugünkü brauzerlərdə işləmir) .. Göy sferasının mərkəzində yer üzünü göstərən Günəşin ekliptika boyunca səyahət etməsi ilə Günəş mərkəzli bir görünüş arasında keçid edə bilərsiniz. Yerin Günəş ətrafında hərəkət etdiyini göstərir. Hər iki baxış yerdəki gün işığının və günəş işığının bucağının keçən günlərlə və Yerdəki yerlə necə dəyişdiyini göstərir.

Günəş sisteminin digər planetlərinin əksəriyyətinin fırlanma oxları da orbital müstəvilərinə görə meylli olduğundan istiliklərində də mövsümi dəyişikliklərə məruz qalırlar. Merkuri, Yupiter və Venera planetlərinin çox kiçik əyilmələri (3 və daha az) olduğundan Günəşdən fərqli məsafələr hər hansı bir mövsümi temperatur dəyişikliyində daha çox rol oynaya bilər. Bununla birlikdə, bu üç nəfərdən yalnız Merkuri'nin perihelion və aphelion arasında əhəmiyyətli fərqləri var. Son dərəcə nazik atmosferi Günəşin heç bir enerjisini saxlaya bilmir. Yupiter və Veneranın orbitləri demək olar ki, dairəvi və atmosferləri çox qalındır, buna görə də temperatur dəyişikliyi sıfıra yaxındır.

Mars, Saturn və Neptun Yer kürəsinə bənzər əyilmələrə sahibdir, lakin Saturn və Neptun çox qalın atmosferi və dairəvi orbitləri səbəbindən sıfır temperatur dəyişikliyinə malikdir. Mars çox nazik atmosferi və daha ekssentrik orbitinə görə böyük temperatur dəyişikliyinə sahibdir və cənub yarımkürəsini yayda Günəşə ən yaxın, qışda Günəşdən ən uzaqda yerləşdirir. Marsın şimal yarımkürəsi, bu tənzimləməyə görə cənub yarımkürəsindən daha yumşaq mövsümi dəyişikliyə malikdir. Planetlər Günəşdən ən uzaq olduqda öz orbitlərində ən yavaş hərəkət etdikləri üçün Marsın cənub yarımkürəsi qısa, isti yay və uzun, soyuq qışa sahibdir.

Uranın fəsilləri ən qeyri-adi olmalıdır, çünki Günəşi öz tərəfində dövr edir --- oxu 98 dərəcə əyilir! Uran ilinin yarısı üçün bir yarımkürə günəş işığında, digəri qaranlıqda. Uran ilinin digər yarısı üçün vəziyyət tərsinədir. Uranın qalın atmosferi günəş enerjisini bir yarımkürədən digərinə effektiv şəkildə paylayır, buna görə mövsümi temperatur dəyişiklikləri sıfıra yaxındır. Plutonun oxu da çox miqdarda (122.5 dərəcə) əyilir, orbiti planetlərin ən eliptikidir və son dərəcə nazik bir atmosferə malikdir. Ancaq həmişə Günəşdən o qədər uzaqdır ki, daim dərin donur (mütləq sıfırdan yalnız 50 dərəcə yuxarıda!).


Bu yad planet varsa, dünyaya bənzəyir. Yoxsa olmaya bilər.

Astronomlar bir ulduzun ətrafında dövr edən bir planetin sübutlarını tapdılar ki, bir az göz qırparsanız və güzgüsüzü çox yaxşı təmizləməsəniz, Yer və Günəşin əks olunması kimi bir şey görünür.

Bilirəm, zəif təriflər. Ancaq bu olduqca maraqlı bir planetdir. Yerdən daha böyükdür, ancaq Günəşə bənzər bir ulduzun ətrafında, eyni məsafədə Yer kürəsi Günəşin ətrafında fırlanır, yəni Yerin işığı ilə eyni miqdarda işıq alır. Ancaq hələ bu barədə çox şey deyə bilmərik, çünki tapmacanın açar bir hissəsini - kütləsini itirdik.

Daha pis Astronomiya

Planet ümumiyyətlə mövcuddursa.

Yaxşı, bəs burada nə var? Ulduz Kepler-160 adlanır və Yerdən təxminən 3100 işıq ili məsafədədir. Ulduz Günəşin əkizidir: Kütləsi bir az azdır və daha soyuqdur, eyni zamanda Günəşdən bir az daha böyükdür, ona görə çıxardığı enerji miqdarı demək olar ki, Günəşlə eynidir ( yalnız 1% daha parlaq, çox çox yaxındır). Həm də çox köhnə, təxminən 9 milyard ildir, yəni Günəşin yaşından iki dəfə çoxdur.

Kepler-160, Kepler rəsədxanasında araşdırılan və digər ulduzların ətrafında dövr edən yad dünyaları axtaran 150.000 ulduzdan biridir. Bir təsadüfən bir planetin orbitini görsək, orbit başına bir dəfə ulduzun qarşısından keçərək tranzit, mini tutulma yaradır və ulduzun işığı kiçik bir hissə düşür. Bu daldırma miqdarı bizə planetin ölçüsünü izah edir.

Kepler-160-ın Kepler160-b və c * adlanan iki keçid planetinə sahib olduğu təsbit edildi. Hər ikisi də Yerdən daha böyükdür və ulduzun ətrafında dolaşdıqları üçün müsbət nəticə əldə edirlər bişmiş bununla. Yerə bənzəyirlər yox.

Hər iki planet də 2014-cü ildə təsdiqləndi. Ancaq yeni ölçmə texnikaları hər zaman xəyal edilir, buna görə astronomlar qrupu daha çox planet tapmaq üçün məlumatları bu yaxınlarda yenidən araşdırdı. İki maraqlı şey tapdılar.

Bunlardan biri 160c-dəki cazibə qüvvəsi ilə tapılan və keçid vaxtını dəyişdirən mümkün bir üçüncü planetdir. Bu planet haqqında daha çox şey bilmək çətindir, çünki özü keçmir, amma bunun 7 ilə 50 gün arasında olan bir orbitdə Yer ilə Saturn (Yerin təxminən 100 qat) arasında bir kütlə olduğunu təxmin edirlər, buna görə də hələ də yaraşıqlıdır. ulduza yaxındır. Ancaq bu, nəticələnə bilən hər şey haqqında.

Çox planetli bir sistemdə ekzoplaneti əks etdirən sənət əsəri. Kredit: ESA / Hubble, M. Kornmesser

Amma bu dördüncü o qədər maraqlı olan planet. 378 günlük bir müddət ilə ulduz işığında bir sıra daldırma kimi görünənləri tapdılar. Ölçmələr üçün bəzi statistik məlumatları tətbiq edərək, bunun% 85 nisbətində həqiqi olma şansına sahib olduğunu, yəni bəzi alət əsərlərinə görə olmadığını düşünürlər. Yəni bunun gerçək olduğunu iddia edə bilməzlər - standart rəsmi bir bəyannamə üçün% 99 güvəndir - amma bu yaxşıdır. Buradan etibarən bunun gerçək olduğunu düşünəcəyəm, ancaq düşünə bilərik ki, ola biləcəyi% 15 şans var yox olmaq.

Yəni mövcud olduğu təqdirdə ulduzdan Yerdən Günəşdən daha çox bir skoş uzaqlıqda dövrə vurur və ulduzdan Yer qədər təxminən 93% daha çox enerji alır.

Tanınmış ekzoplanetlər, ulduzlarından aldığı işıq miqdarı (x oxu) ilə ulduzun temperaturu (y oxu) arasında qurulmuşdur. Yaşıl bölgə, ulduzlarının “yaşayış zonasında” planetləri göstərir. Planet ölçüləri dairə ölçüsü ilə göstərilir günəş sistemi planetləri (yuxarıda) miqyas üçün göstərilir. Mümkün Kepler-160 planetinə ox vurulub. Kredit: Heller et al.

Ancaq bu, onun atmosferindən asılıdır. Yerin havasız ortalama temperaturu -18 ° C (0 ° F) olardı, ancaq atmosferimizdəki istixana qazları ortalama 15 ° C (60 ° F) -ə qədər istilənir. Yəni bu planet Dünyadan daha soyuq ola bilər, amma CO çox olsaydı2 və ya su buxarı öz temperaturumuza yaxın ola bilər.

Məsələ burasındadır ki, onun atmosferi necə ola bilər, hətta varsa belə, heç bir fikrimiz yoxdur. Çox güman ki, belə olacaq: Tranzit daldırma dərinliyi planetin Yerin diametrindən 1,9 dəfə çox olduğunu və onu super-Yer halına gətirdiyini göstərir. Planetlərin çox qalın atmosferi tutmağa başladığı yerdir, buna görə də Yer kimi ola bilər ... ya da Neptun kimi ola bilər. Yəni biz edə bilməz buna Yer kimi deyin. Bildiyimiz üçün Venera kimi ola bilər.

Bu, planetin səth cazibəsindən bir qədər asılıdır. Astronomlar, əsasən qayalıq və sudan ibarətdirsə, kütləsinin Yerinkindən 3,5 qat daha çox olacağını və ona səth cazibəsini Yer kürəsi ilə eyni şəkildə verdiyini təxmin edirlər. Uykusuz.

Ancaq metal kimi və qaya, əgər Yerdəki kimi, kütlə Yerdən 10-13 dəfə çox ola bilər və 2,5 - 3,5 Yer səthində ağırlıq verir! Bu biraz kobud olar. Və əgər planet edir o qədər sıx ki, qalın bir atmosferə sahib olacaqdır. Ancaq düzü, sadəcə bilmirik.

Günəş kimi ulduzlara yaxınlaşan Kepler-160 planetinin (təyin olunmuş KOI456.04, oxlu və qeyri-müəyyənlik çubuqları ilə təsvir edildiyi) soyuducu ulduzundan Yerdən biraz daha az işıqlandığı və Dünyadan da daha böyük olduğu görülə bilər. Kredit: Heller et al.

Yenə də planet, ulduzun planetin səthində maye suyun mövcud ola biləcəyi yaşayış zonası (və ya HZ) içindədir. Ulduzlarının HZ-lərində çox sayda planet olduğunu bilirik və bu planetlərin bir çoxu ölçülərinə görə Dünyaya yaxındır. Ancaq bu, əsasən Günəşdən daha kiçik və solğun ulduzlar üçün baş verir: qırmızı cırtdanlar. Günəşə daha çox bənzər ulduzlara gəldikdə, ən çox bilinən HZ planetləri Yerdən daha böyükdür. Kepler-160 ətrafında dövr edən bu, bu ulduz qrupu üçün ən kiçikdir (Yer, Venera və Marsdan başqa). Yəni çox yaxşıdır.

Bundan sonra baş verməli olan bu planetin varlığının təsdiqidir. Növbəti tranzitin 14 sentyabr 2020-ci il tarixində olacağını təxmin edirlər. İnşallah bu ulduzda axtarmaq üçün bəzi böyük ‘sahələr öyrədilə bilər. Ulduz işığının azalması yalnız% 0.05-dir! Buna görə baxmaq məcburiyyətində qalacaqlar diqqətlə. Kütləsini tapmaq çox çətindir və illər çəkə bilər.

Günəşə yaxın bir əkizin ətrafında fırlanan Yer ölçüsündə bir planet tapmaq üçün getdikcə daha da yaxınlaşırıq. Bunun Yer olacağına zəmanət yoxdur -kimi, ancaq hələ də. Bunlardan nə qədər çoxunu tapsaq, başqa bir Yer tapmaq ehtimalı o qədər yaxşıdır. Hesab edirəm ki, axtarışa dəyər.

* Məktub a bənzər bir qeyd istifadə edən çoxsaylı ulduz sistemləri ilə qarışıqlığı qarşısını almaq üçün atlanır.


Yalnız başqa bir ulduz deyil

Günəşimiz həyatı dəstəkləyə biləcək geniş bir kolleksiyadakı kiçik bir sarı ulduzdur. Bunu daha çox eşidəcəksiniz. İnanma Həyatı dəstəkləyən bir ulduzun minimum tələbi bütün digər ulduzlarda əskikdir. Tanrının bəxş etdiyi günəş bənzərsiz görünür.

Dünyadakı baxışımızdan parlaq görünən günəş, şübhəsiz ki, bizim üçün xüsusi bir statusa malikdir. Ancaq parlaqlığı yalnız ulduzlarla müqayisədə çox yaxın olduğu üçün təsir edicidir. İndi digər ulduzların parlaqlığı haqqında bildiyimiz hər şeyi nəzərə alsaq, günəşə bir ulduz, hətta orta bir ulduz deymək dəbdədir. Bəs doğrudanmı belədir?

Günəşin ulduzlara bənzər bir çox xüsusiyyəti olsa da, Müqəddəs Kitab heç vaxt onu ulduz adlandırmır. Bu, günəşin bəzi unikal xüsusiyyətlərə sahib ola biləcəyini göstərir. Bu onun tərkibinə istinad edə bilərmi? Günəşin tərkibi bir qədər qeyri-adi - əksər ulduzlardan lityum daha azdır. Lityum onsuz da ulduzlarda çox yaygındır, lakin günəş ən lityum-kasıb ulduzlardandır. Bu statistikanın maraqlı olmasına baxmayaraq, əhəmiyyətli olub olmadığı aydın deyil.

Günəşin çox vacib və qeyri-adi bir başqa xüsusiyyəti var - sabitliyi. Astronomlar günəşə bənzər ulduzları axtarmağa bir müddət sərf etdilər, çünki bu cür ulduzlar onların ətrafında dövr edən hər hansı bir planetdə həyatı davam etdirə bilər. Astronomlar günəşlə eyni temperatur, ölçü, kütlə və parlaqlığa sahib olan bir neçə günəş əkizini tapdılar, lakin hamısı dəyişkəndir. Yəni parlaqlığı ilə fərqlənir. Bu gün qlobal istiləşmə ilə bağlı bütün narahatlıqlara baxmayaraq, daimi bir günəşin həyat üçün vacib olduğu aydın olmalıdır.

Günəş parlaqlığı ilə bir qədər dəyişə bilər, ancaq ölçmək imkanımız xaricindədir. Beləliklə, hər hansı bir normal dəyişikliyin həyatda az mənfi təsiri olacaq qədər kiçik olduğuna əmin ola bilərik.

Bunun əksinə olaraq, digər ulduzlar (başqa şəkildə günəşə bənzəyir) parlaqlığı bir neçə faiz dəyişir, bəziləri isə daha çox dəyişir. Bu, böyük bir temperatur dəyişikliyi nöqteyi-nəzərindən belə bir ulduzun ətrafında dönən bir planetdəki həyat üçün fəlakətli olardı. Günəşdəki yalnız bir faiz dəyişikliyi yer üzündə orta dərəcədə 2 ° F (1 ° C) dəyişmə ilə nəticələnəcəkdir. Bu çox səslənə bilməz, ancaq bu, orta temperaturdakı dəyişiklikdir - ehtimal ki, yerli və mövsümi dəyişikliklər daha yüksək və həyatı daha çox pozacaqdır.

Ancaq bundan çox şey var. Dəyişiklik, həyata zərər verə biləcək maqnit fəaliyyəti ilə əlaqəli görünür. Yer üzündə günəşin maqnit sahəsi bizə məlumdur, çünki günəş ləkələri ilə yaxından əlaqəlidir (və ya digər ulduzlar, ulduz ləkələri üçün). Hər on bir ildə ləkələrin sayı və maqnit aktivliyi artır. Maksimum günəş nöqtəsi zamanı günəş tez-tez yer üzündə fəsad törədə biləcək və canlı orqanizmlərdəki hüceyrələrə zərər verə biləcək əlavə bir hissəcik radiasiyasında yer üzünü yuyan enerjili alovlar istehsal edir. Başqa ulduzların ətrafında dövr edən planetlərdə radiasiyanın nə qədər dağıdıcı olacağını yalnız təsəvvür edə bilərik.

By God’s gracious design, the earth has a protective magnetic field that prevents the sun’s flares from disrupting life. The particles racing from the sun interact with the magnetic field, which deflects most of the particles. Yet we are periodically reminded about such imminent danger when the flares overload the ability of the earth’s magnetic field to protect us. Astronauts on the Space Station must enter protected sections of the station after a solar flare.

Not all planets have strong enough magnetic fields to protect living organisms on their surfaces. Even on planets that do, the situation would be dire if the star’s magnetic activity were far higher than the sun’s. The much more frequent and far more powerful flares probably would compromise any reasonable magnetic field that a planet would have. Because this particle radiation would be harmful to living things, even secular astronomers recognize that variable stars probably can’t support living things.

Secular scientists might respond that since we haven’t observed the behavior of stars for very long, we can’t prove just how unusual the sun is with respect to its long-term stable behavior. But it’s safe to conclude that all solar-type stars vary part of the time and are stable only part of the time. We live in a time of stability, but secular astronomers have no reason to believe this has always been the case. This stability throughout life’s history on earth is easy to explain if the sun and earth are young as we creationists know, but it wouldn’t work if the sun or any star system is billions of years old.

Life requires a stable sun at all times, and that’s just what God gave us.


Mündəricat

Mass, radius, and temperature [ edit | edit source ]

Because it was discovered by the radial velocity method, the only known physical parameter for Ross 128 b is its minimum possible mass. The planet is at least 1.35 Earth mass. This is slightly more massive than the similar and nearby Proxima Centauri b, with a minimum mass of 1.27 Earth mass. The low mass of Ross 128 b implies that it is most likely a rocky Earth-sized planet with a solid surface. However, its exact mass and radius is not known, as no transits of this planet have been observed. Ross 128 b would be 0.5 Earth radii for a pure-iron composition, and 3.0 Earth radii for a pure hydrogen-helium composition, both implausible extremes. For a more plausible Earth-like composition, the planet would need to be about 1.10 Earth radii (about 7,008 km.) With that radius, Ross 128 b would be slightly denser than Earth, due to how a rocky planet would become more compact as it increases in size. It would give the planet a gravitational pull around 10.945 m/s 2 , or about 1.12 times that of Earth.

Ross 128 b is calculated to have a temperature similar to that of Earth and potentially conducive to the development of life. The discovery team modelled the planet's potential equilibrium temperature using albedos of 0.100, 0.367, and 0.750. Albedo is the portion of light that is reflected instead of absorbed by a celestial object. With these three albedo parameters, Ross 128 b would have a Teq of either 294 K (21 °C 70 °F), 269 K (-4 °C 25 °F), or 213 K (-60 °C -76 °F). For an Earth-like albedo of 0.3, the planet would have an equilibrium temperature of 280 K (7 °C 44 °F), about 8 degrees Kelvin lower than Earth's average temperature. However, the actual temperature of Ross 128 b is currently not accurately calculable because it depends on the currently unknown atmospheric conditions, if it has any atmosphere.

Orbit and rotation [ edit | edit source ]

Ross 128 b is a closely orbiting planet, with a year (rotation period) lasting about 9.9 days. Its semi-major axis is 0.0496 AU (7.42 million km). The orbit is quite circular, with an eccentricity of 0.036, but also with a large error range as well. Compared to the Earth's average distance from the Sun of 149 million km, Ross 128 b orbits 20 times closer. At that close distance from its host star, the planet is most likely tidally locked, meaning that one side of the planet would have permanent daylight while the other side would be in permanent darkness.

Host star [ edit | edit source ]

Ross 128 b orbits the small M-dwarf Ross 128. The star is 17% the mass and 20% the radius of our own Sun. It has a temperature of 3,192 K, a luminosity of 0.00362 Solar luminosity, and an age of 9.45 ± 0.60 billion years. For comparison, the Sun has a temperature of 5,772 K and an age of 4.5 billion years, making Ross 128 half the temperature and over twice the age. The star is only 11.03 light-years away, making it one of the 20 closest stars known.


Saturn's Temperature: One Cool Planet

With an average temperature of minus 288 degrees Fahrenheit (minus 178 degrees Celsius), Saturn is a pretty cool planet. Although there are some small differences as one travels from the equator to the poles, much of Saturn's temperature variation is horizontal. This is because most of the planet's heat comes from its interior, rather than from the sun.

Layers of gas

Saturn is mostly made up of hydrogen, with some helium. Gases such as sulfur, methane, ammonia, nitrogen and oxygen lie within the planet's atmosphere, creating colorful bands.

Temperatures in Saturn's atmosphere increase along with pressure the closer one travels to the center. As a giant gas planet, Saturn doesn't have solid ground scientists set the surface of the planet at the point where pressure is equal to that of sea level on Earth.

Saturn contains three layers of clouds. The upper layers of ammonia ice have temperatures ranging from minus 280 F (minus 173 C) to minus 170 F (113 C). The next layer contains water ice, with temperatures from minus 127 F (minus 88 C) to 26 F (minus 3 C). Temperatures in the lower layers climb as high as 134 F (57 C). Pressures in this region equal those found a few miles under Earth's ocean.

When Voyager 2 traveled to the ringed planet, it found that temperatures near the north pole were about 18 F (10 C) colder than those found at mid-latitudes, a difference that may be seasonal.

Heating sources

Saturn contains a rocky core, 10 to 20 times the mass of Earth, which is surrounded by liquid metallic hydrogen. This massive core was likely the first part of the planet created, and it trapped gas as the planet formed. Moving out from the core, the liquid hydrogen becomes less metallic, gradually shifting into a gas the further one travels from the center of the planet.

The interior may reach temperatures of up to 21,000 F (11,700 C). Because the distance to Saturn from the sun averages 886 million miles (1.4 billion kilometers), most of the planet's heat comes from its core. Saturn radiates more than twice as much heat into space as it receives from the sun. Much of the heat is caused by the gravitational compression of the planet, but scientists theorize that some of it may come from friction created by helium sinking into the planet's interior.


How would the temperature on earth be if the sun was slightly more or less powerful? - Astronomiya

Şeylərimi al

Bad Astronomiyanı ürəyinizə yaxın tutun və məni çirkli zənginləşdirməyə kömək edin. Hey, ya bu, ya da burada həqiqətən qıcıqlandırıcı PayPal bağış düymələrindən biridir.

What causes the seasons?

Good astronomy : The seasons are mostly due to the axial tilt of the Earth. The change in distance of the Earth to the Sun is a very minor player. [ Note added January 21, 1998: This page had a math error in it when I originally published it. The error is not a huge one, and has only a small impact on the conclusions, so I simply corrected it. At the bottom of the page I include the original incorrect calculation, just to keep me honest.]

How it works : This is one of the most pernicious types of ideas: one that sounds reasonable, and so it propagates easily. Unfortunately, it's wrong. Well, not completely wrong certainly the Earth's distance from the Sun has something to do with the temperature, but it is a relatively minor effect.

First, a sanity check: The Earth's orbit is an ellipse. The Earth reaches perihelion (the point in its orbit closest to the Sun) in January, and it reaches aphelion (farthest point from the Sun) some six months later. If that were all that governed weather, we'd have summer in January, and Winter in July! This may be true for our Southern Hemisphere friends, but not up in the North. Something else must be going on.

We can check our qualitative conclusion above with some (simple!) math. The math involved in calculating a planet's gross temperature has been known for a long time. Basically, the temperature depends only weakly on distance changes the temperature goes as the inverse square root of the distance of the planet to the Sun. What does that mean? In other words, if you double the distance of a planet from the Sun, the temperature will drop by the square root of 2, or about 1.4. Doubling the Earth's distance from the Sun will drop the mean temperature by about 80 degrees Celsius (Careful here! You cannot use Celsius units for the actual calculation. You have to use the Kelvin scale, which has the same units as Celsius, but starts at 0. In other words, 0K = -273 C. If you take the square root of the temperature using Celsius you'll get the wrong answer! However, since the units are the same, an 80 degree drop is the same in both scales). Specifically, the Earth's average temperature is about 280 degrees Kelvin (10 Celsius). 280/1.4=200, or a drop of 80 degrees.

At perihelion (nearest point) the Earth/Sun distance is about 147,000,000 km, and at aphelion (farthest point) it's about 152,000,000 km. The change in temperature is then or just less than 2 percent. This turns out to be only 5 degrees Celsius, which is quite a bit less than the temperature change we see between winter and summer. Obviously, something else must be going on.

The largest contributor to the change in seasons is the tilt, or inclination, of the Earth's spin axis with respect to its orbital plane (the ecliptic ). The usual explanation is as follows: take a flashlight and a piece of paper. Shine the light straight onto the paper, so you see an illuminated circle. All the light from the flashlight is in that circle. Now slowly tilt the paper, so the circle elongates into an ellipse. All the light is still in that ellipse, but the ellipse is spread out over more paper. The density of light drops. In other words, the amount of light per square centimeter drops (the number of square centimeters increases, however, so the total amount of light stays the same-- you expect that, as the light from the flashlight has not changed).

The same is true on the Earth. When the Sun is overhead, the light is falling straight on you, and so more light (and more heat) hit each square centimeter of the ground. When the Sun is low, the light gets more spread out over the surface of the Earth, and less heat (per square centimeter!) can be absorbed. Since the Earth's axis is tilted, the Sun is higher when you are on the part of the Earth where the axis points towards the Sun, and lower on the part of the Earth where the axis points away from the Sun.

For the Northern Hemisphere, the axis points most toward the Sun in June (specifically, around June 21), and away from the Sun on December 21. This corresponds to the Winter and Summer Solstices, or the midpoints of summer and winter. For the Southern Hemisphere, this is reversed.

There is more, too. In the summer, the Sun is higher, and therefore the days are longer. This gives the Sun more time to heat the Earth, so it gets hotter. In the winter, the sun is lower, and the days are short, giving the Sun less time to heat the Earth. This is a secondary effect.

The distance of the Earth to the Sun is a smaller effect yet, but it does exist! So the Southern Hemisphere gets slightly hotter summers and slightly colder winters than the North. But only by a couple of degrees, and only on average. Your mileage may vary!

A good page about seasons can be found at The MSNBC website. They have a nice diagram (though a bit crowded) there as well.

Another one is a discussion of season misconceptions (and he takes to task the MSNBC site I mention above!).

January 21, 1998:
Okay, so I made a small mistake on the original page. I'll quote the original passage, here, and add some notes on the math as well for those of you interested in the details.

We can check our qualitative conclusion above with some (simple!) math. The math involved in calculating a planet's gross temperature has been known for a long time. Basically, the temperature depends only weakly on distance changes the temperature goes as the distance to the one-fourth power (the square root of the square root!). In other words, if you double the distance of a planet from the Sun, the temperature will drop by 2^(1/4) or 1.18. Doubling the Earth's distance from the Sun will only drop the mean temperature by about 50 degrees Celsius (the Earth's average temperature is about 310 degrees Kelvin or 10 Celsius. 310/1.18=260, a 50 degree drop. The Kelvin scale is absolute, which means it starts at 0, which is why I used it for the calculation).

At perihelion (nearest point) the Earth/Sun distance is about 146,000,000 km, and at aphelion (farthest point) it's about 152,000,000 km. The change in temperature is then or only 0.85 percent! This turns out to be only 2 degrees Celsius, which is quite a bit less than the temperature change we see between winter and summer! Obviously, something else must be going on.

My mistake was that I put in an additional factor of a square root in there, making the change in temperature a bit too small. I also used 146 million kilometers for the perihelion distance, and 147 million is actually a bit better. The temperature change from winter to summer is about 5 degrees, not 2 as I stated originally. Where I live in Washington, DC, the temperature in summer hits 35 Celsius easily, and commonly drops to 0 Celsius in the winter. 35 degrees is a lot more than 5!

To calculate the temperature of a planet, you basically need to assume that the amount of heat the planet gets from the Sun is balanced by the amount of heat radiated away by the planet. If this were not true, the planet would either heat up (if it didn't radiate the heat away) or it would freeze (if it radiates too much).

Qualitatively: the star gives off heat over its whole surface. That heat expands in a sphere centered on the Sun, and travels to the planet. The planet intersects a small piece of it which is equal to the area of a circle with the same radius as the planet (if I ever get a chance I'll place a diagram here that shows this graphically. ). The planet absorbs some of that heat, and, if it rotates quickly, re-radiates it away over its whole surface.

sigma * T planet 4 =
sigma * T Sun 4 * 4 * pi * radius Sun 2 / (4 * pi * distance 2 ) *
(1-albedo) * pi * radius planet 2 / 4 * pi * radius planet 2

where sigma is a constant (not important here, since it cancels out), T is temperature (for the planet or the Sun, each is labeled above), distance is the distance from the planet to the Sun, radius is the radius of the Sun or planet (also labeled), and albedo is a measure of the reflectivity of a planet. An albedo of 1 means the planet is a perfect reflector, like a mirror. An albedo of 0 means the planet absorbs every photon that hits it it would look black. The Earth has an albedo of 0.39, as it happens.

We can then do a bit of algebra to get:

T planet =T Sun * (radius Sun /2 * distance) 1/2 * (1-albedo) 1/4

Phew! From here you can see that the temperature of the planet depends on the inverse square root of the distance to the Sun. Note that if you put in the correct numbers for the Earth and Sun (distance=1.5 x 10 13 centimeters, T Sun =5780, radius Sun =7 x 10 10 centimeters and albedo=0.39) you get a temperature of the Earth of about 250 Kelvin. That's about -20 below Celsius, or -10 Fahrenheit! What gives?

Our atmosphere, that's what gives. Our atmosphere helps keep heat in (by absorbing some of the radiation re-radiated by the Earth), so you need a correction factor to our albedo. Without our thin layer of air, the surface temperature of the Earth would rapidly drop, freezing the oceans solid. This is called a "greenhouse effect", and is a very real occurrence. It's when things get out of control that you get a runaway greenhouse effect. Note also that the temperature on the surface of Venus should be about -20 Celsius (distance=1.1 x 10 13 centimeters, albedo=0.65 although it's closer to the Sun its albedo is higher, so it should have about the same temperature as the Earth), but is actually in excess of 500 Celsius (over 900 Fahrenheit!). Should you worry about runaway greenhouse effect? Take a look at our closest neighbor. You tell me.

My thanks to Bad Readers Darrell Bennett, Eric Carlson and Georg Zemanek for pointing out some of my errors!