Самое темное время года — это зимнее солнцестояние, день с наименьшим количеством солнечного света и самой длинной ночью. Однако самое холодное время года, как правило, наступает примерно через месяц после зимнего солнцестояния. Так почему же самое темное время года не совпадает с самым холодным?
Ответ связан с наклоном оси Земли и тем, как наша планета сохраняет тепло.
Ось Земли — воображаемая линия, соединяющая Северный и Южный полюса — наклонена примерно под углом 23,4 градуса относительно орбиты Земли вокруг Солнца. Это означает, что в какой-то момент каждого года Северный полюс отклоняется от Солнца на максимальное расстояние. В другой день Южный полюс оказывается так же далеко от Солнца. Эти дни и есть зимние солнцестояния в северном и южном полушариях, соответственно, объясняет Кристофер Бэйрд (Christopher Baird), доцент физики в Университете штата Техас A&M.
Чем сильнее поверхность Земли наклонена от Солнца, тем меньше времени она проводит на свету. Северное зимнее солнцестояние — самый короткий день в северном полушарии — происходит 21, 22 или 23 декабря каждый год, а южное зимнее солнцестояние — 20, 21 или 22 июня.
Земля получает большую часть своего тепла от Солнца, что могло бы привести к мысли, что зимние солнцестояния — это самые холодные дни года в соответствующих полушариях, отмечает Бэйрд. Однако самые холодные температуры в каждом полушарии «обычно наступают примерно через месяц после этих солнцестояний», — сообщает Ник Бассилл (Nick Bassill), директор Центра коммуникаций по рискам погоды при Университете штата в Олбани, Нью-Йорк, в интервью Live Science. В северном полушарии это обычно середина января.
Обратное также верно. Летнее солнцестояние, самый длинный день года — который происходит 20, 21 или 22 июня в северном полушарии и 21, 22 или 23 декабря в южном полушарии — часто не является самым теплым днем года, говорит Джейсон Стеффен (Jason Steffen), доцент физики и астрономии в Университете Невады, Лас-Вегас, в интервью Live Science.
Например, «в Мохаве жарче всего в конце июля, задолго до солнцестояния», — сказал Штеффен. «На побережье Мексиканского залива Флориды жарче всего в августе».
Эта задержка между солнцестояниями и самыми холодными или самыми теплыми температурами года, эффект, называемый «сезонным запаздыванием», объясняется тем, что физические объекты — озера и океаны, земля, бетон и так далее — не сразу реагируют на более теплые или более холодные температуры, объясняет Бассилл.
«Зимой это означает, что физические объекты сохраняют тепло осени и лета дольше, чем воздух», — говорит он.
Чем ближе место к океану, тем меньше выражены сезонные колебания температуры, потому что «для того чтобы повысить температуру воды на один градус, требуется в четыре раза больше энергии, чем для того чтобы нагреть камень», — говорит Стеффен. Кроме того, «океаны циркулируют», — добавляет он. Это означает, что даже когда ночи длинные, тепло, циркулирующее в океане, может помогать поддерживать температуру в этих районах.
«В районах, расположенных непосредственно с подветренной стороны от крупного водоема, таких как места на Тихоокеанском побережье США, самые низкие температуры зимой, как правило, выше, чем в других местах на аналогичной широте, благодаря этому эффекту, — сказал Бассилл. — Это также может означать, что их сезонное отставание может быть больше, чем в других местах, а это означает, что разница во времени между их солнцестоянием и самым холодным или теплым временем года может быть больше, чем в других местах мира, которые находятся дальше от крупного водоема.»
