Mengapa kita tidak memiliki 2 musim panas dan 2 musim dingin?

Karena orbit elips Bumi, jaraknya dari Matahari bervariasi hampir 5 juta Kilometer (147 juta Kilometer pada titik terdekat & 152 juta Kilometer pada titik terjauh, yaitu hampir 3% dari jarak rata-rata).

Terbukti dari fakta bahwa Venus memiliki lingkungan yang lebih panas daripada Mars karena jaraknya masing-masing dari matahari.

Lalu mengapa Bumi tidak mengamati dua musim dingin (pada titik terjauh) dan dua musim panas (pada titik terdekat)?

Catatan tambahan : Saya tahu bahwa perubahan iklim musiman Bumi disebabkan oleh kemiringan 23 derajat yang menyebabkan variasi kerapatan sinar matahari untuk belahan bumi.

Tetapi bagi saya jarak 5 juta Km ini tampaknya lebih relevan daripada kemiringan 23 derajat.

Ada beberapa asumsi yang salah dalam posting Anda, jadi sulit untuk menjawab seperti yang diminta. Tapi saya bisa mengatasi kesalahpahaman itu.

1. Musim bukan disebabkan oleh jarak kita dari matahari
. Musim disebabkan oleh kemiringan 23,5 ° pada poros Bumi. Ketika belahan bumi utara dimiringkan ke arah matahari (musim panas), belahan bumi selatan secara bersamaan miring menjauh dari matahari (musim dingin). Jadi perbedaan suhu musiman tidak ada hubungannya dengan posisi Bumi di orbit elipsnya. Tanpa kemiringan ini, tidak akan ada musim dan suhu sehari-hari di seluruh dunia akan relatif seragam.

2. Bahkan suhu GLOBAL TIDAK konsisten dengan perubahan jarak kita.
Faktanya, suhu rata - rata Bumi secara global terpanas ketika suhu terjauh dari matahari - lebih panas sekitar 2,3 ° C ( ref ). Itu karena ada lebih banyak daratan di belahan bumi utara yang berhadapan dengan matahari (ketika Bumi berada paling jauh di orbitnya). Jadi, meskipun intensitas sinar matahari kurang, tanah dapat dipanaskan jauh lebih cepat daripada lautan luas yang harus dipanaskan pada perihelion.

Inkonsistensi suhu jarak ini tidak unik untuk Bumi. Lihatlah suhu rata-rata lainnya planet-planet dalam seperti yang kita bergerak menjauh dari matahari:

1. Merkuri (167 ° C)
2. Venus (460 ° C) ← lebih jauh, tetapi lebih panas dari Merkurius?
3. Bumi (14.0 ° C)
4. Mars (-60 ° C)

Venus sebenarnya lebih hangat daripada Merkurius karena atmosfer karbon dioksida yang tebal menyebabkan pemanasan global yang tak terkendali. Jadi bukan hanya jarak dari matahari yang menentukan suhu rata-rata sebuah planet.

3. Hanya ada SATU aphelion / perihelion
Titik terdekat dari orbit Bumi (perihelion) dan yang terjauh (aphelion) hanya terjadi sekali per tahun; tidak dua kali. Itu karena orbit elips Bumi sedemikian rupa sehingga matahari berada di salah satu fokus, bukan pusat (seperti diilustrasikan di bawah).

^{Perhatikan bahwa ukuran benda-benda dan eksentrisitas dari orbit-orbit tersebut sangat terlihat di sini.}

Variasi 5 juta kilometer jarak ke Matahari mungkin tampak seperti banyak, 5 juta km adalah jarak yang besar, tetapi itu tidak mempengaruhi cuaca Bumi sebanyak kemiringan sumbu. Variasi 3% dalam jarak menyebabkan variasi ~ 7% dalam intensitas radiasi matahari mencapai Bumi, memberi atau menerima.

Tetapi perhatikan variasi dari kemiringan aksial Bumi, dan di sini saya akan menggunakan contoh lokasi pada 45 derajat. lintang, mirip dengan garis lintang kota-kota seperti New York, London, Berlin, Paris, dll. Faktor pertama adalah panjang hari. Kemiringan aksial berarti bahwa selama Musim Panas hari akan lebih panjang dan selama Musim Dingin hari akan lebih pendek. Pada 45 deg. Lintang ini diterjemahkan menjadi Matahari yang berada di atas cakrawala selama 15,5 jam penuh pada titik balik matahari musim panas, dan hanya 8,7 jam selama titik balik matahari Musim Dingin. Itu hampir perbedaan 2: 1 dalam jumlah jam siang, yang benar-benar mengubah sedikit variasi 7%.

Selain itu, sudut Matahari di musim dingin sangat rendah, yang berarti bahwa jumlah Matahari yang jatuh di tanah lebih rendah per area daripada jika berada pada sudut yang lebih tinggi. Pada titik balik matahari Musim Dingin di 45 deg. Lintang sinar matahari berkurang hingga 37% dari kekuatan mereka per meter persegi tanah dibandingkan dengan seberapa kuat mereka akan bersinar langsung di atas beberapa lokasi lebih dekat khatulistiwa. Tetapi selama titik balik matahari musim panas mereka 97% sekuat mereka jika mereka langsung di atas kepala. Yang merupakan perbedaan 2,5: 1.

Jadi di sini Anda memiliki total gabungan sekitar 400% perbedaan dalam jumlah cahaya dan panas yang menyinari sebidang tanah yang diberikan setiap hari antara Musim Dingin dan Musim Panas.

Saya menduga Anda berpikir bahwa kita akan memiliki musim panas ketika belahan bumi utara, misalnya, miring ke arah Matahari, dan musim panas kedua selama perihelion, ketika Bumi paling dekat dengan Matahari. Untuk satu hal, waktunya tidak bekerja; perihelion terjadi pada awal Januari, dekat dengan pertengahan musim dingin. Itu mungkin memoderasi efek kemiringan aksial untuk belahan bumi utara (dan menguatkan mereka untuk belahan bumi selatan), tetapi itu tidak cukup untuk mengesampingkannya.

Jawaban lain mengatakan bahwa kemiringan sumbu adalah faktor yang lebih signifikan daripada variasi jarak dari Matahari, tetapi mereka belum menjelaskan alasannya .

Berikut ini adalah perkiraan kasar bagian belakang amplop.

Perbedaan penerangan yang disebabkan oleh jarak yang bervariasi dari Matahari dapat dihitung dari rasio antara jarak perihelion dan jarak aphelion, yaitu sekitar faktor 0,967. Menerapkan hukum kuadrat terbalik menunjukkan bahwa jumlah sinar matahari pada aphelion adalah sekitar 93,5% dari apa yang ada di perihelion. Referensi: http://en.wikipedia.org/wiki/Perihelion#Planetary_perihelion_and_aphelion

Di lokasi saya saat ini (sekitar 33 ° lintang utara), pada saat ini tahun (dekat dengan titik balik matahari musim dingin utara), kita mendapatkan sekitar 10 jam sinar matahari dan 14 jam kegelapan setiap hari. (Referensi: aplikasi cuaca di ponsel saya.) Itu sekitar 83% dari apa yang akan kita dapatkan dengan 12 jam siang hari selama equinox, dan sekitar 71% dari apa yang akan kita dapatkan dengan 14 jam siang hari dan 10 jam kegelapan per hari selama titik balik matahari musim panas. Efeknya lebih besar pada garis lintang yang lebih tinggi.

Selain itu, matahari lebih rendah di langit selama musim dingin daripada di musim panas, yang berarti bahwa jumlah tertentu sinar matahari tersebar di area yang lebih luas di permukaan bumi, yang membuat rasio lebih besar.

Saya tidak memiliki angka untuk itu, tetapi cukup untuk menunjukkan bahwa efek kemiringan aksial secara substansial lebih besar daripada efek dari berbagai jarak antara Bumi dan Matahari.

Ada dua faktor di sini. Salah satunya adalah bahwa kemiringan 23 derajat jauh lebih penting daripada kemiringan kecil 5 juta Km (ingat bahwa itu hanya 0,033 AU). Bukti untuk itu adalah bahwa ketika musim panas di utara itu adalah musim dingin di selatan, tanpa memandang jarak.

Yang lain adalah bahwa jika tidak ada kemiringan, kita akan memiliki satu musim panas yang sangat ringan dan satu musim dingin yang sangat ringan (sangat sangat terang, keduanya) karena Matahari tidak berada di pusat elips (dua titik terdekat dan dua titik terjauh) tetapi pada satu fokus (satu titik terdekat dan satu titik terjauh).

Itu karena 23 derajat kemiringan bumi dan orbit elips bumi mengelilingi matahari.

Jika Anda membuat persamaan dengan semua variabel yang kami miliki di sini

1. 23 derajat kemiringan bumi
2. Elips mengorbit bumi mengelilingi matahari
3. Kecepatan Bumi di sekelilingnya
4. Kecepatan orbital bumi mengelilingi matahari
5. Jarak antara bumi dan matahari

Jadi, Anda akan mencatat variasi dalam kondisi cuaca terkait variabel ini, jadi kami memiliki 2 musim dingin dan 2 musim panas, tetapi 2 di antaranya hanyalah keadaan transisi.
Buktinya, di kutub bumi, kita hanya bisa memiliki musim panas dan musim dingin karena keterbatasan variabel (1).

Kami memiliki 2 musim panas dan dua musim dingin - dan 2 mata air dan kolom otomatis juga. Jarak yang bervariasi antara matahari dan bumi tidak menyebabkan musim. Mereka disebabkan oleh kemiringan Bumi ke arah matahari di musim panas dan jauh dari matahari di musim dingin.

Belahan utara dan selatan keduanya memiliki musim yang sama, tetapi pada waktu yang berbeda dalam setahun.
Misalnya, ketika musim dingin di Amerika Serikat, itu adalah musim panas di Argentina dan sebaliknya.

Karena musim di belahan bumi utara dan selatan terjadi pada waktu yang berbeda dalam setahun, itu berarti ada 2 dari setiap musim atau 8 musim yang berbeda setiap tahun, termasuk 2 musim panas yang terpisah dan 2 musim dingin yang terpisah.

Mungkin tautan ini mungkin membantu:
http://neoprogrammics.com/equinoxes_and_solstices/