Почему Земля ближе всего к Солнцу зимой

Каждый год в первые дни января наша планета проходит точку перигелия — максимально приближается к Солнцу. Например, в 2026 году событие выпало на 3 января. В этот момент дистанция между Землей и звездой сокращается примерно на 2,5 млн км по сравнению с афелием — наиболее удаленной точкой орбиты. Разница в расстоянии составляет около 3%, но в абсолютных числах звучит внушительно.

Для жителей средней полосы России это звучит как парадокс. Если мы подходим к источнику тепла так близко, почему же на улице трещит мороз? И если Солнце дарит нам лето, то как его близость связана с зимней стужей? Давайте разберемся, почему наше восприятие обманчиво и где на самом деле происходит главное «тепло» перигелия.

От чего зависит смена времен года Фото: Shutterstock AI/Shutterstock/FOTODOM Сезоны меняются не из-за расстояния до Солнца, а потому что ось Земли наклонена примерно на 23,5°, из-за чего полушария поочередно получают разное количество солнечного света и тепла

Главный секрет смены сезонов кроется не в расстоянии до Солнца, а в наклоне земной оси. Представьте: наша планета вращается вокруг светила, оставаясь слегка наклоненной — на угол 23,5°. Именно из-за этого наклона Северное и Южное полушария поочередно оказываются повернутыми к Солнцу.

Когда Северное полушарие наклонено к звезде, лучи падают на него отвеснее, проходят через менее толстый слой атмосферы и лучше прогревают поверхность. Дни становятся длинными и теплыми — у нас наступает лето. В это же время Южное полушарие, напротив, получает скользящие лучи и меньше света, переживая зиму. Через полгода ситуация зеркально меняется.

Таким образом, близость к Солнцу играет здесь второстепенную роль. Колебания расстояния из-за формы орбиты составляют всего около 3%, и этого слишком мало, чтобы растопить снег или вызвать жару. Для сравнения: даже в пределах одного дня из-за вращения Земли интенсивность солнечного света меняется сильнее, чем из-за разницы в расстоянии между перигелием и афелием.

Почему орбита Земли не круглая, а овальная Фото: shooarts/Shutterstock/FOTODOM Орбита Земли — это слегка вытянутый эллипс, а не идеальная окружность, и ее форма меняется под влиянием гравитации Юпитера и Сатурна

Вопреки распространенному мнению, орбита Земли — это не идеальная окружность, а слегка вытянутый эллипс (кстати, вы знаете, что формой нашей планеты тоже является не окружность?). 

Впервые это заметил еще немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер в начале XVII века, анализируя наблюдения датского астронома Тихо Браге. Кеплер выяснил, что орбиты планет не являются идеальными окружностями, а имеют некоторую степень вытянутости.

Сегодня мы знаем, что форма земной орбиты не постоянна. Как объясняют в NASA, гравитация Юпитера и Сатурна, двух крупнейших газовых гигантов, постоянно возмущает нашу орбиту. За сотни тысяч лет ее эксцентриситет (показатель вытянутости) меняется от почти нулевого (почти идеальная окружность) до заметно большего.

Сейчас эксцентриситет Земли составляет около 0,0167 — орбита близка к круглой, но не идеальна. Именно эта небольшая вытянутость и приводит к тому, что 3 января мы оказываемся чуть ближе к Солнцу, чем 4 июля.

Как скорость Земли влияет на длительность сезонов Фото: shooarts/Shutterstock/FOTODOM Земля движется по эллиптической орбите неравномерно, из-за чего времена года длятся по-разному — например, северное лето длиннее зимы примерно на 4,5 дня

Эллиптическая форма орбиты создает еще один любопытный эффект. Согласно другому закону Кеплера, планета движется неравномерно: чем ближе к Солнцу (в перигелии), тем выше ее скорость, а чем дальше (в афелии) — тем медленнее.

Объяснение кроется в сохранении момента импульса. Чтобы воображаемая линия «Солнце — Земля» за равные промежутки времени описывала равные площади, планете приходится разгоняться вблизи светила и замедляться на дальних участках пути. В перигелии, в январе, Земля мчится по орбите с максимальной скоростью — около 30,3 км/с. В афелии, в начале июля, ее скорость падает до 29,3 км/с.

Именно эта разница приводит к тому, что времена года длятся неодинаково. В данный момент северное лето (когда Земля движется медленнее в афелии) примерно на 4,5 дня длиннее северной зимы. Весна, в свою очередь, длиннее осени примерно на три дня. Разница невелика, но астрономы ее фиксируют.

Почему совпадение зимы с перигелием не вечно Фото: Chesnovaa/Shutterstock/FOTODOM В Северном полушарии зима совпадает с перигелием (максимальным сближением Земли с Солнцем), но это временное явление: сезонное распределение тепла и дата перигелия меняются

Итак, зима в Северном полушарии совпадает с перигелием. Но это стечение обстоятельств, характерное только для нашей геологической эпохи. В Южном полушарии в тот же самый момент царит лето, и для жителей Австралии или Аргентины перигелий — это как раз знойный сезон. Более того, именно благодаря близости к Солнцу лето в Южном полушарии немного жарче, чем в Северном, хотя разница сглаживается океанами.

Дата прохождения перигелия не закреплена в календаре намертво. Из-за несоответствия нашего календарного года реальному орбитальному циклу, а также из-за прецессии (медленного покачивания земной оси), момент максимального сближения с Солнцем неуклонно смещается. Примерно на один день каждые 58 лет.

Исторически так сложилось, что в 1246 году перигелий и зимнее солнцестояние выпадали на одну дату. Сейчас они разошлись на пару недель. А в далеком 6430 году, по расчетам ученых, перигелий совпадет уже с днем весеннего равноденствия.

Эти медленные изменения — часть больших климатических циклов, известных как циклы Миланковича. Они описывают, как вариации орбиты влияют на распределение солнечного тепла на Земле и запускают ледниковые периоды. Так что тот факт, что мы встречаем Новый год почти вплотную к Солнцу, — всего лишь мгновение в длинной истории планеты.

По материалам iflscience.com.

Луна: Топ-10, или Что посмотреть на спутнике Земли за неделю.

10 самых больших спутников в Солнечной системе.

Самые большие катастрофы в истории Земли: если бы их не было