Perihelion (peryhelium) — definicja i wpływ na pory roku
Perihelion (peryhelium) — czym jest, kiedy Ziemia jest najbliżej Słońca i jak (nie)wpływa to na pory roku; wyjaśnienie z datami, ekscentrycznością i nachyleniem osi.
Perihelion to punkt na orbicie wokół słońce, w którym ciało — na przykład planeta, asteroida lub kometa — znajduje się najbliżej Słońca. Jest to przeciwieństwo aphelion, czyli punktu najdalszego od Słońca. Perihelion i aphelion występują dla wszystkich ciał poruszających się po eliptycznych orbitach.
Pochodzenie nazwy i pokrewne określenia
Nazwa „perihelion” pochodzi z języka greckiego: „peri” oznacza „blisko”, a Helios to imię greckiego boga słońca. Perihelion jest więc określeniem najbliższego punktu orbity względem Słońca. Podobne określenia funkcjonują dla innych centralnych ciał: na przykład dla Ziemi czy Księżyca używa się analogicznych terminów w zależności od punktu odniesienia; zob. także perihelion i Ziemi.
Orbity, ekscentryczność i ruch orbitalny
Większość obiektów w Układzie Słonecznym porusza się po orbitach zbliżonych do elipsy. Stopień „spłaszczenia” orbity opisuje orbitalny ekscentryczność mierzyć (ekscentryczność). Jeśli ekscentryczność jest większa, różnica między perihelionem a aphelion jest większa.
W ruchu orbitalnym ważna jest zasada drugiego prawa Keplera: obiekt porusza się szybciej, gdy znajduje się bliżej Słońca (w perihelionie), a wolniej w aphelium. Położenie perihelionu nie jest całkowicie stałe — ulega powolnej zmianie wskutek oddziaływań grawitacyjnych planet, nieregularności masy i efektów relatywistycznych (precesja perihelionu). Przemieszczenie linii apsyd (osi perihelion–aphelion) ma znaczenie w długoterminowych zmianach klimatu i włącza się w mechanizmy znane jako cykle Milankovicha, które wpływają na rytm zlodowaceń i ociepleń na Ziemi.
Perihelion Ziemi — kiedy i jak daleko
Ziemia osiąga perihelion średnio raz w roku; obecnie zdarza się to około 3 stycznia. Aphelion przypada około 4 lipca. Różnica odległości między tymi punktami wynosi około 3,1 miliona mil (5 milionów kilometrów). W przybliżeniu Ziemia znajduje się około 91,4 mln mil (147,1 mln km) od Słońca na początku stycznia i około 94,5 mln mil (152 mln km) na początku lipca.
Zmiana odległości przekłada się na zmianę natężenia promieniowania słonecznego dochodzącego do Ziemi: przy perihelionie promieniowanie słoneczne jest większe niż przy aphelium — różnica wynosi około 6–7% ze względu na zależność natężenia od kwadratu odległości (1/r²).
Wpływ perihelionu na pory roku
Mimo że energia słoneczna docierająca do Ziemi zmienia się nieco między perihelionem a aphelium, to główną przyczyną pór roku jest Pochylenie osiowe Ziemi wynoszące około 23,5 stopnia. To pochylenie sprawia, że w różnych porach roku różne półkule otrzymują więcej bezpośredniego światła słonecznego i mają dłuższe dni.
W okres perihelionu (około początku stycznia) na półkuli północnej panuje zima na półkuli, a na półkuli południowej — lato. Oznacza to, że odległość od Słońca nie jest głównym czynnikiem decydującym o porach roku. Dodatkowo rozmieszczenie lądów i oceanów powoduje, że różnice sezonowe są mniej wyraźne na półkuli południowej (większy udział oceanów) niż na półkuli północnej (więcej lądów), co częściowo maskuje efekt perihelionu.
W praktyce wpływ perihelionu na średnie temperatury jest niewielki w porównaniu z wpływem osiowego pochylenia i rozkładu powierzchni Ziemi, choć w skali globalnej i długoterminowej (wraz z precesją orbity) zmiany położenia perihelionu względem pór roku mogą wzmacniać lub osłabiać sezonalność i wpływać na cykle klimatyczne.
Uwagi dodatkowe
- Periapsis to ogólne określenie najbliższego punktu orbity względem centralnego ciała; perihelion odnosi się specyficznie do Słońca.
- Precesja perihelionu bywa wykorzystywana do tłumaczenia drobnych, długookresowych zmian orbity i klimatu; słynnym przykładem jest obserwowalna precesja perihelionu Merkursa, której pełne wyjaśnienie wymagało uwzględnienia efektów ogólnej teorii względności.
- Różnice w oddziaływaniu perihelionu na lokalne warunki zależą od pory roku, szerokości geograficznej i lokalnych warunków klimatycznych.
1. Planeta w aphelionie 2. Planeta na perihelionie 3. Słońce
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest peryhelium?
O: Peryhelium to punkt na orbicie planety, asteroidy lub komety, który znajduje się najbliżej Słońca. Jest to przeciwieństwo aphelium, czyli punktu najbardziej oddalonego od Słońca.
P: Co oznacza słowo "peri"?
O: Peri pochodzi z języka greckiego i oznacza "blisko".
P: Do czego odnosi się "Helios"?
O: Helios to grecki bóg słońca.
P: Czym różnią się orbity od kół?
O: Orbity są w przybliżeniu eliptyczne (rodzaj nie-okręgu), podczas gdy okręgi są zamkniętymi krzywymi, takimi jak elipsa.
P: Kiedy Ziemia jest najbliżej Słońca?
O: Ziemia zbliża się do Słońca co roku około 3 stycznia.
Najdalej od Słońca każdego roku około 4 lipca.
P: Jaka jest różnica w odległości między najbliższym i najdalszym punktem Ziemi od Słońca? O: Różnica w odległości między najbliższym Słońcu punktem Ziemi w styczniu a najdalszym punktem od Słońca w lipcu wynosi 3,1 miliona mil (5 milionów kilometrów).
P: Czy odległość Ziemi od Słońca powoduje zmianę pór roku? O: Nie, pory roku na Ziemi zmieniają się głównie dlatego, że Ziemia nie obraca się ze swoją osią dokładnie pionowo w stosunku do płaszczyzny orbity naszego świata wokół Słońca, a nie z powodu różnic w odległości między nią a Słońcem.
Przeszukaj encyklopedię