Dalo by se očekávat, že letní slunovrat bude vrcholem veder. 21. června dosáhne Slunce nejvyššího bodu v ročním cyklu. Svítí nejdéle a dopadá na povrch s maximální intenzitou. Skutečné úmorné vedro však obvykle nastává v červenci a srpnu. Proč teplota zaostává za slunečním maximem?
Efekt akumulace tepla
Odpověď spočívá v tom, jak Země zpracovává energii. Slunce dodává svou největší sílu o slunovratu, ale zemi a oceánům chvíli trvá, než ji absorbují. Představte si mokrou houbu. Voda se na něj může nalít okamžitě, ale jeho úplné nasycení trvá nějakou dobu. Stejně tak Země funguje jako tepelný akumulátor.
V první polovině léta se půda ještě vzpamatovává z jarního chladu. Pohlcuje sluneční světlo rychleji, než vydává teplo. V červenci a srpnu je nádrž plná. Povrch konečně dožene příchozí sluneční proud. To je důvod, proč vrchol tepla často zaostává za slunovratem o několik týdnů.
Vzdálenost není hnací silou
Existuje běžná mylná představa o příčinách letních veder. Mnoho lidí věří, že v červnu je Země blíže Slunci. To ve skutečnosti není pravda. Země dosáhne svého nejbližšího bodu ke Slunci, zvaného perihelium, začátkem ledna. V červnu jsme v aféliu, nejvzdálenějším bodě naší oběžné dráhy.
Proč je tedy v červnu na severní polokouli horko? Sklon, ne vzdálenost. Zemská osa je nakloněná. V červnu se severní polokoule nakloní ke Slunci. Toto naklonění způsobuje dva kritické efekty:
1. Delší doba denního světla.
2. Strmější úhly dopadu slunečního záření.
Slunce dopadá na povrch příměji a soustřeďuje energii na menší plochu. Tato geometrie převažuje nad mírným nárůstem vzdálenosti. Axiální náklon je hlavním tahounem sezón.
Roční období jsou určena axiálním sklonem, nikoli orbitální vzdáleností.
Co to znamená pro každodenní život?
Pochopení tohoto zpoždění pomáhá vysvětlit místní vzorce počasí. Pokud sledujete údaje o teplotě, uvidíte konzistentní zpoždění mezi slunovratem a ročním teplotním vrcholem. Toto není závada; to je fyzika v akci. Tepelná setrvačnost pevniny a oceánu vytváří nárazník, který vyhlazuje přicházející sluneční tok.
Až se příště podíváte do kalendáře, pamatujte, že nejdelší den je jen začátek nahromadění tepla. Skutečný vrchol teprve přijde.
Proč je červenec a srpen teplejší než skutečný vrchol slunečního záření
Můžete očekávat, že nejteplejší dny nastanou, když slunce dosáhne svého nejvyššího bodu na obloze. Mýlíte se.
Toto zpoždění se nazývá sezónní zpoždění. To je důvod, proč váš domov zůstane teplý dlouho poté, co vypnete topení. Země a oceány fungují jako obří akumulátory tepla. V červnu absorbují sluneční energii, ale toto teplo okamžitě neuvolňují do atmosféry. Než akumulované teplo nasytí vzduch, trvá týdny.
Představte si, že předehříváte troubu. Dort nevyndáte hned po stisknutí tlačítka. čekáš.
Evropa tuto dynamiku ještě více komplikuje. Jsme kontinentem, který je neustále vystaven západním větrům přicházejícím z Atlantiku. Oceánská voda má mnohem vyšší tepelnou kapacitu než pevnina. Pomalu se zahřívá. Na začátku léta je Atlantik stále relativně chladný. Působí jako nárazník a zmírňuje extrémní teploty, kterým čelí vnitrozemské oblasti. V době, kdy oceán nashromáždil dostatek energie k vytlačení teplého vzduchu nad pevninu, máme za sebou červenec.
Stejný princip vysvětluje, proč nejteplejší část dne není v poledne. Obvykle je to mezi 14:00 a 16:00.
V sluneční poledne je slunce na svém nejvyšším bodě. Země to ale stále dohání. Vzduch se stále ohřívá, protože Země vyzařuje více tepla, než atmosféra ztrácí. Teprve když odpoledne slunce dostatečně klesne, rovnováha se posune a vzduch se začne ochlazovat.
Proč je léto horké, i když je Země v nejvzdálenějším bodě od Slunce?
Zde je fakt, který lidi často mate.
Léto je horké ne proto, že jsme blízko Slunce. Ve skutečnosti jsme během léta od něj v nejdále vzdálenosti.
Každý rok na začátku července Země dosáhne afélia. To je bod na naší eliptické dráze, kde jsme asi o pět milionů kilometrů dále od Slunce, než jsme byli v lednu (perihelium). Pokud by tedy vzdálenost byla jedinou proměnnou, červenec by byl naším nejchladnějším měsícem.
Ale to není pravda.
Na vině je naklonění zemské osy. Během léta na severní polokouli je planeta nakloněna směrem ke Slunci. Tím se radikálně mění dvě věci.
Za prvé, úhel dopadu. Sluneční světlo dopadá na severní polokouli příměji. Namísto toho, aby byly paprsky rozprostřeny na velkou plochu (jako baterka namířená pod úhlem), dopadají na zem téměř kolmo. Tím se koncentruje energie.
Za druhé, trvání. Dny se prodlužují. Slunce je nad obzorem na některých místech 15, 16 nebo dokonce 18 hodin. Více času pod žárovkou znamená více celkové absorbované energie.
Vzdálenost je tedy falešná stopa. O vašem pohodlí rozhoduje geometrie oběžné dráhy a sklon osy. Slunce je opravdu dále. Ale také se déle „kouká“ na váš dvorek a silněji zasáhne vaše ramena.
co je důležitější? Roh. Vždy úhel.
Proč jsou letní noci teplejší než zimní?
Rozdíl není jen ve způsobu, jakým slunce dopadá na vaši tvář. Všechno je to o tom, jak dlouho země udrží teplo.
Během dlouhého letního dne Země absorbuje velké množství sluneční energie. Půda, budovy, rostliny a vzduch ho absorbují. Když slunce zapadne, toto nahromaděné teplo nezmizí okamžitě. Pomalu se to rozplývá. Proto se letní noci často zdají mírné. Vzduch kolem vás stále vyzařuje teplo naakumulované během dne.
Zima je jiná. Slunce je nízko nad obzorem. Dny jsou krátké. Tok energie je slabý. Půda se sotva prohřeje.
Proto, když padne noc, je málo akumulovaného tepla k uvolnění. Povrch rychle chladne.
Suchý zimní vzduch to zhoršuje. Méně vodní páry znamená méně izolace. Atmosféra zadržuje méně tepla, takže rychleji uniká do vesmíru.
To má za následek prudký pokles teploty po západu slunce. Cítíte to okamžitě.
