Země je nejblíže Slunci a je zima (?)
Zajímavý dotaz jsem dnes ráno odpovídal v rámci svých klimatologických aktivit. Tázající chtěl vysvětlit proč je u nás zima, když je Země nejblíže Slunci a ptal se, zda lze srovnat teploty na jižní a severní polokouli ve stejných sezónách a na protilehlých místech zemského globu.
Odpověď je zdánlivě jednoduchá, ale ve svých souvislostech hodně komplikovaná. Nejprve zůstaňme, pro jednoduchost, na horní hranici atmosféry, kde známe hodnoty tzv. solární konstanty. Ta nám popisuje intensitu slunečního záření dopadajícího na horní hranici atmosféry, ale při střední vzdálenosti Země od Slunce. Její hodnota je stanovena na 1367 W/m2, dnes je měřená z družic s vysokou přesností a je známo, že se pohybuje od 1365 do 1367 W/m2. Skutečné množství sluneční energie v průběhu roku kolísá v závislosti na vzdálenosti Země od Slunce (a tedy je nejvyšší je-li Země v perihéliu, tzv. přísluní a nejnižší v aféliu). Rozdíl těchto dvou vzdáleností je cca 5 mil. km, což se zdá být hodně, ale jsou to cca jen 3% celkové vzdálenosti. V této nejbližší vzdálenosti se Země nachází cca 2 týdny po zimním slunovratu (a tedy začátkem ledna), kdy se na severní polokouli rozbíhá, a někdy i vrcholí, zima. Je tedy vidět, že na přízemní teploty a jejich rozložení v čase (v průběhu roku) a prostoru (u zemského povrchu) mají podstatně výraznější vliv jiné okolnosti než vzdálenost od Slunce a množství energie dopadající na horní hranici atmosféry. Je jich několik (a určitě na některé zapomenu):
1. Sklon zemské osy způsobuje, že severní polokoule je v zimě odkloněna od Slunce a jižní je zároveň (tady v létě) přikloněna. Důležitější než vzdálenost je tedy úhel dopadu a z toho vyplývající doba, po kterou je konkrétní místo na zemi natočeno směrem ke Slunci (délka dne). A ta je v době odklonění příslušné polokoule od Slunce nejkratší.
2. Přízemnější vliv na teplotu má v globálním zemském pohledu rozložení pevnin a oceánů. Teplota nad pevninou je v létě vyšší a v zimě nižší než teplota nad oceánem (v případě teoreticky stejných podmínek). Na severní polokouli je větší podíl pevniny než na jižní a platí tedy, že by mělo být léto na severní polokouli teplejší než léto na jižní a zima na severní polokouli chladnější než na jižní (což však neplatí, porovnáme-li jen polární oblasti obou polokoulí). Srovnávat teploty "protilehlých" oblastí na zeměkouli není rozumné, protože (odhaduji) 90% těchto protilehlých oblastí bude na jiném typu povrchu (pevnina x oceán). Protilehlé dny v kalendáři lze hodnotit jen pro celou polokouli a srovnat např. průměrnou teplotu prosince až února na severní polokouli a června až srpna na jižní polokouli.
Zdroj: http://www.bom.gov.au/cgi-bin/climate/change/global/averagemaps.cgi
Je vidět, že zima na severní polokouli je viditelně chladnější, než zima na polokouli jižní, ale léto je na severní polokouli teplejší pravděpodobně jen zásluhou rozehřáté severní Afriky.
3. Dalším výrazným parametrem jsou mořské proudy, například pro Evropu známý vliv proudu Golfského. Podívejte se na mapu severní Ameriky a srovnejte, co se tam nachází na stejné zeměpisné šířce jakou má Praha nebo Řím. Je to docela zajímavé a poučné :-)
4. A nelze samozřejmě zapomínat na vliv reliéfu (sklon a výška), kontinentalitu (vzdálenost od oceánu) nebo tzv. land use (volná krajina, zemědělské plochy, městské aglomerace).
Zkrátka a dobře - vzdálenost od Slunce je až to poslední, co má na rozložení teplot na zemi nějaký zásadní vliv.
Odpověď je zdánlivě jednoduchá, ale ve svých souvislostech hodně komplikovaná. Nejprve zůstaňme, pro jednoduchost, na horní hranici atmosféry, kde známe hodnoty tzv. solární konstanty. Ta nám popisuje intensitu slunečního záření dopadajícího na horní hranici atmosféry, ale při střední vzdálenosti Země od Slunce. Její hodnota je stanovena na 1367 W/m2, dnes je měřená z družic s vysokou přesností a je známo, že se pohybuje od 1365 do 1367 W/m2. Skutečné množství sluneční energie v průběhu roku kolísá v závislosti na vzdálenosti Země od Slunce (a tedy je nejvyšší je-li Země v perihéliu, tzv. přísluní a nejnižší v aféliu). Rozdíl těchto dvou vzdáleností je cca 5 mil. km, což se zdá být hodně, ale jsou to cca jen 3% celkové vzdálenosti. V této nejbližší vzdálenosti se Země nachází cca 2 týdny po zimním slunovratu (a tedy začátkem ledna), kdy se na severní polokouli rozbíhá, a někdy i vrcholí, zima. Je tedy vidět, že na přízemní teploty a jejich rozložení v čase (v průběhu roku) a prostoru (u zemského povrchu) mají podstatně výraznější vliv jiné okolnosti než vzdálenost od Slunce a množství energie dopadající na horní hranici atmosféry. Je jich několik (a určitě na některé zapomenu):
1. Sklon zemské osy způsobuje, že severní polokoule je v zimě odkloněna od Slunce a jižní je zároveň (tady v létě) přikloněna. Důležitější než vzdálenost je tedy úhel dopadu a z toho vyplývající doba, po kterou je konkrétní místo na zemi natočeno směrem ke Slunci (délka dne). A ta je v době odklonění příslušné polokoule od Slunce nejkratší.
2. Přízemnější vliv na teplotu má v globálním zemském pohledu rozložení pevnin a oceánů. Teplota nad pevninou je v létě vyšší a v zimě nižší než teplota nad oceánem (v případě teoreticky stejných podmínek). Na severní polokouli je větší podíl pevniny než na jižní a platí tedy, že by mělo být léto na severní polokouli teplejší než léto na jižní a zima na severní polokouli chladnější než na jižní (což však neplatí, porovnáme-li jen polární oblasti obou polokoulí). Srovnávat teploty "protilehlých" oblastí na zeměkouli není rozumné, protože (odhaduji) 90% těchto protilehlých oblastí bude na jiném typu povrchu (pevnina x oceán). Protilehlé dny v kalendáři lze hodnotit jen pro celou polokouli a srovnat např. průměrnou teplotu prosince až února na severní polokouli a června až srpna na jižní polokouli.
Zima
Léto
Zdroj: http://www.bom.gov.au/cgi-bin/climate/change/global/averagemaps.cgi
Je vidět, že zima na severní polokouli je viditelně chladnější, než zima na polokouli jižní, ale léto je na severní polokouli teplejší pravděpodobně jen zásluhou rozehřáté severní Afriky.
3. Dalším výrazným parametrem jsou mořské proudy, například pro Evropu známý vliv proudu Golfského. Podívejte se na mapu severní Ameriky a srovnejte, co se tam nachází na stejné zeměpisné šířce jakou má Praha nebo Řím. Je to docela zajímavé a poučné :-)
4. A nelze samozřejmě zapomínat na vliv reliéfu (sklon a výška), kontinentalitu (vzdálenost od oceánu) nebo tzv. land use (volná krajina, zemědělské plochy, městské aglomerace).
Zkrátka a dobře - vzdálenost od Slunce je až to poslední, co má na rozložení teplot na zemi nějaký zásadní vliv.