Vzdálenost Slunce - Země a roční období

Co vlastně způsobuje roční období a jak budou vypadat roční období v daleké budoucnosti? (délka blogu ca. 5 min.) 

Na vzdálenosti … záleží

Roční období se střídají na všech planetách. Na některých jsou výraznější, na jiných méně. Na první pohled by se mohlo zdát, že za změny může dráha planet. Ty se totiž v naprosté většině případů nepohybují kolem své centrální hvězdy po eliptické dráze. Planety mají většinou dráhy oválné. 

Když je planeta Slunci nejblíže, mělo by na ní panovat léto. Vždyť intenzita záření, které planetu ohřívá, klesá s druhou mocninou vzdálenosti. 

Vzdálenost od centrální hvězdy má na roční období skutečně určitý vliv - je ale jiný, než by se na první pohled zdálo. Ovlivňuje totiž jejich délku. Čím vzdálenější je planeta, tím delší je její oběžná dráha a pomalejší rychlost, kterou se po ní pohybuje. Jaro, léto, podzim i zima na Saturnu například trvají téměř osm pozemských roků. 

Případ Země

Průměrná vzdálenost mezi Sluncem a Zemí je 149,6 milionů kilometrů. Naše planeta se ovšem Sluneční soustavou pohybuje po eliptické dráze - a tak vzdálenost mezi Sluncem a Zemí v průběhu roku kolísá. V nejbližším bodu ke Slunci, tzv. perihéliu, je Země vzdálená 147,1 milionů kilometrů. V aféliu, nejvzdálenějším bodě své dráhy, je to celých 152,1 milionů kilometrů. Jak se projevuje rozdíl 5 000 000 km na ročních obdobích?

Jak bylo popsáno výše - čím blíže jsme Slunci, tím více tepelné energie se k nám dostane. Intenzita jeho záření totiž klesá se vzdáleností. 

Je ale zajímavé, že se Země nejvíce přibližuje Slunci, když máme na severní polokouli zimu. Zároveň Země na své oběžné dráze kolem Slunce projde začátkem července nejvzdálenějším bodem - a v našich zeměpisných šířkách je přitom léto. Sezónní teplotní rozdíly tedy zjevně nemají se vzdáleností Země - Slunce nic společného.

Na sklonu rotační osy planety … záleží ještě více

Pokud je tedy vliv okamžité vzdálenosti od Slunce na střídání ročních období nepatrný - co je způsobuje? 

Rozdíly mezi ročními obdobími jsou tím větší, čím více je osa planety skloněna k rovině její oběžné dráhy kolem Slunce. Jinými slovy - čím “nedokonalejší” je symetrie, tím větší je vliv na průběh ročních období. 

Případ Země

Také Země, podobně jako mnohé jiné planety, má svou rotační osu vzhledem k oběžné dráze posazenou “nakřivo”. Sezónní změny probíhají na obou polokoulích. 

Největšího sklonu směrem ke Slunci dosáhne rotační osa na naší (severní) polokouli v červnu. Tehdy dostává severní polokoule více slunečního světla a je jím ohřívána více - začíná léto. 

V prosinci je sice úhel zemské osy k rovině její oběžné dráhy stejný, ale Země se přitom nachází na opačné straně své oběžné dráhy. Severní polokoule je v tomto období od Slunce odvrácena - a začíná na ní zima. 

Opačná situace nastává samozřejmě na jižní polokouli, která je v tu dobu ke Slunci přikloněná a užívá si léta. 

Zároveň je zajímavé, že jsou roční období patrná pouze v mírných a vysokých zeměpisných šířkách, zatímco v tropech se prakticky nevyskytují.

Proč je vlastně v zimě zima a v létě teplo?

Mohou za to dva faktory. Jedním je výška Slunce nad obzorem, druhým je délka dne. 

Stejné množství záření, které v létě ohřívá jeden metr čtvereční, musí v zimě ohřívat v naší zeměpisné šířce 3x větší plochu. Spolu s výrazně zkrácenou délkou dne není divu, že v zimě je chladněji než v létě. Navíc se Země může během dlouhých zimních nocí ochladit více než během krátkých letních nocí.   

Vzdalujeme se od Slunce

Jak bude vypadat střídání ročních období v daleké budoucnosti? Zdá se, že pokud nedojde k nějaké katastrofě, která by změnila sklon osy planety nebo ji připravila o veškerou atmosféru, zůstanou roční období zachována. 

Zajímavé je, že Země se od Slunce neustále vzdaluje. Každým rokem roste naše vzdálenost od centrální hvězdy o 15 cm. Tyto změny jsou minimální, sčítají se ale a za miliony nebo desítky a stovky milionů roků budou znatelné. Země bude od Slunce dále, zatímco se sníží také její rychlost, kterou se bude pohybovat po své oběžné dráze. Roční období budou trvat déle. Pevniny a moře se tedy budou moci déle ochlazovat a zahřívat, což bude mít možná dokonce vliv na lokální podnebí. Věčné změny na naší planetě nakonec ukončí samo Slunce, které se změní v rudého obra. Teplota na Zemi stoupne natolik, že se stane nevhodnou pro život - respektive pro život přímo na jejím povrchu. Jaro, léto, podzim a zima pak nahradí jediné roční období - výheň.