Почему зимой холодно, а летом тепло?

«Почему летом жарко, а зимой холодно?» — этот вопрос задают как дошколята, так и школьники. Казалось бы, ну в чем сложность: наклон оси, вращение земли, Солнце... Но когда пытаешься объяснить ребенку, начинаешь путаться сам.

Ответ на вопрос: причина в угле наклона оси Земли

• Наша планета Земля движется вокруг Солнца, а сама земная ось расположена под углом к плоскости этого движения. 
• Вокруг Солнца Земля вращается по эллиптической орбите, близкой к круговой, со скоростью около 107 000 км/час в направлении с запада на восток.
• Среднее расстояние к Солнцу 149 598 тыс. км
• Из-за эллиптической формы орбиты расстояние между Землей и Солнцем разнится. Ближайшая на орбите точка к Солнцу называется перигелий – в этот момент до звезды примерно 147 млн километров.
• Самая дальняя носит название "афелий" – 152 млн км. 3% разницы в расстоянии приводят к примерно 7% разницы в количестве солнечной энергии, которую Земля получает в момент нахождения в этих местах орбиты.

Но главное, что изменяется не расстояние, а угол падения солнечных лучей на поверхность, — потому и существуют времена года. Ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°.

Ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°. Соответственно, плоскость экватора образует угол 23,44° с плоскостью эклиптики. Если бы не этот наклон, то день и ночь в любом месте Земли были бы одинаковыми по продолжительности, а днем Солнце в течение всего года поднималось бы на одну высоту. 

3 географических причины смены времен года

1. Сезонные изменения продолжительности светлого времени суток: летом дни длинные, а ночи короткие; зимой их соотношение меняется на обратное.
2. Сезонные изменения высоты полуденного стояния Солнца над горизонтом. Летом в умеренных широтах в полдень Солнце находится ближе к зениту, чем зимой, и, следовательно, одинаковое количество солнечной радиации летом распределяется на меньшей площади земной поверхности.
3. Сезонные изменения длины пути прохождения солнечных лучей в атмосфере влияют на степень их поглощения. Находящееся низко над горизонтом Солнце дает меньше тепла и света, чем Солнце, расположенное высоко, ближе к зениту, поскольку солнечные лучи в первом случае преодолевают более мощный слой атмосферы.

Экватор не отдаляется от Солнца, там нет зимы и лета?

Да. На экваторе нет времен года, потому что он всегда находится на одном — и близком — расстоянии от Солнца. В течение календарного года солнечные лучи на экваторе падают на землю отвесно (под прямым углом), хорошо прогревая поверхность и воздух над ней. По сути, там всегда лето. А чем ближе к экватору, тем длиннее лето и короче зима.