Perihelis: kas tai ir kaip veikia Žemės orbitą bei metų laikus
Sužinokite, kas yra perihelis ir kaip jis veikia Žemės orbitą bei metų laikus: perihelio datos, atstumų skirtumai ir kodėl metų kaitą lemia Žemės ašies posvyris.
Perihelis – tai planetos, asteroido ar kometos orbitos taškas, esantis arčiausiai Saulės. Jis yra priešingas afeliui, kuris žymi tolimiausią nuo Saulės tašką. Perihelis yra konkretus orbitalinio judėjimo momentas: objektas orbitoje praeina per vietą, kurioje atstumas iki Saulės yra mažiausias.
Etymologija ir sąvokos
Žodis perihelis kilęs iš graikų kalbos žodžių „peri“ (arti) ir „Helios“ (Saulė). Panašios formos terminai naudojami ir kitoms sistemoms: perigėjas reiškia artimiausią tašką orbitoje aplink Žemę, o bendresnė sąvoka – periapsis – nurodo artimiausią tašką aplink bet kurį centrinį kūną.
Orbitų forma, ekscentricitetas ir perihelio reikšmė
Visos Saulės sistemos planetos, kometos ir asteroidai dažniausiai juda laikais artima elipsės formos orbita. Dėl to kiekviena orbita turi savo perihelį ir afelį. Orbitos savybės – ypač ekscentricitetas (išsikrypimas nuo idealiai apskritos formos) – lemia, kiek arti ar toli objektas pakyla nuo Saulės. Žemės orbitos ekscentricitetas yra nedidelis (~0,0167), todėl atstumo tarp perihelio ir afelio skirtumas nėra didelis.
Orbitos trajektorija nėra tiksliai uždara elipsė dėl įvairių poveikių; perihelio padėtis pamažu keičiasi vadinamuoju perihelio precesija. Kai kurių objektų – ypač artimų Saulės, kaip Merkurijaus – perihelio precesija tapo reikšmingu fizikos testu: Merkurijaus perihelio sukinys buvo vienas iš ankstyvųjų įrodymų, patvirtinusių Einšteino reliatyvumo teoriją. Perihelio ir kitų orbitinių parametrų ilgalaikiai pokyčiai prisideda prie Milankovičiaus ciklų, kurie daro įtaką Žemės klimato kaitai per dešimtis ir šimtus tūkstančių metų.
Kaip perihelis veikia Saulės spinduliuotę ir klimato sąlygas
Žemė kasmet arčiausiai Saulės priartėja maždaug apie sausio 3 d., o toliausiai nutolsta apie liepos 4 d. Sausio pradžioje Žemės atstumas iki Saulės yra apie 91,4 mln. mylių (147,1 mln. km), o liepos pradžioje – apie 94,5 mln. mylių (152 mln. km). Atstumo skirtumas tarp perihelio ir afelio yra maždaug 3,1 mln. mylių (5 mln. km).
Dėl atstumo skirtumo kinta gaunama Saulės spinduliuotė: artimesniame perihelio taške Žemė gauna daugiau saulės energijos nei afelio taške. Pagal atstumo kvadrato dėsnį skirtumas saulės energijos sraute yra maždaug 6–7 % (perihelio metu daugiau), todėl metinis vidutinis insoliuotumas Žemėje svyruoja apie šią reikšmę.
Ar perihelis lemia metų laikus?
Nors įtakos yra, Žemės metų laikų pagrindinė priežastis nėra atstumas iki Saulės, o Žemės ašies posvyris. Žemės ašies posvyris apie 23,5 laipsnio reiškia, kad skirtingais metų laikais skirtingas pusrutulis yra pasuktas arčiau arba toliau nuo Saulės, todėl saulės spinduliai krinta tiesiau arba skersiau ir dėl to keičiasi dienos ilgis bei energijos tankis.
Dėl to gruodį ir sausį, kai pasaulis yra arti perihelio, šiauriniame pusrutulyje paprastai būna žiema, o pietiniame – vasara. Kadangi perihelis sutampa su pietų pusrutulio vasara, pietų vasaros paprastai šiek tiek intensyvesnės (didesnė saulės radiacija), tačiau pietų pusrutulis turi daugiau vandenynų, o vanduo turi didelę šiluminę talpą, todėl temperatūriniai skirtumai tarp pusrutulių yra mažesni nei būtų tik pagal saulės artumą. Taigi metų laikų kaita daugiausia priklauso nuo ašies posvyrio ir sezoninės Saulės šviesos kampo bei dienos ilgio pokyčių, o ne nuo to, ar Žemė šiek tiek arčiau ar toliau nuo Saulės.
Perihelio reikšmė kitoms Saulės sistemos kūnams
- Kometoms perihelis dažnai yra momentas, kai jos aktyviausios: šildomos nuo Saulės jos išskiria dujas ir dulkių, formuodamos ilgą uodegą.
- Asteroidams ir planetoms didesnis ekscentricitetas lemia didesnius temperatūros ir spinduliuotės svyravimus per orbitą.
- Perihelio precesija – ilgalaikis perihelio padėties poslinkis – kartu su kitais orbitiniais pokyčiais įtakoja klimato varijacijas (Milankovičiaus ciklus) ir kartais atlieka svarbų vaidmenį astronomijos bei fizikos tyrimuose (pvz., Merkurijaus atveju).
Santrauka: perihelis – tai artimiausias taškas objekto orbitoje prie Saulės. Nors perihelio ir afelio skirtumas daro matomą poveikį Saulės spinduliuotės kiekiui (apie 6–7 % skirtumas Žemėje), jis nėra pagrindinė metų laikų priežastis. Metų laikus lemia Žemės ašies posvyris, o perihelio ir kitų orbitinių parametrų ilgalaikiai pokyčiai prisideda prie ilgo laikotarpio klimato svyravimų.
1. Planeta afelyje 2. Planeta perihelyje 3. Saulė
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra perihelis?
A: Perihelis - tai planetos, asteroido ar kometos orbitos taškas, esantis arčiausiai Saulės. Jis yra priešingas afeliui, kuris yra toliausiai nuo Saulės nutolęs taškas.
K: Ką reiškia "peri"?
A: Peri yra kilęs iš graikų kalbos ir reiškia "arti".
K: Ką reiškia "Helios"?
A: "Helios" reiškia graikų saulės dievą.
K: Kuo orbitos skiriasi nuo apskritimų?
A: Orbitos yra apytiksliai elipsės (tam tikros rūšies ne apskritimo formos), o apskritimai yra uždaros kreivės, pavyzdžiui, elipsė.
K: Kada Žemė būna arčiausiai Saulės?
A: Žemė kasmet būna arčiausiai Saulės apie sausio 3 d.
Toliausiai nuo Saulės ji nutolsta kasmet apie liepos 4 d.
K: Koks atstumo skirtumas tarp artimiausio ir tolimiausio Žemės taško nuo Saulės? A: Atstumo skirtumas tarp artimiausio Žemės taško prie Saulės sausio mėn. ir tolimiausio taško nuo Saulės liepos mėn. yra 3,1 mln. mylių (5 mln. km).
K: Ar dėl Žemės atstumo nuo Saulės keičiasi metų laikai? Atsakymas: Ne, metų laikai Žemėje keičiasi daugiausia dėl to, kad Žemės ašis nesisuka tiksliai vertikaliai mūsų pasaulio orbitos aplink Saulę plokštumos atžvilgiu, o ne dėl atstumo tarp Žemės ir Saulės skirtumų.
Ieškoti