science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe de kanteling van de aarde zorgt voor korte, koude januaridagen

De zon komt op in Midland, Michigan, kort na 8 uur op 13 januari 2017. Credit:Christian Collins/Flickr, CC BY-SA

Boven de evenaar begint de winter officieel in december. Maar in veel gebieden is januari het moment waarop het echt vat krijgt. Atmosferische wetenschapper Deanna verklaart daarom de weers- en klimaatfactoren die samen zorgen voor winterse omstandigheden rond de jaarwisseling.

Hoe beïnvloedt de baan van de aarde ons daglicht en onze temperaturen?

Terwijl de aarde om de zon draait, draait ze rond een as - stel je een stok voor die door de aarde gaat, van de noordpool naar de zuidpool. Gedurende de 24 uur die de aarde nodig heeft om eenmaal om haar as te draaien, is elk punt op het oppervlak een deel van de tijd naar de zon gericht en een deel van de tijd ervan weg. Dit veroorzaakt dagelijkse veranderingen in zonlicht en temperatuur.

Er zijn nog twee andere belangrijke factoren:ten eerste is de aarde rond, hoewel het geen perfecte bol is. Ten tweede is zijn as ongeveer 23,5 graden gekanteld ten opzichte van zijn baan rond de zon. Als gevolg hiervan valt het licht direct op de evenaar, maar valt het onder een hoek op de Noord- en Zuidpool.

Als een van de polen meer naar de zon wijst dan de andere pool, krijgt die helft van de planeet meer zonlicht dan de andere helft, en is het zomer op dat halfrond. Als die pool van de zon weg kantelt, krijgt die helft van de aarde minder zonlicht en is het daar winter.

Seizoensveranderingen zijn het meest dramatisch aan de polen, waar de veranderingen in licht het meest extreem zijn. Tijdens de zomer ontvangt een paal 24 uur zonlicht en gaat de zon nooit onder. In de winter komt de zon helemaal niet op.

Op de evenaar, die constant direct zonlicht krijgt, is er het hele jaar door weinig verandering in daglengte of temperatuur. Mensen die op hoge en middelhoge breedtegraden wonen, dichter bij de polen, kunnen heel andere ideeën over seizoenen hebben dan mensen in de tropen.

Terwijl de aarde om de zon draait, valt zonlicht onder verschillende hoeken op het oppervlak vanwege de kanteling van de planeet. Zo ontstaan ​​seizoenen.

Er is een oud gezegde:"Naarmate de dagen lengen, wordt de kou sterker." Waarom wordt het in januari vaak kouder, ook al wordt het daglicht?

Het hangt af van waar u zich in de wereld bevindt en waar uw lucht vandaan komt.

Het aardoppervlak absorbeert voortdurend energie van de zon en slaat deze op als warmte. Het straalt ook warmte terug in de ruimte. Of het oppervlak opwarmt of afkoelt, hangt af van de balans tussen hoeveel zonnestraling de planeet absorbeert en hoeveel het uitstraalt.

Maar het aardoppervlak is niet uniform. Land warmt en koelt doorgaans veel sneller op dan water. Water heeft meer energie nodig om de temperatuur te verhogen en te verlagen, waardoor het langzamer opwarmt en afkoelt. Vanwege dit verschil is water een beter warmtereservoir dan land, vooral grote watermassa's, zoals oceanen. Daarom zien we vaak grotere schommelingen tussen warm en koud in het binnenland dan in kustgebieden.

Hoe verder u naar het noorden woont, hoe langer het duurt voordat de hoeveelheid en intensiteit van het daglicht in het midden van de winter aanzienlijk begint toe te nemen, aangezien uw locatie van de zon weghelft. In de tussentijd blijven die gebieden die weinig zonlicht krijgen warmte uitstralen naar de ruimte. Zolang ze minder zonlicht ontvangen dan de warmte die ze afgeven, zullen ze steeds kouder worden. Dit geldt vooral over land, dat veel gemakkelijker warmte verliest dan water.

Terwijl de aarde draait, circuleert lucht eromheen in de atmosfeer. Als de lucht die uw gebied binnenkomt grotendeels afkomstig is van plaatsen zoals het noordpoolgebied die in de winter niet veel zon krijgen, kunt u lange tijd te maken krijgen met bitter koude lucht. Dat gebeurt in de Great Plains en Midwest wanneer koude lucht vanuit Canada naar beneden komt.

Deze satellietweergave legt de vier seizoenen vast. Op de equinoxen, 20 maart en 20 september, is de lijn tussen dag en nacht een rechte noord-zuidlijn en lijkt de zon recht boven de evenaar te staan. De aardas is van de zon weg gekanteld tijdens de zonnewende van december en in de richting van de zon tijdens de zonnewende van juni, en verspreidt meer en minder licht op elk halfrond. Bij de equinoxen staat de helling haaks op de zon en wordt het licht gelijkmatig verspreid.

Maar als uw lucht een waterlichaam tegenkomt dat het hele jaar door een meer gelijkmatige temperatuur houdt, kunnen deze schommelingen aanzienlijk worden geëgaliseerd. Seattle ligt benedenwinds van een oceaan, daarom is het in de winter vele graden warmer dan Boston, ook al ligt het verder naar het noorden dan Boston.

Hoe snel verliezen we daglicht vóór de zonnewende en krijgen we het daarna weer terug?

Dit is sterk afhankelijk van uw locatie. Hoe dichter je bij een van de polen bent, hoe sneller het daglicht verandert. Daarom kan Alaska van nauwelijks daglicht in de winter naar nauwelijks duisternis in de zomer gaan.

Zelfs voor een bepaalde locatie is de verandering niet constant door het jaar heen. De snelheid van verandering in daglicht is het langzaamst bij de zonnewendes - december in de winter, juni in de zomer - en het snelst bij de equinoxen, half maart en half september. Deze verandering vindt plaats wanneer het gebied op aarde dat direct zonlicht ontvangt, schommelt van 23,5 noorderbreedte - ongeveer zo ver ten noorden van de evenaar als Miami - naar 23,5 zuiderbreedte, ongeveer net zo ver ten zuiden van de evenaar als Asunción, Paraguay.

Wat gebeurt er op dit moment aan de andere kant van de planeet?

Wat daglicht betreft, zien mensen aan de andere kant van de planeet precies het tegenovergestelde van wat wij zien. Op dit moment zijn ze op het hoogtepunt van hun zomer en genieten ze van de grootste hoeveelheden daglicht die ze dit jaar zullen krijgen. Ik doe onderzoek naar Argentijnse hagelstormen en tropische cyclonen in de Indische Oceaan, en beide stormseizoenen bij warm weer zijn nu goed op hun hoogtepunt.

Maar er is een belangrijk verschil:het zuidelijk halfrond heeft veel minder land en veel meer water dan het noordelijk halfrond. Dankzij de invloed van de zuidelijke oceanen hebben landmassa's op het zuidelijk halfrond doorgaans minder zeer extreme temperaturen dan land op het noordelijk halfrond.

Dus hoewel een plek aan de andere kant van de planeet vanaf uw locatie nu precies evenveel zonlicht kan ontvangen als uw gebied in de zomer, kan het weer daar anders zijn dan de zomerse omstandigheden die u gewend bent. Maar het kan nog steeds leuk zijn om je een warme zomerbries voor te stellen aan de andere kant van de aarde, vooral in een besneeuwde januari.