فصل چیست؟ – و چگونگی پیدایش آن ها

طبق تغییرات آب و هوایی کره ی زمین سال را به چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان تقسیم بندی می کنند. تغییر طول روز، تغییر دما و شدت تابش خورشید، عوامل به وجود آورنده ی فصل ها هستند. اولین بار به پیدایش فصل ها در کتاب علوم پایه دوم اشاره شده است. در این مقاله ی نشریه جهان شیمی فیزیک به این موضوع می پردازیم.

فصل چیست؟

فصل ها به ترتیب به دنبال هم می آیند و از الگوی خاصی از نور و دما پیروی می کنند. شروع زمستان یا انقلاب زمستانی که مصادف با بلند ترین شب سال است، در نیمکره ی شمالی از اول دی ماه یا آخر آذر شروع می شود. انقلاب تابستانی یا بلند ترین روز سال هم، مصادف با سی یا سی و یکم خرداد است. در فصل پاییز و فصل بهار مدت زمان روز و شب با یکدیگر برابر است. در واقع فصول به دلیل انحراف زمین به وجود می آیند که در نتیجه ی این انحراف به نقاط مختلف کره ی زمین، میزان متفاوتی نور می تابد.

در کشور های نیمکره ی جنوبی زمین مثل نیوزیلند و پاراگوئه، قضیه بر عکس نیمکره ی شمالی است. یعنی زمستان یا انقلاب زمستانی، در اواخر خرداد (سی یا سی و یکم) آغاز می شود. همچنین طولانی ترین روز سال یا انقلاب تابستانی اول دی یا آخر آذر ماه است.

عوامل تغییر فصل ها

دو عاملی که موجب تغییر فصل ها می شوند شامل حرکت انتقالی زمین و چرخش محوری آن است. زمین به دور محوری که خط فرضی آن از قطب شمال تا قطب جنوب کشیده شده است می چرخد. محور زمین ۲۳.۵ درجه انحراف دارد و همیشه در همان جهت ثابت می چرخد. همه ی قسمت های کره ی زمین تنوع فصلی دارند ولی برخی قسمت ها به طور مشخص، چهار فصل متمایز ندارند. به طوری که هر چه از مدار استوا به قطبین نزدیک می شویم روزها طولانی می شوند و در این نقاط دمای هوا در تابستان کمتر از زمستان است.

اعتدال بهاری و اعتدال پاییزی چیست

در تاریخ یک مهر ماه و یک فروردین انحراف زمین بر میزان تابش نور خورشید به هر یک از نیمکره های شمالی و جنوبی تاثیری ندارد و به یک میزان نور، به هر دو نقطه می رسد. طول شب و روز با هم مساوی بوده و ۱۲ ساعت است. این دو روز اعتدال بهاری و اعتدال پاییزی نامیده می شوند. مثلا اگر در نیمکره ی شمالی اعتدال پاییزی برقرار شود در نیمکره ی دیگر یعنی جنوبی، اعتدال بهاری برقرار خواهد بود.

انقلاب زمستانی و انقلاب تابستانی چیست

۲۳.۵ درجه بیشترین میزان تمایل قطبین به خورشید است. در اول تیرماه قطب شمال به این اندازه (۲۳.۵ درجه) به خورشید تمایل دارد که در نتیجه ی آن نور خورشید فقط به برخی مناطق قطب شمال به صورت عمود می تابد. این روز از هر روز دیگری در نیمکره ی شمالی طولانی تر بوده و انقلاب تابستانی نامیده می شود. در اول دی ماه نور خورشید به هیچ نقطه ای از نیمکره ی شمالی عمود نمی تابد و این نیمکره به اندازه ی ۲۳.۵ درجه از خورشید دور است. بنابراین اول دی کوتاه ترین روز نیمکره ی شمالی بوده و انقلاب زمستانی نامیده می شود. زمانی که در نیمکره ی شمالی انقلاب تابستانی باشد در نیمکره ی جنوبی انقلاب زمستانی است و بالعکس.

عواملی که باعث کج شدن محور زمین می شوند

علت کج شدن محور زمین به گذشته بر می گردد، که جسم بزرگی (Theia) به زمین برخورد کرده و محور آن را کج کرده است که امروز تبدیل به ماه شده است. برخوردش به زمین، سوراخی بزرگ در سطح آن ایجاد کرده و گرد و غبار و آوار ایجاد شده در نتیجه ی اين برخورد به هم پیوسته و ماه را تشکیل داده است. محور زمین همیشه در یک جهت قرار دارد بنابراین در طول سال، خورشید نور خود را مستقیما به مناطق مختلف می تاباند. درنزدیکی خرداد ماه قطب شمال و در دی ماه، قطب جنوب به خورشید تمایل پیدا می کنند.

پیامد های تغییرات فصل

با تغییر فصول هوا سرد تر یا گرم تر می شود، برگ های گیاهان می ریزند و پژمرده می شوند، یخ ها آب می شوند، سطح آب دریاچه ها تغییر می کند، بنا به تغییرات جو میزان بارندگی کم و زیاد می شود. به طبع این تغییرات بر پوشش گیاهی زمین و منابع غذایی انسان و سایر موجودات زنده تاثیر می گذارد. برای مثال به دلیل این تغییرات برخی حیوانات مجبور به کوچ می شوند یا به خواب زمستانی فرو می روند. در نتیجه این تغییرات، بر زندگی انسان ها و سایر موجودات تاثیرات مستقیم و غیر مستقیم می گذارد.

وضعیت فصل ها در سیارات دیگر

در سیارات دیگر طول فصول با کره ی زمین متفاوت است. مثلا در سیارات زهره یا ونوس در هر فصل، ۵۵ تا ۵۸ روز است یا در مریخ فصل هر ۶ ماه یک بار تغییر می کند. در سیاره مریخ تابستان ۱۹۹روزه و زمستان ۱۴۶ روزه است. در زحل فصل ها حدودا هر ۷ سال و در سیاره ی نپتون هر ۴۰ سال یک بار عوض می شوند.

زاویه ی تابش خورشید در روزهای مختلف سال

وقتی راجع به زاویه ی تابش خورشید حرف می زنیم، منظورمان زاویه ی تابشش بر سطح افق است. مثلا در هنگام ظهر یک تاریخ خاص در مدار استوا، خورشید کاملا عمودی به زمین می تابد، یعنی در این هنگام خورشید دقیقا در بالای سرمان واقع است.

تفاوت افزایش و کاهش روزها

در اول بهار طول شبانه روز با هم برابر است یعنی شب و روز هر کدام ۱۲ ساعت هستند، ولی رفته رفته تا اویل تابستان که طول روز به بیشترین حد خودش می رسد، طول روز ها زیاد تر شده و به طبع طول شب کم تر می شود. بعد از آن طول روزها کاهش پیدا کرده و تا اول دی ماه به کمترین حد خود می رسد. بسته به این که چه موقع از سال است و عرض جغرافیایی چیست، طول هر روز و شب، با شبانه روز بعدی فرق دارد.

چرا بهار و تابستان از پاییز و زمستان گرم تر است

چون در بهار وتابستان طول روز از پاییز و زمستان بیشتر است، زمین مدت زمان بیشتری در معرض تابش خورشید قرار می گیرد، در نتیجه گرم تر می شود. هر چه به اول تابستان نزدیک می شویم طول روزها بیشتر می شود و هر چه به اوایل زمستان نزدیک می شویم روزها کوتاه تر می شود. عامل دوم زاویه ی تابش خورشید است که در فصول بهار و تابستان خورشید به صورتی عمودی به سطح زمین می تابد و در نتیجه ی این تابش، نور از طبقات کمتری از جو عبور کرده و میزان گرمای بیشتری به زمین می رسد.

چرا بهار از تابستان سرد تر و پاییز از زمستان گرم تر است

در اوایل بهار که هوا کمی ملایم تر است و اثر سرمای زمستان حس می شود، ولی در تابستان هوا به اندازه ی کافی گرم شده است. در مورد پاییز و زمستان هم، این مسئله صدق می کند یعنی در اوایل پاییز هنوز اثر گرمای تابستان کامل از بین نرفته است ولی در فصل زمستان هوا به اندازه ی کافی سرد است. در اول تابستان روز ها رفته رفته کوتاه تر می شوند، بنابراین دمای هوا در تیر ماه بیشتر از دمای آن در شهریور ماه است. در اسفند ماه هم هوا کم کم  رو به گرم شدن می رود و با رسیدن تابستان دوباره این چرخه تکرار می شود.

نام فصل های سال به ترتیب

نام فصل های سال به ترتیب عبارتند از بهار، تابستان، پاییز و زمستان. فصل به آب و هوا به شرایط جوی کوتاه مدت در یک منطقه خاص اشاره دارد که شامل عناصری مانند دما، رطوبت، سرعت باد و بارش است. از سوی دیگر، آب و هوا الگوی بلندمدت شرایط آب و هوایی در یک منطقه خاص است. آن را به عنوان میانگین آب و هوا در یک دوره ۳۰ ساله یا بیشتر در نظر بگیرید. به همین دلیل است که ما در آلاسکا در طول زمستان برف و در هاوایی آفتاب در تمام طول سال انتظار داریم. فصل ها دوره هایی از سال هستند که با شرایط آب و هوایی خاص ناشی از تغییر موقعیت زمین نسبت به خورشید مشخص می شوند.

به عنوان مثال، وقتی در یک نیمکره زمین (مثلاً شمالی) تابستان است، آن قسمت به سمت خورشید متمایل می‌شود که نور خورشید بیشتری دریافت می‌کند و در نتیجه دماهای گرم‌تر می‌شود. برعکس، در نیمکره مخالف (جنوبی) زمستان است، زیرا از خورشید کج شده است که منجر به سردتر شدن دما می شود.

اما فصول فقط مربوط به تغییرات دما نیستند. آنها همچنین بر ساعات نور روز و چرخه زندگی گیاهان تأثیر می گذارند. آیا تا به حال متوجه شده اید که چگونه روزها در تابستان طولانی تر و در زمستان کوتاه تر هستند. یا چگونه درختان در پاییز برگ می ریزند؟ این همه به دلیل تغییرات فصلی است! آب و هوا زمینه را برای اینکه یک منطقه چه نوع آب و هوایی را می تواند انتظار داشته باشد تنظیم می کند. به عنوان مثال، آب و هوای استوایی در بیشتر ایام سال هوای گرم و مرطوب خواهد داشت. سپس فصل‌ ها به این اسکریپت تغییر می ‌دهند و باعث تغییر در الگوهای آب و هوا در طول سال می ‌شوند.

نتیجه گیری

بنابراین در این مقاله متوجه شدیم که عامل تغییر فصول انحراف زمین در چرخشش حول محور خورشید است و این که فصل ها بنا به فاصله ی آن منطقه از زمین به نسبت قطبین و خط استوا متفاوت هستند و فصول در نتیجه ی انحراف ۲۳.۵ درجه ای محور زمین به وجود می آیند. همچنین متوجه شدیم که طول فصول در سیاره های مختلف با یکدیگر متفاوت است. در آخر هم علل متفاوت بودن دما در فصول مختلف سال را بررسی کردیم.