لماذا لا يكون الصيف دائمًا؟ الأمر كله يتعلق بميلان الأرض

Curious Kids هي سلسلة مخصصة للأطفال من جميع الأعمار. إذا كان لديك سؤال وترغب في أن يجيب عليه أحد الخبراء، فأرسله إلى curiouskidsus@theconversation.com.

مع الأيام الطويلة التي تتوق فيها المياه إلى قضاء وقت ممتع، يمكن أن يكون الصيف حقًا موسمًا ساحرًا. وكما كتبت جيني هان في رواية “الصيف الذي تحولت فيه إلى جميلة” للشباب: “كل شيء جيد وكل شيء سحري يحدث بين شهري يونيو وأغسطس”.

ولكن كل الأشياء الطيبة لابد أن تنتهي، ولا يمكن للصيف أن يستمر إلى الأبد. وهناك سبب بسيط وسبب أكثر تعقيداً. والسبب البسيط هو أنه لا يمكن أن يكون الصيف دائماً لأن الأرض مائلة. أما الإجابة الأكثر تعقيداً فتتطلب بعض الهندسة.

أنا أستاذ في الجغرافيا والبيئة، وقد درست التغيرات الموسمية في التضاريس. وإليكم ما علاقة الفصول بموقع كوكبنا أثناء تحركه عبر النظام الشمسي.

القرب من الشمس لا يفسر الفصول

أولاً، عليك أن تعلم أن الأرض كروية الشكل، أو من الناحية الفنية، كروية الشكل. وهذا يعني أن شكل الأرض دائري، وعرضها أكبر قليلاً من ارتفاعها.

تدور الأرض كل عام في مدارها لتكمل دورة كاملة حول الشمس. ومدار الأرض عبارة عن شكل بيضاوي، وهو أشبه بالشكل البيضاوي أكثر من الدائري. لذا فهناك أوقات تكون فيها الأرض أقرب إلى الشمس وأوقات تكون فيها أبعد عنها.

يفترض كثير من الناس أن هذه المسافة هي السبب وراء وجود الفصول. ولكن هؤلاء الناس مخطئون. ففي الولايات المتحدة، تكون الأرض أقرب إلى الشمس خلال فصل الشتاء بمقدار 3 ملايين ميل مقارنة بالصيف.

تدور مثل القمة

الآن تخيل خطًا وهميًا عبر الأرض، في المنتصف تمامًا، عند خط عرض 0 درجة. يُطلق على هذا الخط اسم خط الاستواء. إذا رسمته على الكرة الأرضية، فسوف يمر خط الاستواء عبر دول مثل البرازيل وكينيا وإندونيسيا والإكوادور.

كل ما يقع شمال خط الاستواء، بما في ذلك الولايات المتحدة، يعتبر نصف الكرة الشمالي، وكل ما يقع جنوب خط الاستواء يعتبر نصف الكرة الجنوبي.

الآن فكر في محور الأرض كخط وهمي آخر يمتد عموديًا عبر منتصف الأرض، ويمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي.

تدور الأرض حول الشمس، وهذا يعني أنها تدور حول محورها، مثل القمة. تستغرق الأرض عامًا كاملاً للدوران حول الشمس وتستغرق 24 ساعة، أو يومًا واحدًا، لإتمام دورة كاملة حول محورها.

هذا المحور هو سبب وجود الليل والنهار؛ أثناء النهار نواجه الشمس، وفي الليل نواجه الخارج.

لكن محور الأرض لا يتجه للأعلى والأسفل بشكل مباشر، بل يميل دائمًا بزاوية 23.5 درجة في نفس الاتجاه تمامًا، نحو نجم الشمال.

إن محور الأرض مائل بسبب اصطدام جسم عملاق به منذ مليارات السنين، وربما كان كوكبًا قديمًا. وهذا الميل هو الذي يسبب فصول السنة.

كل شيء يتعلق بالميل

وهذا يعني أن نصف الكرة الشمالي يميل نحو الشمس في شهر يونيو/حزيران. وهذا الميل يعني المزيد من ضوء الشمس، والمزيد من الطاقة الشمسية، وأيام أطول ــ كل هذه الأشياء التي تجعل الصيف صيفاً.

وفي الوقت نفسه، يميل نصف الكرة الجنوبي بعيدًا عن الشمس. لذا تشهد دول مثل أستراليا وتشيلي والأرجنتين فصل الشتاء في ذلك الوقت.

وبعبارة أخرى: مع دوران الأرض حول الشمس طوال العام، فإن أجزاء الأرض التي تحصل على أكبر قدر من ضوء الشمس تتغير دائمًا.

وبعد مرور شهر ديسمبر، نجد أن الأرض أصبحت على الجانب المعاكس تمامًا لمدارها كما كانت في يونيو. والآن جاء دور نصف الكرة الجنوبي ليصبح مائلًا نحو الشمس، مما يعني أن الصيف يحدث في ديسمبر ويناير وفبراير.

إذا لم تكن الأرض مائلة على الإطلاق، فلن يكون هناك فصول. وإذا كانت مائلة أكثر مما هي عليه الآن، فستكون هناك فصول أكثر تطرفًا وتقلبات حادة في درجات الحرارة. ستكون فصول الصيف أكثر حرارة وستكون فصول الشتاء أكثر برودة.

تعريف الصيف

تحدث إلى أحد خبراء الأرصاد الجوية أو علماء المناخ أو المؤلفة جيني هان، وسوف يخبرونك أن الصيف بالنسبة لنا في النصف الشمالي من الكرة الأرضية هو يونيو/حزيران ويوليو/تموز وأغسطس/آب، وهي الأشهر الأكثر دفئاً في السنة.

ولكن هناك طريقة أخرى لتعريف الصيف. تحدث إلى علماء الفلك، وسوف يخبرونك أن أول يوم في الصيف هو الانقلاب الصيفي – وهو اليوم الذي يتمتع بأطول فترة من ضوء النهار وأقصر فترة من الظلام.

يحدث الانقلاب الصيفي كل عام في الفترة ما بين 20 و22 يونيو. وبعد ذلك بيوم، وحتى الانقلاب الشتوي في ديسمبر، يتلقى نصف الكرة الشمالي كمية أقل قليلاً من ضوء النهار.

ينتهي الصيف رسميًا في يوم الاعتدال الخريفي، وهو اليوم الذي يتساوى فيه الليل والنهار في كل مكان على وجه الأرض. ويحدث الاعتدال الخريفي كل عام إما في 22 أو 23 سبتمبر.

ولكن سواء كنت تنظر إلى الصيف كما تنظر جيني هان أو كما ينظر إليه عالم الفلك، فإن هناك أمراً واحداً مؤكداً: في كلتا الحالتين، لابد أن ينتهي الصيف. ولكن الموسم والسحر الذي يحمله معه سوف يعودان قبل أن تدرك ذلك.

مرحبًا بكم أيها الأطفال الفضوليون! هل لديكم سؤال تودون أن يجيب عليه أحد الخبراء؟ اطلبوا من شخص بالغ أن يرسل سؤالكم إلى CuriousKidsUS@theconversation.com. يرجى إخبارنا باسمكم وعمركم والمدينة التي تعيشون فيها.

وبما أن الفضول ليس له حدود عمرية – للبالغين، فأخبرونا بما تتساءلون عنه أيضًا. لن نتمكن من الإجابة على كل سؤال، لكننا سنبذل قصارى جهدنا.

أعيد نشر هذه المقالة من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك الحقائق والتحليلات الموثوقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبتها: ستيفاني سبرا، جامعة ريتشموند

اقرأ المزيد:

ستيفاني سبرا تحصل على تمويل بحثي من وكالة ناسا.