وفوق خط الاستواء، يبدأ فصل الشتاء رسميًا في شهر ديسمبر. لكن في العديد من المجالات، يكون شهر يناير هو الوقت الذي تترسخ فيه الأمور بالفعل. تشرح عالمة الغلاف الجوي ديانا هنا عوامل الطقس والمناخ التي تجتمع معًا لإنتاج ظروف شتوية في مطلع العام.
كيف يؤثر مدار الأرض على ضوء النهار ودرجات الحرارة؟
عندما تدور الأرض حول الشمس، فإنها تدور حول محور – تخيل عصا تمر عبر الأرض، من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي. خلال الـ 24 ساعة التي تستغرقها الأرض للدوران مرة واحدة حول محورها، تتجه كل نقطة على سطحها نحو الشمس لجزء من الوقت وتبتعد عنها لجزء من الوقت. وهذا ما يسبب التغيرات اليومية في ضوء الشمس ودرجة الحرارة.
هناك عاملان مهمان آخران: أولاً، الأرض كروية، على الرغم من أنها ليست كرة مثالية. ثانيًا، يميل محوره بحوالي 23.5 درجة بالنسبة لمساره حول الشمس. ونتيجة لذلك، يسقط الضوء مباشرة على خط الاستواء ولكنه يضرب القطبين الشمالي والجنوبي بزوايا.
عندما يشير أحد القطبين نحو الشمس أكثر من القطب الآخر، فإن نصف الكوكب يتلقى ضوء الشمس أكثر من النصف الآخر، ويكون الصيف في هذا النصف من الكرة الأرضية. عندما يميل هذا القطب بعيدًا عن الشمس، يحصل نصف الأرض على كمية أقل من ضوء الشمس ويحل الشتاء هناك.
التغيرات الموسمية هي الأكثر دراماتيكية في القطبين، حيث تكون التغيرات في الضوء أكثر تطرفا. خلال فصل الصيف، يتلقى القطب ضوء الشمس لمدة 24 ساعة ولا تغيب الشمس أبدًا. وفي الشتاء، لا تشرق الشمس أبدًا.
عند خط الاستواء، الذي يتلقى أشعة الشمس المباشرة بشكل ثابت، هناك تغير طفيف جدًا في طول النهار أو درجة الحرارة على مدار العام. يمكن أن يكون لدى الأشخاص الذين يعيشون في خطوط العرض العالية والمتوسطة، الأقرب إلى القطبين، أفكار مختلفة تمامًا حول الفصول عن أولئك الذين يعيشون في المناطق الاستوائية.
هناك قول مأثور: “كلما طالت الأيام، اشتد البرد”. لماذا غالبًا ما يصبح الجو أكثر برودة في شهر يناير على الرغم من حصولنا على ضوء النهار؟
يعتمد ذلك على مكان وجودك في العالم ومن أين يأتي الهواء الخاص بك.
يمتص سطح الأرض الطاقة من الشمس باستمرار ويخزنها على شكل حرارة. كما أنها تبعث الحرارة مرة أخرى إلى الفضاء. يعتمد ما إذا كان السطح يسخن أو يبرد على التوازن بين مقدار الإشعاع الشمسي الذي يمتصه الكوكب ومقدار الإشعاع الذي يشعه بعيدًا.
لكن سطح الأرض ليس موحدا. عادة ما تسخن الأرض وتبرد بشكل أسرع بكثير من الماء. يتطلب الماء المزيد من الطاقة لرفع وخفض درجة حرارته، لذلك يسخن ويبرد بشكل أبطأ. وبسبب هذا الاختلاف، يعد الماء خزانًا حراريًا أفضل من الأرض، وخاصة المسطحات المائية الكبيرة، مثل المحيطات. ولهذا السبب نميل إلى رؤية تقلبات أكبر بين المناطق الداخلية الدافئة والباردة مقارنة بالمناطق الساحلية.
كلما كنت تعيش في أقصى الشمال، كلما استغرقت كمية وشدة ضوء النهار وقتًا أطول لبدء الزيادة بشكل ملحوظ في منتصف الشتاء، نظرًا لأن موقعك يميل بعيدًا عن الشمس. وفي هذه الأثناء، تستمر تلك المناطق التي تحصل على القليل من ضوء الشمس في إشعاع الحرارة إلى الفضاء. وطالما أنها تتلقى قدرًا أقل من ضوء الشمس مقارنة بالحرارة المنبعثة، فإنها ستستمر في البرودة. وينطبق هذا بشكل خاص على الأرض، التي تفقد الحرارة بسهولة أكبر بكثير من الماء.
أثناء دوران الأرض، يدور الهواء حولها في الغلاف الجوي. إذا كان الهواء الذي يتحرك إلى منطقتك يأتي بشكل كبير من أماكن مثل القطب الشمالي التي لا تتعرض لأشعة الشمس كثيرًا في الشتاء، فقد تكون على الطرف المتلقي للهواء البارد القارس لفترة طويلة. ويحدث ذلك في السهول الكبرى والغرب الأوسط عندما ينقض الهواء البارد من كندا.
ولكن إذا مر الهواء عبر مسطح مائي يحافظ على درجة حرارة أكثر توازناً على مدار العام، فيمكن تسوية هذه التقلبات بشكل كبير. تقع سياتل في اتجاه الريح من المحيط، ولهذا السبب تكون أكثر دفئًا بدرجات عديدة من بوسطن في الشتاء على الرغم من أنها أبعد شمالًا عن بوسطن.
ما مدى سرعة فقدان ضوء النهار قبل الانقلاب واستعادته بعد ذلك؟
هذا يعتمد بشدة على موقعك. كلما اقتربت من أحد القطبين، كلما كان معدل التغير في ضوء النهار أسرع. ولهذا السبب يمكن أن تتحول ألاسكا من ضوء النهار بالكاد في الشتاء إلى عدم وجود ظلام في الصيف.
وحتى بالنسبة لموقع معين، فإن التغيير ليس ثابتًا على مدار العام. يكون معدل التغير في ضوء النهار أبطأ عند الانقلابات – ديسمبر في الشتاء، ويونيو في الصيف – والأسرع عند الاعتدالين، في منتصف مارس ومنتصف سبتمبر. يحدث هذا التغيير عندما تتأرجح المنطقة على الأرض التي تتلقى ضوء الشمس المباشر من خط عرض 23.5 شمالًا – تقريبًا شمال خط الاستواء مثل ميامي – إلى خط عرض 23.5 جنوبًا، جنوب خط الاستواء تقريبًا مثل أسونسيون، باراغواي.
ماذا يحدث على الجانب الآخر من الكوكب الآن؟
فيما يتعلق بضوء النهار، يرى الناس على الجانب الآخر من الكوكب عكس ما نراه تمامًا. في الوقت الحالي، هم في ذروة الصيف ويستمتعون بأكبر قدر من ضوء النهار الذي سيحصلون عليه لهذا العام. أقوم بإجراء بحث حول عواصف البَرَد الأرجنتينية والأعاصير المدارية في المحيط الهندي، وقد وصل كلا موسمي العواصف ذات الطقس الدافئ إلى ذروتهما الآن.
[Over 140,000 readers rely on The Conversation’s newsletters to understand the world. Sign up today.]
ولكن هناك فرق رئيسي: يحتوي نصف الكرة الجنوبي على مساحة أقل بكثير من الأرض ومياه أكثر بكثير من نصف الكرة الشمالي. بفضل تأثير المحيطات الجنوبية، تميل الكتل الأرضية في نصف الكرة الجنوبي إلى أن تكون درجات الحرارة القصوى أقل من تلك الموجودة في نصف الكرة الشمالي.
لذلك، على الرغم من أن أي مكان على الجانب الآخر من الكوكب من موقعك قد يتلقى الآن نفس القدر من ضوء الشمس تمامًا كما تفعل منطقتك في الصيف، إلا أن الطقس هناك قد يكون مختلفًا عن ظروف الصيف التي اعتدت عليها. ولكن لا يزال من الممتع أن نتخيل نسيم الصيف الدافئ على الجانب البعيد من الأرض – خاصة في شهر يناير الثلجي.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: ديانا هينس، جامعة إلينوي في أوربانا شامبين
اقرأ المزيد:
ومن ثم تتلقى ديانا تمويلًا من وكالة ناسا، والمؤسسة الوطنية للعلوم، ومجلس أبحاث الحرم الجامعي في إلينوي.