Vår, sommer, falle, vinter. Årstidene er en slik del av hverdagen vår at vi tar dem for gitt. Likevel er de ikke i det hele tatt åpenbare. De eksisterer ikke på samme måte overalt på Jorddet har ikke alltid vært fire og uten dem ville vår måte å måle tid på – selv selve konseptet «år» – vært en helt annen.
Hvorfor har vi årstider?
For å forstå dette må vi ta et skritt tilbake. Langt bak: ca 4 og en halv milliard år siden.
I følge en av de mest akkrediterte hypotesene, da jorden fortsatt var ung, fikk den et veldig voldsomt sammenstøt med et himmellegeme som var mer eller mindre på størrelse med Mars, en planetoid kalt Theia. Fra det sammenstøtet ble månen født, men fremfor alt skjedde en annen grunnleggende ting: jorden vippet. I dag er jordens rotasjonsakse vippet ca 23 og en halv grad med hensyn til planet til banen rundt solen. Og det er nettopp denne tilbøyeligheten – ikke avstanden fra solen – som er årsaken til årstidene.
Jorden gjør en hel omdreining rundt solen på omtrent et år, men mens den beveger seg langs banen aksen forblir alltid orientert i samme retning i verdensrommet. Dette betyr at, avhengig av jordens posisjon langs banen, vippes den ene halvkulen mot solen og den andre vippes i motsatt retning.
Når den nordlige halvkule vippes mot solen, dukker solen opp ved middagstid høyest på himmelen. Seks måneder senere, når jorden er på motsatt side av banen, ser det samme punktet på den nordlige halvkule solen mye lavere. Denne høydeforskjellen endrer alt.
La oss forestille oss at solen sender 100 lysstråler mot jorden, og bærer energi og varme.
Hvis solen står høyt på himmelen, treffer disse strålene bakken mer direkte og konsentrert. Hvis imidlertid solen står lavt, er de samme strålene fordelt over en større overflate. Resultatet er det samme energi varmer mindre. Høy sol betyr mer varme: sommer, Lav sol betyr mindre varme: vinter.
Mellom disse to ekstreme situasjonene er det mellomfaser, når jordaksen verken peker mot solen eller i motsatt retning: vår og høst.
Når det er vinter her, er det sommer i Australia: hvordan fungerer det
På dette tidspunktet er konsekvensen nesten uunngåelig. Hvis den ene halvkulen vippes mot solen, er den andre nødvendigvis vippet i motsatt retning. Når det er sommer på den nordlige halvkule, får den mer lys og mer varme fordi den er orientert mot solen. Men dette betyr det den sørlige halvkule mottar mindre lys og mindre varme: Det er vinter der. Seks måneder senere er situasjonen snudd.
Det samme gjelder mellomårstider: når det er vår på den nordlige halvkule, er det høst på den sørlige halvkule, og omvendt. Årstidene er derfor speilvendt mellom de to halvkulene, ganske enkelt fordi de deler den samme skråaksen.
Hvorfor er det fire årstider: vår, sommer, høst og vinter
Varmt, kaldt og to måter i mellom: så langt er alt klart. Men hvorfor bestemte vi oss for at det faktisk er fire sesonger? Og fremfor alt: når begynner de og når slutter de?
Svaret er delvis astronomisk og delvis kulturelt.
Nøkkeløyeblikkene er fire presise astronomiske hendelser: to solhverv og to jevndøgn.
Solverv
De sommersolverv det er øyeblikket der, for en gitt halvkule, jordens akse er orientert på en mest mulig direkte måte mot solen. På den nordlige halvkule 20. eller 21. juni og det er dagen med flere timer med lys i åretden der solen når sin maksimale høyde på himmelen.
De vintersolverv det er motsatt: aksen peker så langt vekk fra solen som mulig. Det er dagen med færre timer med lysder solen forblir veldig lavt i horisonten.
Solverv er ikke «symbolske dager»: de er det presise øyeblikksom inntreffer på et veldefinert tidspunkt og som kan variere litt fra år til år.
Under sommersolverv er solen midt på dagen senit langs en spesifikk parallell: den Kreftens vendekrets. Under vintersolverv skjer det samme på Steinbukkens vendekrets. Og det er nettopp derfor tropene eksisterer.
Jevndøgnene
Mellom de to solverv er det jevndøgnsom oppstår når jordaksen vipper verken mot eller bort fra solen. I disse øyeblikkene går linjen som skiller dag fra natt nøyaktig gjennom de to polene. Resultatet er det dag og natt varer nesten nøyaktig 12 timer overalt på jorden. Navnet «jevndøgn» kommer fra det latinske aequa-nox, «lik natt».
På den nordlige halvkule markerer marsjevndøgn begynnelsen på vårat i september begynnelsen avfalle. Vi har derfor fire veldefinerte astronomiske øyeblikk, og rundt disse har mennesket bygget den kulturelle inndelingen av de fire årstidene.
Årstider finnes ikke overalt: forklaringen
Hvis helningen på jorden er den samme for alle, hvorfor er ikke årstidene like overalt? Fordi han Tilt-effekter endres dramatisk med breddegrad.
Nær ekvator står solen alltid veldig høyt på himmelen ved middagstid, hele året. Lengden på dagen varierer veldig lite og temperaturen holder seg nesten konstant. Her er det ingen egentlige termiske årstider. Det som virkelig endrer seg er regn. Varm, fuktig luft stiger opp, kondenserer og forårsaker kraftig nedbør. Dette regnbåndet beveger seg gjennom hele året: når det passerer over et område er det regntiden, når det beveger seg bort kommer den tørre årstiden.
På middels breddegrader (som Italia) gir helningen til jordaksen to veldig markante effekter:
- solen endrer høyde mye mellom sommer og vinter;
- lengden på dagen varierer med flere timer.
Disse variasjonene er nok til å lage fire svært forskjellige årstidermed klare forskjeller i temperatur, lys og biologiske sykluser.
I de polare områdene dominerer jordens helning alt. Her kan solen ikke oppstå på måneder (polarnatt) eller aldri satt (polardag). På disse stedene er det ingen fire årstider slik vi forstår dem. Det er ganske mange to store perioder: en dominert av lys og en av mørke. Temperaturen avhenger nesten utelukkende av én ting: om solen er der eller ikke.
