Miksi aurinko on kylmä talvella?

Kategoria: Luokka: Maantiede Julkaistu: 26. heinäkuuta 2013

Aurinko ei kylmene talvella. Aurinko on jättimäinen tulipallo, jota pyörittävät ydinreaktiot. Auringon pinta pysyy uskomattoman kuumassa, noin 5800 kelvinin lämpötilassa ympäri vuoden. Auringon korkea lämpötila aiheuttaa sen, että se lähettää jatkuvasti valtavia määriä lämpösäteilyä kaikkiin suuntiin, lähinnä infrapuna-aaltojen, näkyvän valon ja ultraviolettiaaltojen muodossa. Tämä säteily leviää koko aurinkokuntaamme ja lämmittää kaiken, mihin se osuu.

Talvella maapallon alueet ovat kylmempiä, koska maapallon kallistus aiheuttaa sen, että auringonvalo jakaantuu laajemmalle alueelle ja on siksi näillä alueilla heikompaa pinta-alayksikköä kohti. Jotkut luulevat, että maapallo kylmenee talvella, koska maapallo on kauempana auringosta, mutta tämä ajatus on väärä. Itse asiassa maapallo on kauimpana auringosta pohjoisen pallonpuoliskon kesällä eikä talvella. Etäisyydellä auringosta ei kuitenkaan ole suurta vaikutusta maapallon saaman auringonvalon määrään, koska etäisyys auringosta ei oikeastaan muutu niin paljon. Maa on noin 150 000 000 kilometrin päässä auringosta. Vuoden aikana etäisyys maapallosta aurinkoon muuttuu korkeintaan 5 miljoonaa kilometriä. Jotta tämä olisi oikeassa mittakaavassa, maan kiertorata auringon ympäri vuoden aikana on piirretty alla olevaan mittakaavaan. Et huomaa, mutta tässä mittakaavassa maapallo on 302 pikselin päässä auringosta, kun se on kiertoratansa vasemmanpuoleisimmassa pisteessä, ja 298 pikselin päässä auringosta, kun se on oikeanpuoleisimmassa pisteessä.

Maailman kiertorata auringon ympäri, kaikki koot ja paikat mittakaavassa. Keskipisteen lähellä oleva valkoinen piste on aurinko, ja sininen viiva on maapallon rata läpi vuoden. Itse maapallo ei näy, koska se on tässä mittakaavassa vain 0,02 pikselin levyinen. Maan etäisyys auringosta on suurin piirtein vakio koko vuoden ajan. Public Domain Image, lähde: Christopher S. Baird.

Maan pyörimisakseli on kallistunut noin 23 astetta suhteessa sen kiertorataan auringon ympäri. Tämä tarkoittaa, että pohjoisen kesäaikana pohjoinen pallonpuolisko on kallistunut kohti aurinkoa ja talviaikana pohjoinen pallonpuolisko on kallistunut poispäin auringosta. Kun jokin maa-alue on kesäaikana kallistunut aurinkoa kohti, se tarkoittaa, että aurinko viettää enemmän aikaa korkeammalla taivaalla ja kyseisen maa-alueen saama auringonvalo on suorempaa. Sitä vastoin kun kyseinen maapallon kohta on talvella kallistunut poispäin auringosta, aurinko on yleensä alempana taivaalla, ja se saa vähemmän suoraa auringonvaloa. Vähemmän suoraa auringonvaloa tarkoittaa, että auringonvalo tulee matalasta kulmasta, jolloin se leviää laajemmalle alueelle osuessaan maanpinnalle. Koska auringonvalo leviää suuremmalle alueelle, talvella auringonvalon teho pinta-alayksikköä kohti on pienempi, ja siksi se lämmittää maapalloa vähemmän, mikä johtaa kylmiin talviin.

Kuten tästä käy ilmi, pohjoinen pallonpuolisko saa vähemmän auringonvaloa pinta-alayksikköä kohti, kun se on kallistuneena poispäin auringosta, ja kokee talven kylmyyden. Samaan aikaan eteläinen pallonpuolisko saa enemmän auringonvaloa pinta-alayksikköä kohti, koska se on kallistunut kohti aurinkoa ja kokee kesän lämmön. Auringonvalo on esitetty keltaisina säteinä, jotta kulman vaikutus leviämiseen voidaan havainnollistaa. Public Domain Image, lähde: Christopher S. Baird.

Mielenkiintoista on, että kun pohjoinen pallonpuolisko on kallistunut kohti aurinkoa, eteläinen pallonpuolisko on kallistunut poispäin. Tämä tarkoittaa, että kun pohjoisessa on kesä, etelässä on talvi ja kun pohjoisessa on talvi, etelässä on kesä. Auringonvalon kulman vaikutus lämpötilaan näkyy helpoimmin ääripäissä. Etelänavan ja pohjoisnavan lähellä aurinko on aina hyvin matalalla taivaalla, ja auringonvalo tulee aina hyvin matalassa kulmassa. Tämän seurauksena navat ovat yleensä hyvin kylmiä. Sitä vastoin päiväntasaajan lähellä aurinko on aina korkealla taivaalla keskipäivän aikaan, ja auringonvalo on hyvin suoraa. Tämän seurauksena päiväntasaajan lähellä olevat alueet ovat yleensä hyvin kuumia.