1 марта в Украине и во всем Северном полушарии Земли наступает весна — время, которое ассоциируется с обновлением и позитивным настроением. Однако это время года не является уникальным для Земли, бывает она и на некоторых других планетах и спутниках Солнечной системы.
Когда наступает весна?
Эта зима была сложной, но еще совсем немного — и наступит весна. По календарю в Украине это произойдет 1 марта. Конечно, на самом деле все немного сложнее, и тепло, таяние снега, прилет птиц и появление травы и цветов, то есть всего, с чем у нас ассоциируется это время года, произойдет не сразу.
Однако март — это именно тот месяц, в котором погода и биосфера совершают поворот ко всему этому. По крайней мере в Северном полушарии, потому что в Южном все с точностью до наоборот — там начинается осень.
Чтобы понять, почему так происходит, нужно вспомнить, почему на Земле вообще происходит смена времен года. Причиной этого является ориентация оси вращения нашей планеты относительно ее плоскости орбиты. Если бы она была к ней перпендикулярной, то никаких изменений времен года не происходило бы.
Однако на самом деле ось Земли наклонена к перпендикуляру под углом 23,5° и сохраняет это положение в течение всего вращения планеты вокруг Солнца. Из-за этого в определенные периоды один из полюсов оказывается наклоненным к нему, поэтому соответствующее полушарие получает больше света в течение суток. Именно этот период мы называем летом.
В то же время район другого полюса отвернут от Солнца и недополучает тепло. Это — зима. За полгода полюса меняются местами, а переходные периоды между ними, когда оба полушария получают примерно равное количество энергии, мы называем осенью и весной.
Наиболее точно оба полушария освещаются в момент, когда Солнце пересекает небесный экватор. Такие моменты называются равноденствиями, и ближайшее из них ждет нас уже 20 марта. Для Северного полушария оно будет весенним, для Южного — осенним.
Собственно, астрономическая весна начнется именно с весеннего равноденствия, а пока у нас, в Северном полушарии, все еще зима, что вполне логично, если учесть, что мы двигаемся с момента минимальной продолжительности дня (солнцестояния в декабре) до равноденствия. И пусть продолжительность светового дня уже сейчас такая же, как в начале сентября, нас все еще могут настигнуть весенние вьюги и морозы.
То есть средняя температура на улице не привязана напрямую к продолжительности дня, а реагирует с опозданием и колебаниями. Так происходит из-за того, что земля, лед, вода и даже воздух имеют разную тепловую инерцию, а вода и воздух к тому же постоянно движутся, перенося тепло.
Именно поэтому настоящая весна в разных регионах наступает в разное время. Но в конце концов трава и цветы появляются повсюду, даже в Арктике.
Где нет весны
Травы и цветы на других небесных телах мы пока не обнаружили. Но это не значит, что за пределами Земли нигде не бывает сезонных изменений. На некоторых планетах действительно нет ничего подобного. Например, на Меркурии — он почти лишен атмосферы, которая могла бы обеспечивать тепловую инерцию. К тому же его ось вращения почти перпендикулярна плоскости орбиты, поэтому наклон полюсов к Солнцу практически не меняется, а значит, выраженного изменения времен года там нет.
Прямо противоположная проблема с Венерой. Она имеет очень плотную атмосферу и при этом вращается чрезвычайно медленно. Один оборот вокруг собственной оси планета делает за 249 земных суток, а вокруг Солнца — за 225 суток. То есть, по сути, разницы между суточным и годовым вращением у нее нет.
Но на самом деле никаких серьезных изменений погоды не происходит. Все из-за чрезвычайно плотной атмосферы и толстого слоя облаков. Они работают практически как океан, покрывающий всю планету. В атмосфере дуют мощные ветры, которые переносят нагретые массы газа из нагретых мест в более холодные и выравнивают температуру на планете. Поэтому ничего похожего на весну здесь не происходит.
Весна на Марсе
А вот где весна есть, так это на Марсе. Травы и цветов нет и там, но ситуация в целом очень похожа на земную из-за наличия атмосферы и наклона оси к плоскости орбиты. Там то один, то другой полюс поворачиваются к Солнцу, в результате чего продолжительность светлой части суток и количество солнечной радиации изменяется. При переходе от зимнего солнцестояния к весеннему воздух теплеет, дуют ветры, часть льда улетучивается, часть может даже таять.
Разница заключается в том, что марсианский год длится 686,08 земных суток, а орбита планеты имеет значительно больший эксцентриситет, чем у Земли. Это приводит к тому, что сезоны там, во-первых, ощутимо длиннее, чем у нас, во-вторых, они имеют сильно неодинаковую продолжительность.
Конкретно тот, который считается весной в Северном полушарии и осенью в Южном, является самым длинным. Он длится целых 194 земных суток. В то же время его противоположность — сезон, который является осенью в Северном полушарии и весной в Южном, — является самым коротким. Его продолжительность — всего 142 суток. То есть длительность весны зависит от того, где вы находитесь. При этом стоит напомнить, что представление о том, что Северное полушарие — главное, а Южное — второстепенное, — лишь уловка земной истории и никакого значения для Марса не имеет.
Весна на планетах-гигантах
Совершенно по-особенному весна происходит на газовых гигантах Солнечной системы. Все они характеризуются отсутствием твердой поверхности и очень длинными периодами вращения. Это означает, что даже теоретически тех процессов, которые являются обычными для нашей планеты, на них не происходит, но возможны изменения потоков вещества в атмосфере. Однако в каждом случае эти процессы имеют свои особенности и разворачиваются по-разному.
Например, Юпитер смену сезонов практически не ощущает в какой-либо форме. Причина — наклон оси его вращения относительно перпендикуляра к орбите — всего 3°. А вот у Сатурна он составляет целых 27°. Поэтому его атмосфера во время весенне-осенних переходов, которые здесь длятся целых 7,5 земных лет, может испытывать значительные возмущения. И это приводит к образованию мощных штормов, размер которых сопоставим с целыми континентами на Земле.
Кроме того, на Сатурне сезонные изменения заметны также на его знаменитых кольцах. Именно при приближении к равноденствию на них становятся заметны загадочные радиальные полосы. Они называются спицами, и ученые считают, что это — следствие взаимодействия магнитного поля с солнечным ветром.
Уран среди всех планет переживает самые драматичные переходы во время смены сезонов. Его ось вращения наклонена настолько сильно, что он фактически «лежит на боку». При этом, как и на Земле, ориентация его полюсов в пространстве сохраняется в течение года. А это значит, что когда он поворачивается к Солнцу каким-либо из полюсов, то это надолго.
Конкретно — на 21 год. Именно столько составляет четверть от его 84-летнего периода обращения вокруг Солнца. В это время огромные области вокруг одного из полюсов погружены в непрерывную темноту. Когда же там наступает весна, это выглядит так, будто светило впервые за несколько десятилетий поднимается над горизонтом. Несложно догадаться, что такое резкое возвращение солнечного освещения вызывает мощные температурные контрасты, а следовательно — и сильные ветры.
Особенность весны на Нептуне заключается в ее продолжительности — это самый длинный сезон среди всех планет Солнечной системы. Один год там длится около 165 земных лет, поэтому каждое время года, в том числе и весна, растягивается более чем на сорок лет.
Казалось бы, планета находится настолько далеко от нашего светила, что крохотное увеличение освещенности одного из полушарий никак не влияет на нее. Однако наблюдения показывают, что на самом деле там значительно возрастает количество облаков и отражательная способность атмосферы.
