Зміна висоти Сонця над горизонтом упродовж року

Висоту Сонця над горизонтом визначають за допомогою формули:

Һ = 90º – φ ± Δ,

де Һ - висота Сонця над горизонтом, 90º - максимально можлива висота Сонця, φ – географічна широта, Δ – схилення Сонця.

Отже, чим більша географічна широта, тим менша висота Сонця. Кожного дня висота Сонця змінюється, тому що змінюється схилення Сонця. Упродовж року висота Сонця на одній і тій же широті постійно міняє свою величину.

У північній півкулі найбільша висота Сонця спостерігається у день літнього сонцестояння – 22 червня, коли Сонце найбільше зміщено у північну півкулю, а його схилення дорівнює 22º 27΄. Із 22 червня по 21 березня схилення змінюється до 0º, і тому висота Сонця у північній півкулі поступово зменшується. Із 22 березня по 22 грудня Сонце зміщується у південну півкулю і його схилення стає від’ємним. Висота Сонця у північній півкулі продовжує зменшуватися. Мінімального значення вона досягає 22 грудня. Від 23 грудня до 21 березня Сонце переміщується у бік екватора і його висота збільшується. Із 22 березня Сонце переходить у північну півкулю і його висота продовжує зростати, поки

знову не досягає максимального значення 22 червня наступного року.

Для південної півкулі все навпаки. На екваторі та на полюсах різниця висоти Сонця за рік становить 23º 27΄ , тобто величину схилення. На усіх широтах від екватора до полярних кіл включно указана різниця дорівнює подвійному схиленню – 47º , а за полярними колами коливається від 23º 28΄ до 46º 59΄ .

Зміна пір року

При орбітальному русі Землі відбувається зміна пір року як у північній, так й у південній півкулях. Проте слід пам’ятати, що в одні й ті ж проміжки календарного часу в цих півкулях спостерігаються різні, умовно кажучи ,протилежні пори року. На відміну від календарних та фенологічних пір року, їх астрономічні відповідники починаються із визначних дат орбітального руху Землі. У північній півкулі астрономічна весна починається із 21 березня, астрономічне літо – зі 22 червня, астрономічна осінь – із 23 вересня, астрономічна зима – зі 22 грудня. У південній півкулі усе навпаки. Наприклад, астрономічна зима починається 22 червня і триває до 22 вересня.

Причинами зміни пір року є безперервна зміна висоти Сонця і тривалості світлового дня, котрі призводять до зміни кількості сонячної радіації на одній і тій же широті . Унаслідок цього при найбільшій висоті Сонця і тривалості дня формуються найвищі температури повітря, котрі є головною ознакою пори року – літа. Аналогічним чином змінюються й інші пори року.