Země se v těchto dnech nachází v oblasti, která je nejblíž Slunci. Přesto máme sychravé počasí a meteorologové předpovídají, že do Česka už koncem týdne vtrhnou arktické mrazy.

Intuice by napovídala, že když se planeta na své eliptické dráze pohybuje nejblíž Slunci, měla by být teplejší, protože na ní dopadá víc energie. Namístě je tedy otázka: Proč je v zimě zima?

Příčinou je sklon rotační osy Země, vysvětluje portál EarthSky.

Větší a menší Slunce. Vyberte si

Eliptickou dráhu Země a dalších planet kolem Slunce odhalil počátkem sedmnáctého století německý matematik a astronom Johannes Kepler. Dnes už víme, že v přísluní - periheliu (nejbližším bodě ke Slunci, řecky je peri blízko, helios znamená Slunce) - jsme od naší hvězdy vzdáleni 147 milionů kilometrů, zatímco v odsluní - afeliu (nejvzdálenějším bodě) - nás od něj dělí 152 milionů kilometrů.

Prvním z těchto bodů prolétla Země ve středu 3. ledna v 02:38 SEČ, informuje web Time and Date.

Zdánlivě velký rozdíl mezi perihleliem a afeliem můžeme pozorovat v kolísání velikosti Slunce. Na pozemské podnebí má však jen mizivý vliv a není příčinou střídání ročních období.

Slunce viděno ze Země. Vlevo je v aféliu, vpravo v periheliu. Rozdíl v povrchu Slunce přivráceného k Zemi jsou 3 procenta. | zdroj: Profimedia

Roční období jsou určovány sklonem zemské osy vůči kolmici k oběžné rovině, která dosahuje 23,5 stupně. Slunce proto během roku svítí na různé zeměpisné šířky pod různými úhly.

V zimě je část Země na severní polokouli nakloněna směrem od Slunce, v létě zase ke Slunci a přijímá plnou záři naší hvězdy. Na jižní polokouli to je naopak.

Dnem maximálního náklonu ke Slunci nebo od Slunce je přitom prosincový nebo červnový slunovrat.

Ilustrace oběhu Země kolem Slunce ukazuje, jak sklon osy planety určuje roční období. Zemské polokoule zažívají zimu, když jsou natočeny směrem od Slunce, a léto, když jsou obráceny ke Slunci. | zdroj: Profimedia

Afelium nastává jen několik týdnů po červnovém slunovratu a perihelium přichází krátce po prosincovém slunovratu. Jejich data nejsou pevná, mohou se lišit se o několik dnů. Příčinou je kolísání výstřednosti oběžné dráhy Země.

Severní zima je kratší než jižní

Kepler dokázal vypočítat dráhu Země kolem Slunce a kromě toho zjistil, že planeta se pohybuje nejrychleji, když je v periheliu, a nejpomaleji v aféliu.

Nyní se náš modrý elipsoid řítí rychlostí 30,3 kilometru za sekundu, což je o 1 kilometr za sekundu rychleji, než když se koncem června nachází nejdál od Slunce. Zima na severní polokouli a současně léto na jižní polokouli jsou tedy nejkratšími ročními obdobími, protože Země spěchá od prosincového slunovratu k březnové rovnodennosti.

Na severní polokouli trvá letní období (od červnového slunovratu do zářijové rovnodennosti) téměř o pět dní déle než zimní období.

Nyní se zima na severní polokouli rozprostírá od 22. prosince 2023 do 20. března 2024.  A to platí také pro odpovídající roční období na jižní polokouli. Zima na jižní polokouli je téměř o pět dní delší než léto na jižní polokouli.

Následující třicetisekundové video ukazuje, jak planetární těleso zrychluje v periheliu a zpomaluje v afeliu. Je to dáno druhým Keplerovým zákonem pohybu planet: přímka spojující Slunce a planetu vymetá stejnou plochu ve stejném čase.

Nasnadě je ještě otázka, co by stalo s ročními obdobími, pokud by rotační osa Země nebyla nakloněna? 

V takovém případě by změny ročních období nenastávaly. Slunce by bylo v zenitu (nadhlavníku) vždy na rovníku. Podnebí, srážky a průměrné teploty by určovala téměř výhradně zeměpisná šířka a formy života na Zemi by se nemusely přizpůsobovat změnám ročních období.