ההבדל אינו נובע מ"חוזקן" של קרני השמש אלא מזווית הפגיעה שלהם בכדור הארץ וכתוצאה מכך מכמות האנרגיה השונה המגיעה אליך.
ציר הסיבוב של כדור הארץ אינו ניצב לציר הסיבוב סביב השמש אלא נטוי ב 23.5 מעלות (תמונה למטה):

 
ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס לשמש, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

בגלל זווית הנטייה של סיבוב כדור הארץ זווית קרינת השמש הפוגעת משתנה.
כתוצאה מכך ריכוז אנרגיית השמש המגיע לאזורים שונים משתנה. כאשר אותה כמות אנרגיה מתפזרת על שטח יותר גדול- ליחידת שטח יש כמות נמוכה יותר של אנרגית שמש (תמונות למטה):

 
כיסוי שטח כתלות בזוית הפגיעה, התמונה לקוחה מויקיפדיה.


פגיעת קרני השמש בכדור הארץ, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

להבדלים הללו יש שם שכולנו מכירים...עונות השנה.
כאשר יש ריכוז גדול של אנרגיית שמש ליחידת שטח, האזור בו אנו נמצאים נמצא בתקופת הקיץ וההפך בחורף.

בכל רגע נתון, אזור מסוים על פני כדור הארץ יהיה חשוף לריכוז אנרגיה גבוה (זווית פגיעת קרני השמש מתקרבת ל 90 מעלות במהלך היום) ויהיה בתקופת הקיץ, ובאותו זמן- אזור אחר החשוף לריכוז אנרגיה נמוך  (זווית פגיעת קרני השמש תהייה חדה יותר) יהיה בתקופת החורף. זו למעשה הסיבה מדוע כשאר אצלנו קיץ בחצי כדור הדרומי חורף וההפך.

האזור המושפע הכי פחות משינויי הזווית של נטיית כדור הארץ הוא אזור קו המשווה ואכן אזור זה ידוע באקלים הטרופי החם כל השנה.

בתמונה למטה עונות השנה בישראל ע"פ זווית הנטייה של כדור הארץ:


עונות השנה בישראל ע"פ זווית הנטייה של כדור הארץ, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

מאת: דר' מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

10 תגובות

  • איתמר

    זווית השמש בקיר צפוני

    שלום,
    נושא הזוית ברור אך משהו נותר לא ברור. לביתינו יש קיר צפוני. אני מצפה שיטיל מעט צל בקיץ ויותר צל בחורף (ז"א שהשמש בקיץ תהה יותר בזניט מאשר בחורף). במציאות המצב הפוך (יותר צל בצד הצפוני של הבית בקיץ).
    אשמח להסבר היכן הטעות שלי.
    בברכה, איתמר ויסברם

  • נדב ישורון

    תבדוק טוב, כי כנראה אכן יש לך

    תבדוק טוב, כי כנראה אכן יש לך טעות.
    בארץ בקיץ ליד קיר צפוני יש פחות צל, ובחורף יותר צל. לא יכול להיות אחרת.

  • חיים בר

    יש שאלה על קרני השמש

    יש שאלה על קרני השמש והזויתיות שלהן לדוגמא אם אבנה בחצר ביתי מבנה בגובה של עשרה מטרים האם קרני השמש לא יחדרו למבנה בגלל הקירות או בגלל הגג

  • אהרון לב הארי

    מה היה קורה אם כדור הארץ לא היה נוטה על צירו בזוית של 23.5

    אשמח לתשובה מורחבת.
    אם לא היה לנו עונות שנה מה היינו מקבלים במקום?
    האם האקלים היה יותר קיצוני?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאנה גריבנין

    ציר כדור הארץ

    שלום אהרון,

    ראשית נזכור כי כדור הארץ נוטה על צירו כיוון שצורתו אינה ספרה מושלמת ועקב כוחות הכבידה של השמש והירח, כלומר לכדור הארץ חייבת להיות זווית נטייה כלשהי של צירו, וכדי שזה לא יהיה כך - כל חוקי הפיזיקה והעולם סביבינו צריכים להיות שונים לחלוטין ולכן אנסה לענות על השאלה בצורה היפוטתית.
    אם נניח שהעולם היה ללא זווית נטייה זה היה אומר שבחצי הכדור הדרומי והצפוני תמיד הייתה אותה עונה, ועונות השנה היו אחידות על פני כל העולם ונקבעות רק לפי מרחקו של כדוא הארץ מהשמש, כיוון שבמהלך השנה מרחקו של כדור הארץ מהשמש משתנה, מרחק זה היה קובע את עונת השנה, וכנראה שההפרשים בין העונות היו הרבה פחות דרסטיים משהם כיום. בקו המשווה תמיד הייתה טמפרטורה חמה יותר ובקטבים תמיד הייתה הטמפרטורה הנמוכה ביותר. ההבדל המשמעותי ביותר יהיה בקטבים, כיוון שהטמפרטורה בהם תהיה הרבה יותר אחידה מאשר היא היום. בנוסף על פני כל כדור הארץ (חוץ מאולי בקטבים ממש) אורכו של יום יהיה 12 שעות וזה יהיה קבוע על פני כל עונות השנה. יכול להיות שעקב הטמפרטורה האחידה במהלך רוב השנה האזורים הקרובים לקטבים יהפכו לקרים מאוד (עוד יותר מעכשיו) ובני אדם לא היו יכולים להתגורר באזורים אלו.

  • נדב ישורון

    אם לא הייתה הזווית, לא היו עונות.

    השינוי במרחק בין כדוה"א לשמש במהלך השנה, זניח לחלוטין ביחס למרחק שלנו מהשמש.

  • אילה

    קרני השמש

    האם זאת הסיבה שממליצים להשתמש בקרם הגנה גם בחורף?

  • נדב ישורון

    השמש שולחת קרניים כל הזמן.

    השמש שולחת קרניים כל הזמן.
    בחורף הקרניים עוברות דרך ארוכה יותר האטמוספרה, ולכן מסוננות יותר. מצד שני, השמיים נקיים יותר מאבק, וגם יותר קרינה פוגעת באדם שעומד (כי היא מגיעה מהצד). ובעיקר - בחורף אנחנו פחות מודעים לקרינה, כי קר..
    בנוסף, העננים לא מסננים את הקרינה המוזיקה (אולי חלקית כן, לא בטוח)
    אז צריך להקפיד גם בחורף.

  • נמרוד

  • מאיר ברק

    הפתרון מוצג בתמונה בתשובה שלמעלה

    ציר הסיבוב של כדור הארץ אינו ניצב לציר הסיבוב סביב השמש אלא נטוי ב 23.5 מעלות.
    זאת הסיבה מדוע אורך היום והלילה לא שווים במהלך השנה ומדוע יש מקומות בהם במהלך הקיץ הלילה מואר באור שמש ובחורף היום חשוך ללא שמש.

    בתמונה למעלה רואים שכאשר עונת הקיץ מוגדרת כקיץ החצי ברובו מואר ופחות מחציו חשוך (חצי כדור צפוני (חצי הכדור העליון) תמונה עליונה מימין, חצי כדור דרומי (חצי הכדור התחתון)תמונה תחתונה מימין) .
    ניתן גם לראות שככול מתרחקים מקו המשווה לקטבים, כך יחס האור גדל לעומת החושך.

    הייצוג הגרפי הזה מראה לנו שבתקופת הקיץ ככל שנצפין נקבל ימים ארוכים הרבה יותר.
    כשנגיע לקוטב הרי שהוא ימצא באור השמש במהלך כול הקיץ.

    קיושרים:
    הסבר מעולה לתופעה יחד עם תמונות ממחישות
    http://www.astronomy.org/programs/seasons/index.html

    האם אורך הצל משתנה במעבר שבין הסתיו לחורף?
    http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1503&incat=1412&a...

    מהו הזוהר הצפוני?
    http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1503&incat=1412&a...