Більшість дітей вивчають у початковій школі, що пори року викликані обертанням Землі навколо похилої осі під час її щорічного обертання навколо Сонця. Вважається, що значний нахил приблизно на 23,5 градуса є результатом зіткнення стародавньої планети Тейя із Землею під час такого ж потужного удару, який утворив Місяць приблизно 4,5 мільярда років тому.

Щоб уявити, чому Земля має пори року, уявіть Землю як вершину, нахилену вбік. У день червневого сонцестояння Північна півкуля нахиляється до Сонця, пропускаючи більше прямого сонячного світла та подовжуючи дні. Те ж саме відбувається в південній півкулі в день грудневого сонцестояння. Тому літо і тепла погода настає в червні в північній півкулі, а в грудні – в південній.

Весняне рівнодення в березні та вересні є серединою між цими двома сезонними екстремумами. У цей день Термінатор (межа між світлою і темною сторонами Землі) пройде прямо через полюси. У результаті північна і південна півкулі отримують приблизно однакову кількість сонячного світла і мають приблизно однакову тривалість дня і ночі.

Як виглядають пори року з відстані близько мільйона миль? Це зображення, надане NASA EPIC (Earth Polichromatic Imaging Camera) на борту місії NOAA DSCOVR (Deep Space Climate Observatory). Підтримуючи орбіту, яка розташовує космічний корабель між Сонцем і Землею, приблизно в 1,6 мільйона кілометрів (1 мільйон миль) від Землі, камера може майже безперервно спостерігати за освітленою сонцем півкулею. Оскільки Земля обертається протягом дня, EPIC кожні кілька годин робить зображення всього диска освітленої сонцем поверхні Землі.

Чотири зображення вище, зроблені приблизно в один і той самий час, показують, як вид EPIC на Західну півкулю змінюється протягом року, від грудневого сонцестояння (угорі ліворуч) до березневого рівнодення (угорі праворуч), червневого сонцестояння (унизу ліворуч) і вересневого рівнодення (внизу праворуч). Найбільш помітна різниця між двома сонцестояннями. У грудні Південна Америка знаходиться поблизу центру диска, і видно більшу частину Південного полюса, але Північна Америка частково прихована від очей. У червні нахил Землі означає, що ситуація зміниться. Північна півкуля та Північна Америка будуть більш центрованими, арктичний морський лід буде видно, Південна Америка буде зміщена, а Антарктида буде повністю прихована від очей.

Є й інші помітні відмінності між чотирма зображеннями. Наприклад, під час весняного рівнодення в березні та вересні Земля здається трохи меншою. Це тому, що в ці дати DSCOVR був на десятки тисяч миль далі від Землі, ніж у день літнього сонцестояння. DSCOVR 21 грудня 2023 року знаходився на відстані 1 447 327 кілометрів (899 327 миль) від Землі, тоді як DSCOVR 22 вересня 2024 року був на відстані 1 561 901 кілометр (970 520 миль) від Землі.

Невеликі відмінності у видимих ​​розмірах Землі не мають нічого спільного з нахилом Землі. Натомість DSCOVR виникає тому, що він слідує за петельковою тривимірною траєкторією, яка називається орбітою Ліссажу, щоб підтримувати космічний корабель поблизу точки Лагранжа 1. У точці Лагранжа 1 комбіновані сили тяжіння Сонця та Землі врівноважують відцентрову силу супутника, полегшуючи інженерам утримувати положення космічного корабля без використання великої кількості палива. Відстань DSCOVR від Землі змінюється між максимальними та мінімальними значеннями приблизно кожні три місяці, а час змінюється протягом року через вплив Місяця та орбітальні маневри. У 2024 році його орбіта змусила космічний корабель трохи відійти від Землі в обидва дні рівнодення, але це не завжди так.

Є ще одна істотна відмінність у зображеннях. Через орбіту Ліссажу DSCOVR кут між Сонцем, Землею та супутником коливається від 2 градусів до 12 градусів, пояснив Олександр Маршак, заступник наукового керівника проекту місії DSCOVR. Під малими кутами Земля виглядає як повністю освітлений диск, а під великими – як округлий диск, що нагадує горбисту фазу Місяця, ніби «прикус» усунуто. У цій серії зображень зображення від 22 вересня знаходиться під трохи нижчим кутом (8,1°), ніж зображення від 21 грудня (10,3°), завдяки чому воно виглядає дещо округлішим і повнішим. Кут між Сонцем, Землею та супутником на двох інших зображеннях становить від 9° до 10°.

«Ці зображення демонструють тонкі ефекти зміни орбітальної геометрії», — сказав Маршак. «Але найбільш очевидна зміна, видиме положення континентів, пов’язана з нахилом Землі».

Завдяки точці огляду EPIC легше зрозуміти та візуалізувати, чому на Землі є пори року, але після більш ніж десяти років у космосі місія також відкрила нові підходи до розуміння та спостереження за тим, як щоденні сезонні цикли розгортаються в планетарному масштабі. Протягом більше десяти років він збирав добові та сезонні дані про багато важливих особливостей Землі, включаючи рослинність, хмари, лід, сніг, ультрафіолетове світло, колір океану та аерозолі.

Зображення обсерваторії Землі NASA, зроблене Міхалою Гаррісон з використанням даних DSCOVR EPIC. Оповідання Адама Войланда.

Вражаючі краєвиди чотирьох пір року – NASA Science

21 грудня 2023 р
19 березня 2024 р
20 червня 2024 р
22 вересня 2024 р

  • Костинський, А. інші. (2024) Спостереження в глибокому космосі умовно усереднених глобальних моделей відбиття. кордон дистанційного зондування, 5, 1404461.
  • Костинський, А. інші. (2021) Спостереження світіння Землі в глибокому космосі. земля і космічна наука, 8, e2020EA001521.
  • Ляпустін А., інші. (2026) Редакція: Спостереження Землі з далекого космосу: 10 років місії DSCOVR. кордон дистанційного зондування, 7, 1810164.
  • NASA (19 червня 2026 р.) Камера багатоколірного зображення Землі. Доступ 21 вересня 2026 р.
  • Обсерваторія Землі НАСА (23 вересня 2011 р.) Спостереження весняного рівнодення та літнього сонцестояння з космосу. Доступ 21 вересня 2026 р.
  • NASA (2026) EPIC: Публікація. Доступ 21 вересня 2026 р.
  • NASA Scientific Visualization Studio (2012, 27 грудня) Анімація орієнтації Землі. Доступ 21 вересня 2026 р.
  • NASA Space Place (2026, 31 липня) Що викликає пори року? Доступ 21 вересня 2026 р.
  • Робертс, К. інші. (2015) Початкові маневри місії для місії Deep Space Climate Observatory Sun-Earth L1 Liberation Point. Доступ 21 вересня 2026 р.
  • Валеро, Ф. інші. (2021) Місія точки Лагранжа: ключ до наступного покоління інтегрованих спостережень Землі. Інновація DSCOVR. Доступ 21 вересня 2026 р.