Сезонный лаг

Сезонная задержка — это явление , при котором дата максимальной средней температуры воздуха в определенном географическом месте на планете откладывается на некоторое время после даты максимального дневного света (т. е. летнего солнцестояния ). Это также относится к тому, что минимальная температура задерживается на некоторое время после даты минимальной инсоляции. Культурные сезоны часто совпадают с годовыми температурными циклами, особенно в аграрном контексте. Пиковый рост сельского хозяйства часто зависит как от уровня инсоляции, так и от температуры почвы/воздуха. Характер осадков также связан с температурными циклами: более теплый воздух способен удерживать больше водяного пара, чем холодный воздух.

В большинстве регионов Северного полушария февраль обычно холоднее, чем ноябрь, несмотря на то, что в феврале закаты значительно позже и в целом больше дневного света. И наоборот, август обычно жарче, чем май, несмотря на то, что в августе восходы солнца происходят позже, закаты все чаще и раньше, а дневной свет в целом меньше. Во всех случаях изменение средней температуры воздуха отстает от более последовательного изменения режима дневного света, что откладывает предполагаемое начало следующего сезона примерно на месяц.

Аналогичное явление температурной задержки возникает при суточном изменении температуры , когда максимальная дневная температура наблюдается после полудня (максимальная инсоляция). Оба эффекта являются проявлениями общефизического явления тепловой инерции .

На Земле

Количество солнечной энергии, достигающей определенного места на Земле (« инсоляция », показано синим цветом), варьируется в зависимости от сезона . Поскольку для того, чтобы моря и суши нагрелись или остыли, требуется время, температура поверхности будет отставать от первичного цикла примерно на месяц, хотя это будет варьироваться от места к месту, и это отставание не обязательно симметрично между летом и зимой. На диаграмме использована неоязыческая маркировка ; Лита — день летнего солнцестояния, Йоль — день зимнего солнцестояния, Остара — день весеннего равноденствия, а Мабон — день осеннего равноденствия.

Сезонное отставание Земли во многом вызвано наличием большого количества воды, которая имеет высокую скрытую теплоту замерзания и конденсации.

Продолжительность сезонного лага варьируется в зависимости от климата . Экстремальные значения варьируются от 15–20 дней для полярных регионов летом, а также для внутренних районов континента, например Фэрбенкса, Аляска , где среднегодовые самые высокие температуры наблюдаются в начале июля, а август заметно холоднее, чем июнь, до 2–3 дней. месяцев в океанических регионах, будь то в низких широтах, как в Майами , Флорида , или в более высоких широтах, как на Курильских островах (где на Симушире среднегодовые температуры достигают пика в конце августа), и на острове Кейп-Сейбл в Новой Шотландии , Канада, где (по с небольшим отрывом) Сентябрь в среднем является самым теплым месяцем в году. В континентальном климате средних широт она составляет примерно 20–25 дней зимой и 25–35 дней летом. Август, как самый теплый месяц, может случиться даже в ультраморских районах к северу от Полярного круга, таких как Рёст , или на прибрежных островах, таких как Ян-Майен и Медвежий остров в Норвегии . Последний находится на 74° северной широты , и такое летнее отставание в высоких широтах обусловлено умеренным течением Гольфстрима, смягчающим сезонные колебания и продлевающим сезон.

Во многих местах сезонное отставание не является «сезонно-симметричным»; то есть период между зимним солнцестоянием и термальной серединой зимы (самое холодное время) не совпадает с периодом между летним солнцестоянием и термальной серединой лета (самое жаркое время). Сан-Франциско , например, имеет исключительно длительный сезонный лаг летом: среднесуточные температуры достигают пика в сентябре, а октябрь является вторым самым теплым месяцем, но очень небольшой сезонный лаг зимой, с самыми низкими температурами в декабре и январе. , во время и вскоре после зимнего солнцестояния. Это вызвано водой в районе залива, окружающего город с трех сторон. Многие районы западного побережья Северной Америки имеют очень небольшое отставание от зимы и характеризуются гораздо более постепенным весенним потеплением и относительно более быстрым осенним похолоданием. В большей части Восточной Азии с влиянием океана, включая Корею и практически всю Японию , январь — самый холодный месяц, а август — самый теплый месяц. В низких и средних широтах летнее отставание больше, а в полярных районах зимнее отставание больше (бессердечниковая зима во внутренней Антарктиде и Гренландии).

Из-за сезонной задержки в Северном полушарии точка осеннего равноденствия (около 22 сентября) в большинстве регионов значительно теплее, чем точка весеннего равноденствия (около 20 марта), несмотря на то, что в оба дня почти одинаковое количество дневного света и темноты. Однако даже с сезонным отставанием осеннее равноденствие холоднее, чем время летнего солнцестояния (около 21 июня) в большинстве регионов, а точка весеннего равноденствия теплее, чем время зимнего солнцестояния (около 21 декабря) даже в большинстве океанических районов. Вопреки распространенному мнению, нет никаких метеорологических оснований называть эти даты первыми днями соответствующих сезонов.

В восточной Канаде сезонное отставание одинаково как летом, так и зимой, в результате чего февраль и август являются самыми холодными и самыми теплыми месяцами соответственно. В Западной Европе отставание меньше, несмотря на атлантическое побережье, обычно около месяца, что также соответствует многим внутренним районам Среднего Запада Северной Америки. В Японии, Корее и близлежащих регионах (например, Владивостоке, Россия ) сезонное отставание летом сильнее, чем зимой; самый холодный месяц - январь, а самый теплый - август, возможно, из-за усиленной облачности и дождей с июня по июль (например, сезон дождей « цую » в Японии или сезон «чанма» в Корее за тот же период) .

На других планетах

На других планетах сезонные лаги другие. Газовые гиганты Юпитер , Сатурн и Уран , а также спутник Сатурна Титан имеют значительные сезонные лаги, соответствующие двум-трем месяцам в земных условиях. Марс , с другой стороны, имеет незначительное сезонное отставание – не более нескольких дней. В случае Венеры сезонная задержка не будет обнаружена, поскольку на планете нет сезонов из-за очень эффективного переноса тепла в ее массивной атмосфере (что стирало бы вызывающий сезон эффект наклона оси , но ее осевой наклон в любом случае очень мал) и очень низкий эксцентриситет орбиты (почти нет изменений в расстоянии от Солнца). То же самое относится и к Меркурию , даже в его « аномальные времена года», поскольку он имеет незначительную атмосферу и поэтому подвергается почти мгновенному нагреву и охлаждению.