Kışın Güneş'e daha mı yakınız?

Kanca

Ocak ayının ilk günleri. Erzurum'da kar dizleri aşmış, İstanbul'da poyraz esiyor. Tam bu günlerde Dünya, yörüngesinde Güneş'e yılın en yakın noktasına geliyor.

Aynı hafta Avustralya'da insanlar yılbaşını sahilde, güneş kremiyle kutluyor. Dünya'nın iki yarısı aynı Güneş'e aynı uzaklıkta, biri üşüyor, öbürü terliyor. Demek ki mevsimleri yaratan şey, Güneş'e ne kadar yakın olduğumuz olamaz.

Merkezi soru

Yaz ile kışı, Dünya'nın Güneş'e uzaklığı değilse ne yaratıyor?

Anlatım

Uzaklık neredeyse hiç değişmez

Dünya'nın yörüngesi tam bir çember değildir, hafifçe basık bir elipstir. Ocak başında Güneş'e en yakın noktadan, günberiden geçer. Temmuz başında en uzak noktada, günötede olur. Aradaki fark yaklaşık beş milyon kilometre, yani ortalama uzaklığın yüzde üçü kadar.

Yüzde üç, bir odanın öbür ucundaki sobaya bir adım yaklaşmak gibidir. Işığın gücü uzaklıkla azalır; bu yüzden Dünya ocakta temmuza göre yaklaşık yüzde yedi fazla Güneş ışığı alır. Ama bu fark, yazı kıştan ayıran uçurumu açıklamaya yetmez.

Uzaklık açıklamasının iki büyük sorunu var. Kuzey Yarımküre'nin kışı, Güneş'e en yakın olduğumuz günlere denk gelir. Üstelik iki yarımkürede aynı anda zıt mevsimler yaşanır. Uzaklık bütün Dünya için aynıdır; bir yarısını ısıtıp öbürünü soğutamaz.

Eğik bir topaç

Asıl sebep, Dünya'nın ekseninin eğik olması. Dönüş ekseni, Güneş çevresindeki yörüngenin düzlemine göre yaklaşık yirmi üç buçuk derece yatıktır. Daha önemlisi, eksen uzayda hep aynı yöne bakar. Dünya Güneş'in çevresinde dolaşırken, eğik bir topaç gibi eğimini korur.

Bu yüzden haziranda Kuzey Yarımküre Güneş'e doğru eğilmiş olur, aralıkta ise Güneş'ten uzağa. Güney Yarımküre'de durum tam tersidir. Haziran bize yaz, Avustralya'ya kış getirir.

Eğimin iki sonucu var ve ikisi birlikte çalışır: Güneş'in gökyüzünde ne kadar yükseğe çıktığı ve gündüzün ne kadar sürdüğü.

Güneş ne kadar yüksekte?

İstanbul'da haziranın sonunda öğle Güneşi ufuktan yaklaşık yetmiş iki derece yükselir, neredeyse tepemizdedir. Aralığın sonunda ise öğle Güneşi ancak yirmi altı derece kadar yükselir. Kışın öğle vakti bile gölgeler uzundur.

Bunun neden önemli olduğunu bir el feneriyle görebilirsin. Feneri masaya dik tutarsan ışık küçük ve parlak bir daire çizer. Eğik tutarsan aynı ışık uzun, soluk bir elipse yayılır. Toplam ışık aynıdır, ama her santimetre kareye düşen pay azalır.

Güneş ışığı da böyle çalışır. İstanbul'da haziran öğlesinde bir metrekarelik yere düşen Güneş ışığı, aralık öğlesindekinin iki katından fazladır. Alçaktaki Güneş'in ışığı bir de havanın içinde daha uzun yol alır ve yolda daha çok zayıflar.

Gündüz ne kadar uzun?

Eğimin ikinci sonucu gün uzunluğu. Haziranın sonunda İstanbul'da Güneş yaklaşık on beş saat ufkun üstünde kalır. Aralığın sonunda bu süre yaklaşık dokuz saate iner. Yazın hem daha dik gelen ışık alırız, hem de onu daha uzun süre alırız; geceler ise ısının kaçması için kısadır.

Kuzeye gittikçe bu fark büyür. Kuzey Kutbu'na yakın yerlerde yaz gündönümü çevresinde Güneş hiç batmaz, gece yarısı bile ufkun üstünde dolaşır. Kışın aynı yerlerde Güneş günlerce, kutbun kendisinde ise aylarca doğmaz. Bunun tek sebebi yine eğimdir: haziranda kutup bölgesi, Dünya dönerken hiç gölgeye girmeyecek kadar Güneş'e yatık durur.

Yılın en uzun ve en kısa günlerine gündönümü denir: haziranda yaz gündönümü, aralıkta kış gündönümü. İkisinin arasında, martta ve eylülde, gece ile gündüzün yaklaşık eşit olduğu iki gün vardır: ekinokslar. Baharı karşılayan Nevruz, mart ekinoksuna denk gelir.

En sıcak gün neden en uzun gün değil?

En uzun gün haziranda, ama en sıcak günler genellikle temmuz ve ağustostadır. Denizler ve toprak ısıyı yavaş alır ve yavaş bırakır. Isınan bir fırın gibi, Dünya'nın yüzeyi de en çok ısı aldığı günlerden birkaç hafta sonra en sıcak hâline ulaşır.

Aslında…

Bu yanlışı sınamanın en kolay yolu tek bir soru sormak: Uzaklık mevsimleri yaratıyorsa, Türkiye kışı yaşarken Avustralya neden yazı yaşıyor?

Büyük resim

Mevsimler, insanlık tarihinin takvimini yazdı. Ne zaman ekileceği, ne zaman hasat yapılacağı, sürülerin ne zaman yaylaya çıkacağı, Güneş'in gökyüzündeki yüksekliğine bağlıydı. Pek çok toplum gündönümlerini ve ekinoksları bayramlarla karşıladı.

Bu dersin bir de bilimsel bir dersi var. Uzaklık açıklaması ilk bakışta çok mantıklı görünür. Onu yıkan şey, basit iki gözlemdir: en yakın olduğumuz zaman ve iki yarımkürenin zıt mevsimleri. Güzel bir açıklama, gözlemle çelişiyorsa bırakılmalıdır.

Özet

1. Dünya Güneş'e en çok ocak başında yaklaşır; uzaklık yıl boyunca yalnızca yaklaşık yüzde üç değişir ve mevsimleri açıklamaz.
2. Mevsimleri, Dünya'nın ekseninin yaklaşık yirmi üç buçuk derece eğik olması ve bu eğimin yıl boyunca aynı yöne bakması yaratır.
3. Yazın Güneş daha yüksekten, daha dik açıyla ve daha uzun süre ışık verir; kışın ışık eğik gelir, yayılır ve gündüz kısalır.

Görev

Quiz

1. Dünya yılın hangi zamanında Güneş'e en yakındır?
2. Uzaklık açıklamasını çürüten iki gözlem nedir?
3. Dünya'nın ekseninin eğikliği yaklaşık kaç derecedir ve yıl boyunca nasıl davranır?
4. El feneri benzetmesi mevsimler hakkında neyi gösterir?
5. En uzun gün haziranda olduğu hâlde en sıcak günler neden temmuz ve ağustosa denk gelir?

Cevaplar

1. Ocak ayının başında.
2. Kuzey Yarımküre'nin kışının Güneş'e en yakın olduğumuz günlere denk gelmesi ve iki yarımkürenin aynı anda zıt mevsimler yaşaması.
3. Yaklaşık yirmi üç buçuk derecedir ve uzayda hep aynı yöne bakar.
4. Eğik gelen ışığın daha geniş bir alana yayıldığını, bu yüzden her metrekareye daha az enerji düştüğünü gösterir.
5. Denizler ve toprak ısıyı yavaş alıp yavaş bıraktığı için yüzey, en çok ısı alınan günlerden birkaç hafta sonra en sıcak hâline ulaşır.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Güneş'in gökyüzündeki yolu yıl boyunca değişiyor; ama gökyüzünde bundan çok daha hızlı değişen bir cisim var. Ay birkaç gün arayla ince bir hilalden yarım daireye, oradan dolunaya dönüşüyor. Pek çok kişi bu şekillerin Dünya'nın gölgesinden olduğunu düşünür. Ay'ın şekli gerçekten bir gölge mi, yoksa aydınlık yüzüne hangi açıdan baktığımızla mı ilgili?