Из-за того, что в разное время разные участки планеты получают разное количество тепла от Солнца. А происходит это из-за параметров орбиты планеты.

Солнце круглое, и лучи расходятся от него по кругу. Однако наша планета находится достаточно далеко, чтобы мы считали, что к нам лучи идут параллельно, как от гигантского прожектора, никуда не сворачивая и ничего не огибая.

Если бы наша планета стояла ровно, то крутилась бы в этом потоке, равномерно прогреваясь со всех сторон, как шашлык на вертеле. Однако из-за наклона земной оси к Солнцу попеременно повернуто то одно, то другое полушарие. При этом людям из разных мест кажется, что Солнце подни-мается на разную высоту. Тут примерно такой же эффект, как с перевернутой Луной – если Солнце в это время года светит высоко над Великобританией, то австралийцу его будет видно достаточно плохо, и тепла он получит меньше. Значит, в этот момент в Австралии – зима, а в Великобритании – лето. Проходит полгода, Земля перемещается на другую сторону своей орбиты. Солнце свое положение меняет, а вот наклон оси – нет. Поэтому теперь тепло достается австралийцам.

Интереснее всего в данном случае тем, кто находится на полюсах. Пока ось наклонена к Солнцу, планета подставляет ему Северное полушарие так, что Северный полюс вообще не может от него отвернуться. Там наступает не просто лето, а полярный день – Солнце вообще не уходит за горизонт, просто бегая по кругу! Чем ближе к полюсу находится наблюдатель, тем сильнее эффект. На самóм полюсе Солнце может не заходить полгода, в Мурманске – два месяца, а вот, например, в Санкт-Петербурге жители отделываются только лишь белыми ночами в течение нескольких дней июня. На противоположной стороне планеты в этот момент наступают полярные ночи.

Форма орбиты Земли тоже влияет на времена года. Мы движемся вокруг Солнца не по идеальному кругу, а по вытянутому овалу – э́ллипсу, причем Солнце находится не совсем по центру орбиты, а чуть ближе к одному краю. Когда планета оказывается в периге́лии своей орбиты, она получает меньше тепла, чем в афе́лии.

Апоцентр – ближайшая точка орбиты к центру вращения. Перицентр – самая далекая точка орбиты. Для конкретных центров вращения эти точки могут переименовываться. Например, у тел, которые вращаются вокруг Солнца, на орбите есть апогелий (иногда его еще называют афелием) и перигелий (от «гелио» – солнце), а у Луны эти точки называются апогей и перигей («гео» – земля).

Вытянутость орбиты работает так, что, когда Земля находится максимально далеко от Солнца, она получает немного меньше тепла. В этот момент в Южном полушарии зима. Это одна из причин, почему в Антарктиде зимы обычно холоднее, чем в Арктике (а еще сильно влияет сама поверхность планеты и глобальные климатические процессы в атмосфере). Правда, у Земли разница в расстоянии до Солнца в этих точках всего 5 миллионов километров (если поделить 5 миллионов на 150 миллионов из астрономической единицы, получится, что расстояние до Солнца в течение года меняется примерно на 3%), так что разница между зимами в двух полушариях очень маленькая.

Кроме того, орбита нашей планеты не остается неизменной. Ось нашей планеты никак не закреплена и постоянно «шатается» из-за гравитации Луны и Солнца. Одно из таких «шатаний» – это движение самого направления оси по кругу – прецéссия земной оси. Представьте себе раскрученную юлу, которая постоянно наклоняется то в одну сторону, то в другую. Это тоже прецессия.

Полный оборот направление оси нашей планеты делает примерно за 26 000 лет. Это достаточно долго, чтобы в течение одной человеческой жизни ничего не изменилось, но современные ученые замечают, что все звезды как будто немного «уехали» по сравнению с античными записями. Прецессия медленно, но верно смещает многие астрономические процессы вместе с земной осью, в том числе и времена года. Правда, официальный календарь постоянно подправляют, чтобы он не «уезжал» вместе с орбитой. А ведь через каких-нибудь 13 тысяч лет наши потомки в Северном полушарии могли бы купаться в речках в январе, а в июле играть в снежки. А еще Полярная звезда со временем перестанет показывать на север – и направление на полюс «уедет» вместе с осью. Поэтому всю космическую навигацию по звездам приходится каждый год подправлять, как и календарь.

Кроме прецессии есть еще и другие «шатания» планеты. Так же медленно плавает наклон нашей оси, и даже сама орбита смещается, двигаясь вокруг Солнца, становясь то круглее, то овальнее. Все эти вращения называются циклами Мила́нковича и влияют на глобальные изменения климата, например, на наступление ледниковых периодов.

Есть ли времена года на Марсе? Какие параметры планеты нужно найти, чтобы ответить на этот вопрос?