Как меняется продолжительность дня. Когда начнет прибавляться день

МОСКВА, 24 дек - РИА Новости. После зимнего солнцестояния Солнце может восходить даже позже, чем до него, а продолжительность дня постепенно прибавляется с вечера из-за более высокой скорости движения Земли вокруг Солнца. Об этом рассказал РИА Новости руководитель Отдела астрометрии и службы времени Астрономического института имени Штернберга МГУ (ГАИШ) доктор наук Константин Куимов.

Зимнее солнцестояние с точки зрения астрономов - момент, когда Солнце достигает минимального склонения, то есть находится на наименьшей угловой высоте над горизонтом. Солнцестояние произошло 21 декабря в 23.28 по всемирному времени, 22 декабря в 02.38 по Москве.

По словам Куимова, после солнцестояния световой день начинает увеличиваться, но это происходит не равномерно, и не с "обеих сторон" - сначала отодвигается во времени момент захода Солнца.

"Если вы посмотрите таблицу восходов и заходов Солнца, вы увидите, что несмотря на то, что продолжительность светового дня увеличивается, восход первые несколько дней бывает чуть-чуть позже, и заход тоже чуть позже. Говорят, что день прибавляется с вечера", - сказал астроном.

Так, в пятницу Солнце в Москве взошло в 08.58, а зайдет в 15.59, а в субботу уже в 08.59 и в 15.59 соответственно. В следующие несколько дней момент заката будет отодвигаться примерно на минуту в день, а восход будет "стоять на месте" - в 08.59.

"Это происходит потому, что Земля вращается вокруг своей оси с определенной скоростью, но зимой находится близко к Солнцу и по орбите движется чуть быстрее, чем летом. Годовое движение Солнца по небу несколько быстрее, чем летом, и, сочетаясь с суточным движением, это и дает такой эффект", - пояснил Куимов.

Орбита Земли, хотя и очень близка к круговой, но имеет заметный эксцентриситет (степень вытянутости эллипса), на ней есть точка, максимально близкая к Солнцу - перигелий, и максимально далекая - афелий. Согласно законам Кеплера, тело, двигающееся по эллиптической орбите, имеет большую скорость в точках, близких к центральному телу.

"Поэтому и получается, что зимой Солнце движется по небосводу чуть-чуть быстрее, а летом чуть-чуть медленнее", - сказал собеседник агентства.

По его словам, Земля находится в перигелии около 3 января, а в афелии - около 3 июля. Дата может на день-два меняться, потому что на расстояние влияет и движение Луны, добавил ученый.

Куимов отметил, что эллиптичность земной орбиты влияет на климат: когда в северном полушарии зима - Земля ближе к Солнцу, а летом - дальше, что несколько смягчает разницу между сезонами в северном полушарии и несколько увеличивает - в южном.

Из-за возмущений планет через 100 тысяч лет ситуация станет обратной. Точка перигелия совершает примерно один оборот в 200 тысяч лет.

"Разница в расстояниях зимой и летом между Землей и Солнцем - 0,3%-0,4%. Освещенность убывает с квадратом расстояния, и разница уже может достигать 6%, а это уже заметная величина. Приблизительно через 100 тысяч лет эти 6% могут вызвать заметные изменения климата", - сказал астроном.

По его словам, некоторые специалисты считают, что это одна из причин регулярных оледенений, хотя только эта астрономическая причина должна менять климат в разных полушариях разнонаправлено.

Изменения продолжительности светового дня в разные сезоны объясняются вращением Земли вокруг ее оси. Если бы Земля не вращалась, дневной и ночной циклы были бы совсем иными. Хотя, вполне вероятно, что они и вовсе бы отсутствовали. Сокращение или увеличение продолжительности светового дня зависит от времени года и того, где вы находитесь на Земле. Кроме того, на дневное время влияет угол наклона земной оси и ее путь вокруг Солнца.

Продолжительность вращения

Сутки, продолжающиеся 24 часа, — это время, которое требуется для того, чтобы Земля совершила целый оборот вокруг собственной оси: именно поэтому на следующий день Солнце появляется в одном и том же месте на небе. Однако не стоит забывать, что Земля продолжает двигаться вокруг Солнца, и это явление оказывает огромное влияние на продолжительность светового дня.

Фактическое время одного вращения Земли несколько короче, чем мы привыкли думать: около 23 часов и 56 минут. Астрономы обнаружили это, регистрируя время, когда звезда появилась на одном и том же месте на небе на следующий день — это явление было названо звездным днем.

Более длинные и короткие дни

Хотя солнечный день составляет 24 часа, не в каждом дне содержится 12 часов светового дня и 12 часов темного времени суток. Зимой ночи длиннее, чем летом. Это явление объясняется тем, что воображаемая ось Земли расположена не под прямым углом: она наклоняется под углом в 23,5 градуса. Собственно, поскольку наша планета вращается вокруг Солнца на протяжении года, северная половина Земли наклоняется к Солнцу летом, вызывая продолжительный световой день и короткую ночь. Зимой это меняется: наша планета отдаляется от Солнца, и ночное время становится длиннее. Весной и осенью Земля ни наклонена к Солнцу, ни от него, а где-то между, поэтому день и ночь в эти времена года одинаковы. Вот как можно объяснить, почему весной продолжительность светового дня возрастает: наша планета поворачивается к солнышку!

Наше количество дневных часов зависит от нашей широты и того факта, каково положение Земли по отношению к Солнцу. Ось вращения нашей планеты наклонена от орбитальной плоскости и всегда расположена в одном направлении — к полярной звезде. В результате положение земной оси по отношению к Солнцу постоянно меняется в течение года.

Собственно, именно этот фактор влияет на распространение солнечного света по поверхности Земли на любой заданной широте.

Изменение угла приводит к изменению количества солнечной энергии, которая достигает определенных областей планеты. Это вызывает сезонное изменение интенсивности солнечного света, достигающего поверхности, и влияет на продолжительность светового дня.

Изменение интенсивности происходит потому, что угол, под которым лучи от Солнца двигаются и попадают на Землю, изменяется по мере смены сезонов.

Докажем на практике

Если вы посветите фонарем на потолок, площадь освещенной области будет изменяться в зависимости от того, будете ли вы направлять свет под прямым углом или нет. Точно также энергия Солнца распространяется по разным географическим районам, когда она достигает поверхности Земли. Он более сконцентрирован в наши летние месяцы, когда солнце выше в небе.

Между летним и зимним солнцестоянием количество дневных часов уменьшается, а темпы их уменьшения больше, чем выше широта. Чем меньше солнечных часов, тем холоднее ночи. Вот почему продолжительность светового дня весной возрастает: планета постепенно поворачивается к Солнцу, поглощая одной из своих сторон все больше солнечной энергии.

Поскольку параллельно вращению вокруг Солнца Земля также продолжает вращаться вокруг собственной оси, то за 24 часа она делает один полный оборот. Интересно, что продолжительность суток меняется со временем. Так, около 650 миллионов лет назад сутки длились около 22 часов вместо привычных нам 24!

Солнцестояние

Солнцестояние представляют собой явление, когда при определенном положении орбиты Земли отмечают самые длинные и кратчайшие дни года. Зимнее солнцестояние, происходящее в Северном полушарии, знаменует собой самый короткий день, после которого световой день начинает медленно расти. Летнее солнцестояние в этом же полушарии приходится на самый продолжительный световой день, после чего он начинает становиться короче. Солнцестояние также называют в честь месяца, в котором оно происходит.

Также важно понимать, что то, какая продолжительность светового дня в день солнцестояния, зависит от полушария, в котором вы находитесь. Так, в Северном полушарии июньское солнцестояние отмечает самый продолжительный световой день в году. В то время, как в Южном полушарии июньское солнцестояние обозначает самую длинную ночь.

Солнцестояние - один из двух дней в году, когда высота солнца над горизонтом в полдень минимальна или максимальна. В году два солнцестояния - зимнее и летнее.

В день зимнего солнцестояния солнце поднимается на наименьшую высоту над горизонтом.

В северном полушарии зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря, и тогда наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь. Момент солнцестояния ежегодно сдвигается, так как продолжительность солнечного года не совпадает с календарным временем.

В 2012 году день зимнего солнцестояния пришелся на 21 декабря. Солнце максимально опустилось в южное полушарие, и наступила астрономическая зима.

Во время зимнего солнцестояния солнце выше широты 66,5 градусов вообще не восходит -лишь сумерки в этих широтах говорят о том, что оно находится где‑то под горизонтом. На Северном полюсе Земли не видно не только Солнца, но и сумерек, и местонахождение светила можно узнать лишь по созвездиям.

21 декабря солнце пересекло 18 часовой меридиан и начинает подниматься вверх по эклиптике, начиная путь к весеннему равноденствию, когда оно пересечет небесный экватор.

У древних славян в день зимнего солнцестояния праздновался языческий Новый год, он связывался с божеством Колядой. Главным атрибутом празднества был костер, изображающий и призывающий свет солнца, которое после самой долгой ночи в году должно было подниматься все выше и выше. Ритуальный новогодний пирог - каравай - по форме тоже напоминал солнце.

В Европе в эти дни начинался 12‑дневный цикл языческих празднеств, посвященных зимнему солнцестоянию, знаменовавшему начало новой жизни и обновление природы.

В день зимнего солнцестояния в Шотландии был обычай запускать солнечное колесо -Солнцеворот. Бочку обмазывали горящей смолой и пускали вниз по улице. Колесо -символ солнца, спицы колеса напоминали лучи, вращение спиц при движении делало колесо живым и похожим на светило.

Сокращение в осенне-зимний период продолжительности светового дня сказывается на ухудшении самочувствия и ослаблении иммунитета человека, смены фазы подъёма фазой спада во всех жизненных циклах, увеличении расходной части бюджетов стран, приостановке сезонных работ в ряде отраслей экономики (сельском хозяйстве, строительстве и других).

День зимнего солнцестояния фиксирует световой день минимальной продолжительности. В этот день Солнце пересекает наиболее дальнюю точку эллипса, по которому вращается Земля. Этот день для жителей северного полушария нашей планеты наступает 21-22 декабря, в то же время у жителей южного полушария наступает день летнего солнцестояния максимальной продолжительности.

Солнечный свет содействует выработке в организме человека гормона серотонина, вызывающего эмоции радости и счастья. При коротком световом дне выработка серотонина сокращается, что угнетает эмоциональную сферу организма и приводит к ухудшению его состояния. Равенство длительности дня и ночи в дни осеннего и весеннего равноденствия создает идеальные условия для суточных биоритмов. Промежуток цикла, начинающийся в день осеннего равноденствия, и оканчивающийся в день зимнего солнцестояния, представляет собой этап сокращения светового дня в фазе его отставания от длительности ночи. Этот этап наиболее неблагоприятный, на его протяжении все живое на Земле все более угнетается. Второй этап, начинающийся в день зимнего солнцестояния и оканчивающийся в день весеннего равноденствия, также находится в фазе отставания светового дня от ночи, но это отставание постепенно сокращается, негативное влияние недостатка солнечного света постепенно ослабевает. Чем меньше в сутки человек получает солнечных лучей, тем больше он подвержен нервным срывам, вплоть до депрессивных состояний и психических расстройств. Техническая цивилизация пытается компенсировать недостаток солнечного света искусственным освещением, к которому человеческий организм не приспособлен, воспринимает искусственно освещенные ночные часы за дневные, впадая в так называемое состояние десинхроноза, усугубляющего хронические заболевания.

Вместе с тем население северного полушария меньше ощущает влияние смены сезонов года, чем население южного полушария, т.к. зимой северное полушарие находится ближе к Солнцу. Промежуток от восхода до захода Солнца называют долготой дня. Эта величина зависит от географической широты. На экваторе долгота дня является константой продолжительностью 12 часов. На северном полушарии в осенне-зимний период долгота дня меньше 12 часов, а в весенне-летний период больше 12 часов. На полюсах Земли полярные день и ночь длятся полгода. Учитывая важность продолжительности дня, составлены ежедневные и среднемесячные таблицы долготы дня для каждой географической широты.

Например, минимальная среднемесячная долгота дня на широте Москвы фиксируется в декабре месяце 7 часов 16 минут и в январе месяце 7 часов 51 минута.

Самый короткий день в году - 21 или 22 декабря (в зависимости от сдвига в календаре). У него есть особое название - «День зимнего солнцестояния». Это день самого короткого светового дня (всего 5 часов 53 минуты) и самой длинной ночи. Со следующего дня, как известно, он начинает постепенно прибавляться. Если объяснять научным языком, это связано с тем, что наклон оси вращения Земли относительно Солнца принимает максимальное значение.

Во многих культурах этот день всегда был знаменательным событием, всегда ассоциировавшимся с возрождением. Например, в первобытной культуре начало Солнцестояния было не совсем радостным днем, он больше ассоциировался с началом голода. Потому что первобытные люди толком не знали, сколько запасов им нужно заготовить на времена холодов. В Раннее Средневековье это был праздник, поскольку пиво и вино в основном вызревали к середине декабря.

Самый длинный день в году

Самый длинный день в году происходит 21 или 20 июня. Вы уже наверняка заметили, что на улице светло даже в 23 часа. Правда, потом, как и с «зимним» световые дни начинают потихоньку сокращаться, это становится заметным уже в августе.

В современном мире дни зимнего и летнего солнцестояния не являются праздником, но масса традиций сохранились и по сей день. Например, любимые детьми колядки изначально были посвящены 20 декабря, лишь потом они перекочевали на пост-рождественские недели вплоть до Крещения (19 января). В Древнем Египте летнему Солнцестоянию жрецы уделяли большое значение. В России праздник больше известен как День Ивана Купалы, когда празднующие купаются, прыгают через костры, гадают и ищут веток папоротника (который, согласно легенде, цветет именно в этот праздник).

Наблюдать за солнцестоянием затруднительно из-за того, что солнце медленно движется к своей точке. Лишь совсем недавно ученые стали определять точное время события вплоть до мгновения.