Содержание
Независимо от того, где вы живете, вы почти наверняка наслаждаетесь преимуществами увеличения продолжительности светового дня в летние месяцы. Если вы живете в Северном полушарии, лето длится с конца июня до конца сентября; в южном полушарии лето занимает тот же период, что и зима к северу от экватора, с конца декабря до конца марта. Это увеличение летнего солнечного света является результатом комбинации все более ранних восходов и более поздних закатов.
Почему на планете больше солнечного света летом и, соответственно, меньше зимой? Ответ объединяет базовую геометрию с базовой астрономией, хотя и не так, как вы думаете.
Астрономические факторы, определяющие продолжительность светового дня
Земля в среднем составляет около 93 миллионов миль (150 миллионов километров) от Солнца. Форма орбиты - это не круг, а эллипс, поэтому в январе Земля приближается к Солнцу примерно на 91 миллион миль, а в июле отклоняется на 95 миллионов миль.
Очевидно, однако, что не этот вариант делает летние месяцы теплее и лучше освещенными, чем зимние месяцы. Вместо этого сезоны в целом являются результатом того, что Земля наклонена на 23,5 градуса от линии, перпендикулярной ее траектории обращения вокруг Солнца. Этот наклон всегда «указывает» в одном и том же направлении относительно Солнца, тогда как Земля совершает круг вокруг него в течение года. Это означает, что вместо того, чтобы каждая часть планеты получала 12 часов солнца и 12 часов темноты каждый год в течение года, как это происходило бы, если бы вращение Земли было перпендикулярно его орбитальной плоскости, каждое местоположение (кроме самого экватора) испытывало больше дневного света, чем темноты летом. Кроме того, этот дисбаланс становится более выраженным с увеличением расстояния от экватора (и, следовательно, близости к полюсам). В северном полушарии июнь - самый солнечный месяц в целом, а декабрь, соответственно, самый темный.
Возможно, вы слышали о Северном полярном круге, линии широты, вращающейся вокруг Земли в 66,5 градусах к северу от экватора (или 23,5 градуса к югу от Северного полюса) и Северном полярном круге, полярном круге, аналогично расположенном в Южном полушарии. Значение этих мнимых границ состоит в том, что области, расположенные ближе к полюсам, чем те, которые испытывают круглосуточный солнечный свет в течение месяца или более, начиная с наступления лета, называются летним солнцестоянием. Это связано с тем, что в этот день наклонная ось вращения Земли направлена прямо к Солнцу, а небольшие участки планеты не полностью вращаются вне солнечных лучей, пока не пройдет какое-то время. Количество часов летнего солнцестояния дневного света в этот день повсюду на Земле.
В конце лета, во время осеннего (осеннего) равноденствия, которое происходит 21 или 22 сентября в северном полушарии, ось или вращение не направлены ни к Солнцу, ни от него. Это приводит к тому, что в течение одного дня Земля вообще не наклоняется вокруг своей оси, и везде на Земле получают 12 часов солнечного света и 12 часов темноты. Это также происходит во время весеннего (весеннего) равноденствия через шесть месяцев, когда количество дневного солнечного света увеличивалось с годового минимума в течение трех месяцев, а не уменьшалось.
Географические примеры
Ряд веб-сайтов, включая страницу, управляемую ВМС США (см. Ресурсы), интегрируют эти принципы и позволяют быстро определять, сколько солнечного света получает конкретное место в каждый день года. Например, если вы въезжаете в Портленд, штат Орегон, США, который имеет широту чуть более 45 градусов и, следовательно, чуть более половины пути к Северному полюсу от экватора, вы обнаружите, что город горит в течение 15 часов и 41 минуты на время летнего солнцестояния и 8 часов 42 минуты во время зимнего солнцестояния шесть месяцев спустя, а это означает, что время захода солнца в штате Орегон может варьироваться примерно на три с половиной часа. Более северные города показывают ту же схему, но большую амплитуду между максимальным и минимальным количеством солнечного света в разные сезоны.