Зимнее солнцестояние отмечает самый короткий день и самую длинную ночь в году в Северном полушарии. Оно происходит между 20 и 23 декабря каждого года. После солнцестояния продолжительность светового дня начинает увеличиваться по мере приближения весны и лета. Но означает ли это, что солнце сразу же начинает садиться позже? Ответ сложен и зависит от нескольких факторов. В этой статье мы рассмотрим, как изменяется время захода солнца в течение недель и месяцев после солнцестояния.
Во время зимнего солнцестояния Северное полушарие максимально наклонено в сторону от солнца. Это приводит к самому короткому периоду светового дня в году и самой длинной ночи. Солнцестояние знаменует собой поворотный момент — после его окончания количество световых часов постепенно начинает увеличиваться. Однако это не сразу приводит к задержкам времени заката.
В течение недель, следующих сразу за солнцестоянием, время заката продолжает становиться более ранним. Этот противоречащий здравому смыслу эффект связан с несоответствием между солнечным временем и нашим гражданским временем по часам.
Солнечное время основано на положении солнца на небе, которое определяет, когда происходит восход и закат. Наше гражданское время, отсчитываемое на часах, определяется постоянным 24-часовым циклом дня.
Вокруг солнцестояния солнечное время опережает время по часам на 30 минут. Таким образом, даже когда дни становятся длиннее по солнечному времени, закат по часам продолжает происходить раньше.
Солнечному времени требуется около 2-4 недель после солнцестояния, чтобы выровняться с временем по часам из-за эллиптической орбиты Земли. Только тогда время заката начинает сдвигаться на более позднее время.
Уравнение времени описывает разницу между солнечным временем и временем по часам в течение года. В период зимнего солнцестояния уравнение времени положительно, то есть солнечное время опережает часовое:
| Дата | Уравнение времени (минуты) |
|---|---|
| 15 декабря | +12 |
| 22 декабря (Солнцестояние) | +30 |
| 1 января | 0 |
Как видно из таблицы, уравнение времени постепенно уменьшается после солнцестояния, пока солнечное и часовое время не выровняются в начале января. Это меняющееся несоответствие объясняет, почему закат продолжает смещаться раньше в течение нескольких недель после солнцестояния.
Помимо уравнения времени, на время заката влияют еще несколько факторов:
– Широта: Чем севернее вы живете, тем сильнее преувеличены сезонные колебания времени заката. Вблизи экватора продолжительность светового дня остается более постоянной в течение всего года.
– Атмосферная рефракция: Она преломляет свет и заставляет солнце казаться немного выше в небе, чем его истинное положение. Это приводит к тому, что закаты происходят на 2–3 минуты позже, чем предсказывается астрономами.
– Топография: Горы, холмы и здания на западном горизонте заставляют солнце казаться заходящим раньше. Равнинная местность без препятствий задерживает закат на несколько минут.
– Летнее время: когда часы весной переводят на час вперед, закаты происходят по более позднему гражданскому времени, несмотря на то, что солнечное время остается фиксированным.
– Високосные годы: дополнительный день в феврале в високосные годы немного сдвигает время заката.
Таким образом, в недели после зимнего солнцестояния продолжающееся выравнивание солнечного и гражданского времени является основным фактором более раннего заката по часам. Местоположение, рефракция, рельеф и другие факторы также влияют на время.
Учитывая эти факторы, сколько времени требуется, чтобы время заката фактически начало задерживаться после зимнего солнцестояния?
В средних северных широтах время заката обычно продолжает сдвигаться раньше в течение 2–4 недель после солнцестояния. Вот несколько примеров городов в США:
| Город | Время захода солнца в день солнцестояния | Закат через 2 недели | Закат через 4 недели |
|---|---|---|---|
| Чикаго | 4:21 pm | 4:20 pm | 4:23 pm |
| Денвер | 4:38 pm | 4:37 pm | 4:40 pm |
| Нью-Йорк | 4:31 pm | 4:28 pm | 4:33 вечера |
Для более низких широт, ближе к экватору, эффект уменьшается. Например, в Майами время заката сдвигается на более позднее время в течение 1-2 недель после солнцестояния.
Дальше на север задержка увеличивается. В Сиэтле время заката не начинает задерживаться до начала февраля, тогда как в Анкоридже, Аляска, это длится до середины февраля.
Таким образом, в среднем, для большинства мест в средних широтах Северного полушария закат начинает смещаться позже по гражданскому времени примерно через 2-4 недели после зимнего солнцестояния.
Чтобы наглядно представить, как время заката меняется в течение всего года, вот график для Чикаго:
| Месяц | Время заката |
|---|---|
| Декабрь (солнцестояние) | 4:21 pm |
| Январь | 4:30 pm |
| Февраль | 5:40 вечера |
| Март (равноденствие) | 7:00 вечера |
| Апрель | 7:40 вечера |
| Май | 8:15 вечера |
| Июнь (солнцестояние) | 8:30 вечера |
| Июль | 8:25 вечера |
| Август | 7:45 вечера |
| Сентябрь | 6:50 вечера |
| Октябрь | 6:00 вечера |
| Ноябрь | 4:40 вечера |
Как показано, время заката постепенно смещается на более позднее время весной, достигает пика в середине лета, а затем снова отступает на более раннее время осенью и в начале зимы. Ключевой вывод заключается в том, что, хотя зимнее солнцестояние знаменует собой поворотный момент в астрономии, закат продолжает становиться более ранним в течение нескольких недель после этого, пока солнечное время не совпадет с гражданским временем.
Связанный с этим вопрос заключается в том, начинает ли положение заходящего солнца на горизонте смещаться на север сразу после солнцестояния.
Во время зимнего солнцестояния заходящее солнце находится в своей самой южной точке вдоль горизонта. Но подобно времени, положение солнца продолжает смещаться на юг до начала января. Это снова связано с несоответствием между солнечным и гражданским временем.
Солнцу требуется около 2-4 недель, чтобы достичь своей самой южной точки захода, прежде чем изменить курс и двигаться на север вдоль горизонта в течение весны и лета. Таким образом, и время, и положение заката задерживаются по сравнению с самим солнцестоянием.
Зимнее солнцестояние также не отмечает самый ранний солнечный полдень в году или когда солнце достигает своей самой высокой точки на небе. До начала января солнечный полдень продолжает наступать немного раньше по часам.
Солнечный полдень достигает своего самого раннего времени и начинает задерживаться в течение весны и лета. Итак, солнечный полдень, время заката и положение солнца на горизонте смещаются через несколько недель после самого солнцестояния.
Это отставание заходящего солнца также происходит около летнего солнцестояния в июне. Время заката продолжает смещаться позже в течение 2-4 недель после летнего солнцестояния.
Равноденствия работают по-другому — они знаменуют собой немедленное изменение. В весеннее и осеннее равноденствия направление заходящего солнца мгновенно меняется вдоль горизонта. А время восхода, заката и солнечного полдня начинают смещаться либо раньше, либо позже самой даты равноденствия.
В Южном полушарии все наоборот из-за противоположных сезонов. Здесь декабрьское солнцестояние знаменует самый длинный день и начало лета.
В течение нескольких недель после декабрьского солнцестояния время заката продолжает смещаться на более позднее время в Южном полушарии. Для того чтобы солнечное и гражданское время перестроились, и закат начал происходить раньше каждый день, требуется до середины января.
Июньское солнцестояние знаменует начало зимы на юге. Опять же, время заката изначально продолжает смещаться на более позднее время, прежде чем изменить направление в июле. Таким образом, те же принципы применяются по обе стороны экватора.
Подводя итог, можно сказать, что зимнее солнцестояние представляет собой поворотный момент, после которого продолжительность светового дня неуклонно увеличивается. Но из-за несоответствия между солнечным временем и временем по часам наступление более поздних закатов и смещение солнечного полдня задерживается на 2–4 недели после самого солнцестояния. Это вызвано постепенной перестройкой солнечного и гражданского времени.
Таким образом, солнцестояние знаменует собой астрономическое начало удлинения дней. Но для того, чтобы эти эффекты стали очевидны для наших чувств, управляемых часами, требуется начало января. Равноденствия, напротив, производят мгновенное видимое изменение в ежедневном пути и времени солнца. Понимание этой динамики дает более глубокое понимание пересечения астрономических событий и нашего гражданского исчисления времени.