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.
Польза и необходимость солнечного света для человеческого организма не подвергается сомнению. Любому из нас известно, что без него невозможно существование. Зимой все мы испытываем более или менее сильный его дефицит, что отрицательно сказывается на самочувствии и подрывает без того нестойкий иммунитет.
Что происходит со световым днем
С наступлением холодного сезона световой день, продолжительность которого стремительно уменьшается, все больше уступает права. Ночи делаются длиннее и длиннее, а дни, наоборот - короче. После периода зимнего равноденствия ситуация начинает меняться в обратную сторону, чего большинство из нас ждет с нетерпением. Множество людей желает точно ориентироваться в продолжительности светового дня в настоящее время и в ближайшей перспективе.
Как известно, количество световых часов в сутках начинает увеличиваться по окончании периода так называемого зимнего солнцестояния. На его пике ежегодно бывает зафиксирован световой день, продолжительность которого самая низкая. С научной точки зрения объяснение состоит в нахождении солнца именно в это время в наиболее отдаленной точке орбиты нашей планеты. Влияние на это оказывает эллиптическая (то есть вытянутая) форма орбиты.
В северном полушарии бывает в декабре и приходится на 21-22 число. Небольшое смещение данной даты зависит от динамики Луны и сдвигов в високосные годы. В то же самое время южное полушарие переживает обратный период летнего солнцестояния.
Световой день: продолжительность, сроки
За несколько дней до и после даты каждого солнцестояния дневное светило не меняет своего положения. Лишь через два или три дня по завершении самых темных суток светлый промежуток начинает понемногу увеличиваться. Причем вначале этот процесс практически не виден, так как прибавление происходит всего лишь на несколько минут в день. В дальнейшем начинает светлеть быстрее, объясняется это возрастанием скорости солнечного вращения.
Фактически увеличение продолжительности светового дня в северном полушарии Земли начинается не ранее 24-25 декабря, и происходит оно до самой даты летнего солнцестояния. Этот день поочередно приходится на один из трех: с 20 по 22 июня. Увеличение светового дня оказывает заметный положительный эффект на состояние здоровья людей.
По мнению астрономов, зимним солнцестоянием считается момент достижения солнцем самой наименьшей угловой высоты над уровнем горизонта. После него в течение нескольких может начинать свой восход даже чуть позже (на несколько минут). Рост продолжительности светового дня наблюдается вечерами и совершается за счет все более позднего заката.
Отчего так бывает
Данный эффект также объясняется увеличением скорости движения Земли. Убедиться в этом можно, взглянув на таблицу, где отражены солнечные восходы и заходы. Как говорят астрономы, день прибавляется вечером, а неравномерно с обеих сторон. График продолжительности светового дня дает наглядное представление о динамике этого процесса.
Ежедневно закат сдвигается на несколько минут. Точные данные легко проследить по соответствующим таблицам и календарям. Как поясняют ученые, эффект этот вызван сочетанием суточного и годового движений солнца по небу, которое зимой чуть скорее, чем летом. В свою очередь, вызвано это тем, что, обращаясь с постоянной скоростью вокруг собственной оси, Земля в зимнее время расположена ближе к Солнцу и двигается по орбите вокруг него чуть-чуть быстрее.
Эллипсообразная орбита, по которой перемещается наша планета, обладает ярко выраженным эксцентриситетом. Данный термин обозначает величину вытянутости эллипса. Максимально приближенная к Солнцу точка данного эксцентриситета именуется перигелием, а самая отдаленная - афелием.
Утверждают, что для двигающегося по орбите в форме эллипса тела характерна максимальная скорость в тех точках, которые максимально приближены к центру. Именно поэтому движение солнца по небосводу зимой чуть-чуть более быстрое, чем летом.
Как движение Земли по орбите влияет на климат
Как считают астрономы, точку перегелия Земля проходит приблизительно 3 января, а афелия - 3 июля. Возможно изменения этих дат на 1-2 дня, что связано с дополнительным влиянием движения Луны.
Эллипсоподобная форма орбиты Земли оказывает влияние также и на климат. Во время зимы в Северном полушарии наша планета расположена ближе к Солнцу, летом же - дальше. Этот фактор делает чуть менее заметной разницу между климатическими сезонами нашего северного полушария.
В то же время в Южном полушарии эта разница более заметна. Как установлено учеными, один оборот точки перегелия происходит примерно за 200 000 лет. То есть примерно через 100 000 лет ситуация поменяется на прямо противоположную. Что ж, доживем - увидим!
Даешь солнечный свет!
Если вернуться к текущим проблемам, то важнее всего для нас тот факт, что эмоциональное, психическое и физическое состояние жителей Земли улучшается прямо пропорционально возрастанию длительности светового времени суток. Даже незначительное (на несколько минут) удлинение дня сразу после зимнего солнцестояния оказывает серьезный моральный эффект на уставших от темных зимних вечеров людей.
С медицинской точки зрения, положительное влияние солнечного света на организм объясняется возрастанием выработки гормона серотонина, заведующего эмоциями счастья и радости. К сожалению, в темноте он вырабатывается крайне плохо. Именно поэтому увеличение продолжительности светового промежутка путем воздействия на эмоциональную сферу ведет к общему улучшению самочувствия и укреплению человеческого иммунитета.
Немалую роль в ощущениях каждого из нас играют суточные внутренние биоритмы, которые энергетически привязаны к продолжающемуся с момента сотворения мира чередованию дня и ночи. Ученые уверены, что адекватно работать и справляться с внешними перегрузками наша нервная система может, лишь регулярно получая вполне определенную дозу солнечного света.
Когда света недостаточно
Если же солнечных лучей не хватает, последствия могут быть самыми печальными: от регулярных нервных срывов до серьезных психических расстройств. При остром недостатке света может развиться самое настоящее депрессивное состояние. А сезонные расстройства аффективного характера, которые выражаются в подавленности, плохом настроении, общем снижении эмоционального фона наблюдается сплошь и рядом.
Кроме того, современные горожане подвержены еще одной напасти. Световой день, продолжительность которого слишком мала для современной городской жизни, требует корректировки. Речь идет об огромном, зачастую излишнем количестве искусственного освещения, которое получает почти любой житель мегаполиса. Наш организм, неприспособленный к такому количеству искусственного света, способен запутаться во времени и впасть в состояние десинхроноза. Это ведет не только к ослаблению нервной системы, но и к обострению любых имеющихся хронических заболеваний.
Что такое долгота дня
Рассмотрим теперь понятие долготы дня, актуального для каждого из нас в первые дни после зимнего солнцестояния. Этим термином обозначается тот промежуток времени, что длится от восхода до захода солнца, то есть время, на протяжении которого наше светило видно над горизонтом.
Величина эта находится в прямой зависимости от солнечного склонения и географической широты точки, где ее нужно определить. В районе экватора величина долготы дня не меняется и составляет ровно 12 часов. Эта цифра является пограничной. Для северного полушария весной и летом день длится дольше 12 часов, зимой и осенью - меньше.
Осеннее и весеннее равноденствие
Дни, когда продолжительность ночи совпадает с продолжительностью дня, именуются днями весеннего равноденствия, либо осеннего. Это происходит и 23 сентября соответственно. Понятно, что самой высокой цифры долгота дня достигает в момент летнего солнцестояния, а наиболее низкой - в день зимнего.
За полярными кругами каждого из полушарий величина долготы дня зашкаливает за 24 часа. Речь идет обо всем известном понятии полярного дня. На полюсах он имеет продолжительность в целых полгода.
Долготу дня в любой точке полушария можно определить достаточно точно по специальным таблицам, содержащим расчет продолжительности светового дня. Разумеется, эта цифра ежедневно меняется. Иногда для приблизительной оценки использует такое понятие, как средняя продолжительность светового дня по месяцам. Для наглядности рассмотрим эти цифры для той географической точки, где расположена столица нашей страны.
Продолжительность светового дня в Москве
В январе световой день на широте нашей столицы составляет в среднем 7 часов 51 минуту. В феврале - 9 часов 38 минут. В марте его продолжительность достигает 11 часов 51 минуты, в апреле - 14 часов 11 минут, в мае - 16 часов 14 минут.
На протяжении трех летних месяцев: июня, июля и августа - эти цифры составляют 17 часов 19 минут, 16 часов 47 минут и 14 часов 59 минут. Мы видим, что июньские что соответствует летнему солнцестоянию.
Осенью световой день продолжает сокращаться. В сентябре и октябре его длительность 12 часов 45 минут и 10 часов 27 минут соответственно. Рекордно короткими светлыми днями славятся последние холодные темные месяцы года - ноябрь и декабрь, средняя продолжительность дня которых не превышает 8 часов 22 минут и 7 часов 16 минут соответственно.
В Северном полушарии день начинает прибавляться - 21-22 декабря . Это связано с тем, что в это время наклон оси вращения Земли по отношению к Солнцу- наибольший, и Северное полушарие освещяется наименее всего.
Соответственно, летом 20 или 21 июня ось Земли принимает снова наибольший наклон, но в этот момент Северное полушарие освещается наиболее полно - летнее солцестояние, самый длинный день.
В южном полушарии, соответственно, освещается наоборот: 20-21 июня - зимнее солнцестояние, 21-22 декабря - летнее.
Точная дата или нет?
Принято считать датой, когда начнет прибавляться день, 22 декабря . Во всех календарях отмечают ее как День зимнего солнцестояния. Но если быть абсолютно точным и учитывать все современные исследования астрономов и ученых-физиков, то придется констатировать такой факт. Положение солнечного светила в течение нескольких дней до солнцестояния и после совершенно не меняет своего наклона. И лишь спустя 2-3 суток после солнцестояния можно констатировать, что наступило то время, когда начинает прибавляться световой день.
Так что если следовать научным исследованиям, то ответ на вопрос о том, когда начнет прибавляться день, будет таким - 24-25 декабря. Именно с этого периода ночи становятся немного короче, а светлое время суток - все длиннее и длиннее. Но на бытовом уровне крепко засела информация, что время, когда начинает прибавляться световой день, приходится на 22 декабря.
Долгота дня
Долгота дня зависит от географической широты места и от склонения Солнца. На земном экваторе она приблизительно постоянна и составляет обычно чуть больше 12 часов; отклонения от точного значения обусловлены самим определением восхода и захода Солнца, поскольку восходом Солнца и его заходом традиционно считается момент пересечения видимого горизонта верхним краем солнечного диска, а не момент пересечения истинного горизонта центром Солнца. Кроме того, на долготу дня влияет также рефракция солнечных лучей, а наклон земной оси к плоскости эклиптики определяет колебания долготы дня, в том числе и на экваторе. В Северном полушарии Земли долгота дня больше 12 часов с конца марта до конца сентября, и меньше 12 часов с конца сентября до конца марта, в Южном - наоборот.
Наибольшая долгота дня бывает в день летнего солнцестояния (около 22 июня в Северном полушарии, около 22 декабря в Южном полушарии), а наименьшая - в день зимнего солнцестояния (около 22 декабря в Северном полушарии, около 22 июня в Южном полушарии).
В дни равноденствий (около 21 марта и около 23 сентября) всюду на Земле день несколько длиннее ночи по той же причине, по которой день на экваторе длиннее 12 часов.
В пределах полярных кругов долгота дня летом может превышать 24 часа (полярный день), а на полюсах день длится полгода плюс поправка по дважды выше упомянутой причине.
Между полюсом и линией полярного круга долгота дня/ночи меняется по нелинейной зависимости, однако на приполюсных градусах зависимость ломается, разница слабо ощутима из-за почти всегда неустойчивого состояния верхних слоёв атмосферы и, как следствие, её колеблющейся рефракции - поэтому точно определить полюс одними визуальными наблюдениями в районе светового солнцестояния (летнего в Арктике и зимнего в Антарктике) можно лишь с весомой погрешностью.
Максимальная долгота дня на других планетах
При этом используются единицы времени Земли:
- Меркурий - около 60 суток
- Венера - 243 суток
- Марс - 24 часа 39 минут 35,24409 секунды (марсианский «сол»)
- Юпитер - 9 часов
- Сатурн - около 10 часов
- Уран - около 13 часов
- Нептун - около 15 часов
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.
В конце декабря 2017 года, а именно 21 числа, ровно в 17:28 по московскому времени был день зимнего солнцестояния. Этот день знаменует начало периода зимнего солнцестояния, а также свидетельствуют о начале «астрономической зимы» и изменению зодиакального созвездия, то есть Солнце начинает поворачиваться в сторону весны. Солнечный диск как бы замирает на месте, примерно на трое суток, поэтому ночь с 21 на 22 декабря — самая длинная в году.
После периода солнцестояния наше светило начинает последовательно подниматься над линией горизонта, прибавляя минуты к световому дню. 21 декабря 2017 года световой день длился почти 7 часов, но к концу года к нему добавилась уже 6 минут. Такие астрономические изменения характерны для северного полушария нашей планеты, в то время как на южном полушарии, начинается период летнего солнцестояния.
Астрономическая наука объясняет такое явление тем, что в период зимнего солнцестояния в северном полушарии нашей планеты солнце меньшее количество времени показывается над горизонтом. А в момент времени, когда солнце будет проходить через самую Южную точку эклиптики — будет точное время зимнего солнцестояния. Скорость увеличения светового дня исключительно зависит от угла наклона Солнца и скорости вращения небесного светила.
На сколько прибавился день с 22 декабря 2017, можно узнать по древним приметам
На протяжении тысячелетий для всех народов нашей планеты период зимнего солнцестояния имел большое значение. Наши предки жили в согласии с природой и пытались организовать свою жизнь в соответствии с природными циклами. Древние люди поклонялись Солнцу, ведь они понимали, что его света и тепла жизни на Земле не будет.
В русском народном творчестве есть множество пословиц и примет, связанных с этим днём:
- если начинать новое дело в день солнцестояние – то оно будет успешным;
- если погода на день зимнего солнцестояния будет хорошая, то на Новый год она будет такой же;
- если в этот день наблюдается иней, то урожай зерновых в этом году будет богатым;
- если погода будет ветреной, то хороший урожай дадут фруктовые деревья;
- если погода будет дождливая, то в начале весны будет много паводков.
Древние славяне в день зимнего солнцестояния праздновали языческий Новый год, который был связан с древним Богом — Колядой. Европейские жители этот день связывали с начало новой жизни и обновлением природы. А у жителей древней Шотландии была традиция бросать необычное солнечное колесо, которое они называли «солнцеворот».
На сколько прибавился день с 22 декабря 2017, первые упоминания в дня зимнего солнцестояния в календаре
Первыми в своем календаре зимнее солнцестояние определили жители Поднебесной. Всего в старом китайском календаре определялось 24 сезона в году.
В стародавнем Китае верили, что с этого момента просыпается мужская сила природы и наступает новый жизненный цикл. День зимнего солнцестояния считался счастливым, поэтому в этот день древние устраивали разнообразные торжеств. Традиция праздновать день зимнего солнцестояния у китайских жителей сохранилась до наших дней.
В Древней Индии этот день праздновали в индуистских и сикхтских общинах, и называли его — Санкранти. Ночью в преддверии торжества местные зажигали множество костров. Они символизировали тепло небесного светила, которое начинало нагреть землю по завершению зимних морозов.
На сколько прибавился день с 22 декабря 2017, зачем переводят стрелки часов
В наши дни изменения продолжительности светового дня связывают с экономической целесообразностью. Многие страны осуществляют перевод стрелок часов на один час вперед или назад, в определённых фазах длительности светового дня для сбережения электрической энергии. Но практика последних лет показывает, что такое внешнее вмешательство в естественные астрономические процессы ведёт к печальным последствиям.
Страны, которые реализовывают эксперимент с переводом часов, экономят только 1% электроэнергии, увеличивая, при этом, количество травм среди населения, самоубийств, количества хронических заболеваний, а также массовых конфликтных ситуаций. Человеческий организм постоянно реагирует на природные и астрономические изменения и пытается подстраиваться под них. При постоянном переводе стрелок часов — меняется привычный режим дня и от этого появляются нарушения в функционировании всех систем организма.
Сегодня множество государств, прислушались к статистическим данным и заключениям экспертов. Они категорически отказались проводить эксперименты с переводом часов, которые никак не экономят энергетических ресурсы, а приносят только вред здоровью всего населения.
Загрузка...
