Рассветы-закаты и длительность светового дня
Сидела тут и думала, почему, несмотря на конец января, в 8 утра за окном все так же темно? Уже ж целый месяц прошел с дня зимнего солнцестояния...
Пошла смотреть в сети время восхода и заката
Ну и да, действительно, время восхода за месяц мало изменилось, день прибавляется в конце декабря-первой половине января за счет сдвига времени заката ("день прирастает с вечера"). В феврале и в мае день прирастает и с вечера, и с утра почти на равных, и темпы прироста заметно больше. В марте и в апреле длительность дня увеличивается еще быстрее и преимущественно - с утра. Затем в июне - прирост длительность дня опять замедляется и растет день с вечера.
Что за закономерность? Почему так?
Поискала объяснения:
Вот такое
Как сообщили в метрологической организации, где измеряют время, немного неравномерное увеличение светового дня зависит, во-первых, от эллиптической орбиты нашей планеты. Земля движется неравномерно: подлетая ближе к Солнцу, она ускоряет полет, удаляясь, немного сбавляет скорость. Во-вторых, из-за наклона земной оси смещается немного как начало и конец светового дня, так и момент наступления полудня. Истинный полдень может смещаться в пределах нескольких минут.
И вот такое:
"Первые дни после солнцестояния восход Солнца происходит даже чуть позже, прибавление же светового дня происходит за счет чуть более поздних закатов, то есть, как бы парадоксально это ни звучало, день начинает прибавляться с вечера.
Происходит это из-за того, что Земля, из-за вытянутости орбиты, по которой она вращается вокруг Солнца, зимой оказывается чуть ближе к Солнцу и начинает, согласно второму закону Кеплера, описывающему движение тел по эллиптической орбите, двигаться быстрей. Момент максимального сближение с Солнцем, или перигелий, и момент солнцестояния могут разделять несколько дней (на дату перигелия, которая может меняться в диапазоне одного-двух дней, влияет также вращение Луны). Все это, в сочетании с собственным суточным вращением Земли, и дает эффект «вечернего» прибавления светового дня."\
И вот такое:
Смотрите, что такое вообще день зимнего солнцестояния, если очень упрощённо - момент, когда Солнце достигает минимального склонения, то есть находится на наименьшей угловой высоте над горизонтом, или же достигает максимальной кульминации в южном полушарии, или же наоборот кульминирует на минимальной высоте в нашем, северном полушарии. Из за этого Солнце проводит больше времени в южном полушарии, то есть за горизонтом, в это время мы его не наблюдаем, в это время у нас так называемая ночь, получается, что она в это время самая длинная. День, то есть время, когда мы наблюдаем Солнце, соответственно, самый короткий.
После этого дня время, когда мы наблюдаем Солнце, увеличивается, или же день идёт на прибыль, причём восходит Солнце может даже позже, чем до дня зимнего солнцестояния, а увеличиваться день начнёт с вечера - то есть заходить Солнце начнёт позже.
Все это происходит из за вращения Земли вокруг своей оси с определенной скоростью, но зимой планета находится ближе всего к Солнцу и поэтому движется по орбите чуть быстрее, чем летом. Это в свою очередь из за вытянутости орбиты Земли, если по русски, а если по астрономически, из за эксцентрисита
На орбите есть точка, максимально близкая к Солнцу, она называется перигелий, а максимально отдаленная - афелий. А по законам Кеплера, которые изучают я ещё в школе, тело, двигающееся по эллиптической орбите, имеет бОльшую скорость в точках, близких к центральному телу, в нашем случае к Солнцу.
Плюс ко всему движение Солнца по небу в течение года (ну представьте себе что вы отмечаете точки на небесной сфере каждый день, когда Солнце кульминирует, то есть находится в на высшей точке над горизонтом, каждый день у вас эта точка будет смещаться, и совокупность из 365 точек даст вам линию годового движения Солнца, она ещё называется эклиптикой) зимой несколько быстрее, чем летом, то есть соседние точки будут отстоять друг от друга на большем расстоянии, а суточное движение Солнца (да да, я сейчас говорю что Солнце вращается вокруг Земли, потому что мы сейчас говорим про наблюдаемой относительное движение, в системе отсчёта где Земля неподвижна) - это движение описывается траекторией движения Солнца от восхода до захода. Годовое движение Солнца происходит навстречу его суточному движению. Следовательно, зимой суточное движение Солнца чуть медленнее, чем летом. В итоге вот сочетание этих двух движений и дает такой эффект, что день прирастает с вечера, то есть заход Солнца будет наблюдаться позднее, причём даже если восход его будет тоже позднее, он не будет компенсировать более поздний заход Солнца и день все равно пойдёт на прибыль.
И наконец вот такое - самое понятное:
Причина кроется в неравномерности нарастания прямого восхождения Солнца в течение года. Зимой Земля ближе к Солнцу и скорость её движения по орбите больше. Поэтому зимой угловая скорость перемещения Солнца по эклиптике на 3,4% больше средней. Это число - удвоенное значение эксцентриситета орбиты Земли. Кроме того, прямое восхождение Солнца отсчитывается вдоль экватора, а годовое движение Солнца происходит вдоль эклиптики. Оба этих фактора и вызывают неравномерность нарастания прямого восхождения Солнца.
Годовое движение Солнца происходит навстречу его суточному движению. Следовательно, зимой суточное движение Солнца чуть медленнее, чем летом. Из таблицы 1 видно, что промежуток времени между двумя верхними кульминациями Солнца (истинные солнечные сутки) зимой больше 24 часов на 30 секунд. Вспомним, что скорость хода часов "подогнана" к средней за год скорости движения Солнца, т.е. к средней за год продолжительности истинных солнечных суток.
Предположим теперь, что в течение нескольких дней склонение Солнца не меняется. Тогда продолжительность дня остаётся постоянной, но момент верхней кульминации, а вместе с ней и моменты восхода и захода каждый день смещаются на более поздний срок по часам. В дни около солнцестояния склонение Солнца меняется очень медленно. В первые семь дней после солнцестояния увеличение склонения "не компенсирует" смещения восхода и захода на более поздние моменты по часам. Поэтому и получается, что "день прирастает с вечера".
Аналогичная ситуация имеет место и летом, но несколько менее выраженная.
Получается, что в периоды летнего и зимнего солнцестояния планета ближе всего к Солнцу, из-за этого в единицу времени она проходит большее угловое расстояние, из-за этого длительность истинных суток на 30 секунд больше, то есть, 24 ч 30 сек. Наше же отсчитываемое по часам время, выставленное по усредненным годовым суткам, это ровно 24 часа. Значит, хотя восход и наступает раньше, но из-за разности хода космических и земных часов он все время приходится примерно на одно и то же земное время.
А вот когда Земля находится на дальних участках эллиптической орбиты вокруг Солнца и проходит меньшее угловое расстояние за единицу времени (истинные сутки менее 24 часов), длительность дня будет прирастать с утра (март и апрель в первом полугодии).
Ну, я как критически настроенный человек ищу дальше. Если в периоды около солнцестояний Земля ближе всего к Солнцу, значит, в июне в Москве день также должен прирастать с вечера.
Проверила на этом сайте:
Упс, почему-то оказалось не так... с утра день прирастает.
Проверяю так же Иерусалим и Рио-Гранде (Аргентина), потому что эти города на одной широте находятся, только в разных полушариях.
В Рио-Гранде день прирастает с вечера, да, действительно, а вот в Иерусалиме почему-то прирастает с утра, как в Москве.
Что-то здесь, похоже, не клеится с теорией. Планета же одна, она в одной точке эллиптической орбиты, не должно быть так, чтобы в одном полушарии день рос с утра, а в другом - с вечера.
А еще скачки прироста длительности дня откуда-то берутся. Вот такие:
.
Тоже непонятно, откуда, планета же не может притормаживать рывками.
Р.S.: Кстати, птички в лесу запели, начиная с Крещения. Нельзя ж сказать, что им тепло стало, или что день начал прибавляться с Крещения (в теории длительность дня прибавляется с конца декабря)... Что-то другое они почуяли и запели
Пошла смотреть в сети время восхода и заката
Ну и да, действительно, время восхода за месяц мало изменилось, день прибавляется в конце декабря-первой половине января за счет сдвига времени заката ("день прирастает с вечера"). В феврале и в мае день прирастает и с вечера, и с утра почти на равных, и темпы прироста заметно больше. В марте и в апреле длительность дня увеличивается еще быстрее и преимущественно - с утра. Затем в июне - прирост длительность дня опять замедляется и растет день с вечера.
Что за закономерность? Почему так?
Поискала объяснения:
Вот такое
Как сообщили в метрологической организации, где измеряют время, немного неравномерное увеличение светового дня зависит, во-первых, от эллиптической орбиты нашей планеты. Земля движется неравномерно: подлетая ближе к Солнцу, она ускоряет полет, удаляясь, немного сбавляет скорость. Во-вторых, из-за наклона земной оси смещается немного как начало и конец светового дня, так и момент наступления полудня. Истинный полдень может смещаться в пределах нескольких минут.
И вот такое:
"Первые дни после солнцестояния восход Солнца происходит даже чуть позже, прибавление же светового дня происходит за счет чуть более поздних закатов, то есть, как бы парадоксально это ни звучало, день начинает прибавляться с вечера.
Происходит это из-за того, что Земля, из-за вытянутости орбиты, по которой она вращается вокруг Солнца, зимой оказывается чуть ближе к Солнцу и начинает, согласно второму закону Кеплера, описывающему движение тел по эллиптической орбите, двигаться быстрей. Момент максимального сближение с Солнцем, или перигелий, и момент солнцестояния могут разделять несколько дней (на дату перигелия, которая может меняться в диапазоне одного-двух дней, влияет также вращение Луны). Все это, в сочетании с собственным суточным вращением Земли, и дает эффект «вечернего» прибавления светового дня."\
И вот такое:
Смотрите, что такое вообще день зимнего солнцестояния, если очень упрощённо - момент, когда Солнце достигает минимального склонения, то есть находится на наименьшей угловой высоте над горизонтом, или же достигает максимальной кульминации в южном полушарии, или же наоборот кульминирует на минимальной высоте в нашем, северном полушарии. Из за этого Солнце проводит больше времени в южном полушарии, то есть за горизонтом, в это время мы его не наблюдаем, в это время у нас так называемая ночь, получается, что она в это время самая длинная. День, то есть время, когда мы наблюдаем Солнце, соответственно, самый короткий.
После этого дня время, когда мы наблюдаем Солнце, увеличивается, или же день идёт на прибыль, причём восходит Солнце может даже позже, чем до дня зимнего солнцестояния, а увеличиваться день начнёт с вечера - то есть заходить Солнце начнёт позже.
Все это происходит из за вращения Земли вокруг своей оси с определенной скоростью, но зимой планета находится ближе всего к Солнцу и поэтому движется по орбите чуть быстрее, чем летом. Это в свою очередь из за вытянутости орбиты Земли, если по русски, а если по астрономически, из за эксцентрисита
На орбите есть точка, максимально близкая к Солнцу, она называется перигелий, а максимально отдаленная - афелий. А по законам Кеплера, которые изучают я ещё в школе, тело, двигающееся по эллиптической орбите, имеет бОльшую скорость в точках, близких к центральному телу, в нашем случае к Солнцу.
Плюс ко всему движение Солнца по небу в течение года (ну представьте себе что вы отмечаете точки на небесной сфере каждый день, когда Солнце кульминирует, то есть находится в на высшей точке над горизонтом, каждый день у вас эта точка будет смещаться, и совокупность из 365 точек даст вам линию годового движения Солнца, она ещё называется эклиптикой) зимой несколько быстрее, чем летом, то есть соседние точки будут отстоять друг от друга на большем расстоянии, а суточное движение Солнца (да да, я сейчас говорю что Солнце вращается вокруг Земли, потому что мы сейчас говорим про наблюдаемой относительное движение, в системе отсчёта где Земля неподвижна) - это движение описывается траекторией движения Солнца от восхода до захода. Годовое движение Солнца происходит навстречу его суточному движению. Следовательно, зимой суточное движение Солнца чуть медленнее, чем летом. В итоге вот сочетание этих двух движений и дает такой эффект, что день прирастает с вечера, то есть заход Солнца будет наблюдаться позднее, причём даже если восход его будет тоже позднее, он не будет компенсировать более поздний заход Солнца и день все равно пойдёт на прибыль.
И наконец вот такое - самое понятное:
Причина кроется в неравномерности нарастания прямого восхождения Солнца в течение года. Зимой Земля ближе к Солнцу и скорость её движения по орбите больше. Поэтому зимой угловая скорость перемещения Солнца по эклиптике на 3,4% больше средней. Это число - удвоенное значение эксцентриситета орбиты Земли. Кроме того, прямое восхождение Солнца отсчитывается вдоль экватора, а годовое движение Солнца происходит вдоль эклиптики. Оба этих фактора и вызывают неравномерность нарастания прямого восхождения Солнца.
Годовое движение Солнца происходит навстречу его суточному движению. Следовательно, зимой суточное движение Солнца чуть медленнее, чем летом. Из таблицы 1 видно, что промежуток времени между двумя верхними кульминациями Солнца (истинные солнечные сутки) зимой больше 24 часов на 30 секунд. Вспомним, что скорость хода часов "подогнана" к средней за год скорости движения Солнца, т.е. к средней за год продолжительности истинных солнечных суток.
Предположим теперь, что в течение нескольких дней склонение Солнца не меняется. Тогда продолжительность дня остаётся постоянной, но момент верхней кульминации, а вместе с ней и моменты восхода и захода каждый день смещаются на более поздний срок по часам. В дни около солнцестояния склонение Солнца меняется очень медленно. В первые семь дней после солнцестояния увеличение склонения "не компенсирует" смещения восхода и захода на более поздние моменты по часам. Поэтому и получается, что "день прирастает с вечера".
Аналогичная ситуация имеет место и летом, но несколько менее выраженная.
Получается, что в периоды летнего и зимнего солнцестояния планета ближе всего к Солнцу, из-за этого в единицу времени она проходит большее угловое расстояние, из-за этого длительность истинных суток на 30 секунд больше, то есть, 24 ч 30 сек. Наше же отсчитываемое по часам время, выставленное по усредненным годовым суткам, это ровно 24 часа. Значит, хотя восход и наступает раньше, но из-за разности хода космических и земных часов он все время приходится примерно на одно и то же земное время.
А вот когда Земля находится на дальних участках эллиптической орбиты вокруг Солнца и проходит меньшее угловое расстояние за единицу времени (истинные сутки менее 24 часов), длительность дня будет прирастать с утра (март и апрель в первом полугодии).
Ну, я как критически настроенный человек ищу дальше. Если в периоды около солнцестояний Земля ближе всего к Солнцу, значит, в июне в Москве день также должен прирастать с вечера.
Проверила на этом сайте:
Упс, почему-то оказалось не так... с утра день прирастает.
Проверяю так же Иерусалим и Рио-Гранде (Аргентина), потому что эти города на одной широте находятся, только в разных полушариях.
В Рио-Гранде день прирастает с вечера, да, действительно, а вот в Иерусалиме почему-то прирастает с утра, как в Москве.
Что-то здесь, похоже, не клеится с теорией. Планета же одна, она в одной точке эллиптической орбиты, не должно быть так, чтобы в одном полушарии день рос с утра, а в другом - с вечера.
А еще скачки прироста длительности дня откуда-то берутся. Вот такие:
.
Тоже непонятно, откуда, планета же не может притормаживать рывками.
Р.S.: Кстати, птички в лесу запели, начиная с Крещения. Нельзя ж сказать, что им тепло стало, или что день начал прибавляться с Крещения (в теории длительность дня прибавляется с конца декабря)... Что-то другое они почуяли и запели