Солнцестояние: когда и почему оно происходит?
Солнцестояния происходят два раза в году и означают начало зимы или лета. В день зимнего солнцестояния Солнце меньшего всего времени находится над горизонтом, а его положение в полдень является самым низким за год. В день летнего солнцестояния, наоборот, Солнце в полдень поднимается в самую высокую точку и дольше всего находится над горизонтом.
Содержание
- Что такое солнцестояние?
- Зимнее и летнее солнцестояние
- Даты летнего и зимнего солнцестояния
- Основные параллели
- Древние строения, ориентированные по солнцестояниям
- Общие вопросы, связанные с солнцестояниями
- Заключение
Что такое солнцестояние?
Солнцестояния происходят из-за того, что ось вращения Земли наклонена примерно на 23,5° по отношению к орбите Земли вокруг Солнца. Момент, когда Солнце достигает самого северного или южного отклонения от небесного экватора, называется солнцестоянием. Хотя солнцестояние на самом деле определяется как конкретное время в конкретный день, можно говорить о солнцестояниях и как о целых днях.
Зимнее и летнее солнцестояние
Каждый год происходит два солнцестояния: зимнее и летнее. От зимнего солнцестояния к летнему Солнце в полдень постепенно поднимается выше в небе, каждый день проводя немного больше времени над горизонтом. В день летнего солнцестояния это постепенное увеличение продолжительности светового дня прекращается, и с этого момента Солнце каждый день в полдень занимает положение все ниже и ниже, и световой день укорачивается. Это продолжается до зимнего солнцестояния, когда Солнце снова начинает подниматься выше день ото дня.
В Северном полушарии зимнее солнцестояние приходится на декабрь, а летнее на июнь.
В Южном полушарии зимнее солнцестояние приходится на июнь, а летнее на декабрь.
Что означает день зимнего солнцестояния?
Когда в Северном полушарии происходит зимнее солнцестояние, Северный полюс отклоняется примерно на 23,5° от Солнца. Солнечные лучи смещаются к югу от экватора на такую же величину, так что в полдень они падают строго вертикально на те точки земной поверхности, которые расположены на 23,5° южной широты.
Шесть месяцев спустя, в день зимнего солнцестояния в Южном полушарии, Южный полюс отклоняется примерно на 23,5° от Солнца. В этот день вертикальные солнечные лучи достигают своего крайнего северного положения на 23,5 ° северной широты.
День зимнего солнцестояния — самый короткий день в году; он знаменует начало зимы.
Что означает день летнего солнцестояния?
Когда в Северном полушарии происходит летнее солнцестояние, Северный полюс наклоняется примерно на 23,5° к Солнцу. Солнечные лучи смещаются к северу от экватора на ту же величину, так что в полдень они падают строго вертикально на те точки земной поверхности, которые расположены на 23,5° северной широты.
Шесть месяцев спустя, в день летнего солнцестояния в Южном полушарии, Южный полюс наклоняется примерно на 23,5° к Солнцу. В этот день вертикальные солнечные лучи достигают своего крайнего южного положения на 23,5° южной широты.
День летнего солнцестояния — самый длинный день в году; он знаменует начало лета.
Даты летнего и зимнего солнцестояния
Итак, солнцестояния происходят два раза в год:
- Первое солнцестояние происходит между 19 и 22 июня. В этом столетии 47 солнцестояний приходится на 20 июня и 53 солнцестояния на 21 июня. Вот почему большинство источников говорят, что июньское солнцестояние приходится на 20 или 21 июня. В следующий раз солнцестояние выпадает на 22 июня только в 2203 году, а на 19 июня — еще позже, в 2488 году.
- Второе солнцестояние в году происходит между 20 и 23 декабря. В этом столетии пять солнцестояний выпало на 20 декабря, 82 солнцестояния на 21 декабря и 13 солнцестояний на 22 декабря. В следующий раз солнцестояние выпадает на 23 декабря только в 2303 году, 20 декабря солцестояние будет уже в 2080 году, но это не мешает многим источникам утверждать, что солнцестояние в декабре приходится на 21 или 22 декабря.
Когда будет зимнее солнцестояние 2023?
В Северном полушарии зимнее солнцестояние 2023 года произойдет 22 декабря в 03:28 по Гринвичу или 22 декабря в 06:28 по московскому времени. В Южном полушарии оно произойдет 21 июня в 14:58 по Гринвичу или 21 июня в 17:58 по московскому времени.
Когда будет летнее солнцестояние 2023?
В Северном полушарии летнее солнцестояние 2023 года произойдет 21 июня в 14:58 по Гринвичу или 21 июня в 17:58 по московскому времени. В Южном полушарии оно произойдет 22 декабря в 03:28 по Гринвичу или 22 декабря в 06:28 по московскому времени.
Даты предстоящих солнцестояний
- 21 июня 2023 г., 14:58 по Гринвичу
- 22 декабря 2023 г., 03:28 по Гринвичу
- 20 июня 2024 г., 20:51 по Гринвичу
- 21 декабря 2024 г., 09:20 по Гринвичу
- 21 июня 2025 г., 02:42 по Гринвичу
- 21 декабря 2025 г., 15:03 по Гринвичу
- 21 июня 2026 г., 08:25 по Гринвичу
- 21 декабря 2026 г., 20:50 по Гринвичу
- 21 июня 2027 г., 14:11 по Гринвичу
- 22 декабря 2027 г., 02:43 по Гринвичу
- 20 июня 2028 г., 20:02 по Гринвичу
- 21 декабря 2028 г., 08:20 по Гринвичу
- 21 июня 2029 г., 01:48 по Гринвичу
- 21 декабря 2029 г., 14:14 по Гринвичу
- 21 июня 2030 г., 07:31 по Гринвичу
- 21 декабря 2030 г., 20:09 по Гринвичу
- 21 июня 2031 г., 13:17 по Гринвичу
- 22 декабря 2031 г., 01:56 по Гринвичу
Основные параллели
Экватор — условная линия сечения земной поверхности плоскостью, проходящей через центр Земли, перпендикулярно оси её вращения. Параллели — это линии сечения поверхности Земли плоскостью, параллельной плоскости экватора. На глобусе параллель рисуется в виде окружности, точки которой равноудалены от экваториальной плоскости, то есть имеют одинаковую широту. Помимо самого экватора есть еще четыре основные параллели, и все они связаны с солнцестояниями.
Тропик Рака
Тропик Рака (или Северный тропик) — это самая северная широта, на которой солнечные лучи могут падать строго вертикально, то есть на этой широте в полдень Солнце может находиться прямо над головой. Это происходит в июне, в день летнего солнцестояния для Северного полушария. Тропик получил название тысячи лет назад, когда Солнце в момент солнцестояния находилось в созвездии Рака. С тех пор из-за прецессии земной оси Солнце покинуло созвездие Рака, прошло созвездие Близнецы и в 1989 году вошло в созвездие Тельца.
Сейчас Тропик Рака расположен на 23°26’14” северной широты. Эта широта равна текущему осевому наклону Земли.
Тропик Козерога
Тропик Козерога (или Южный тропик) — это самая южная широта, на которой солнечные лучи могут падать строго вертикально, то есть на этой широте в полдень Солнце может находиться прямо над головой. Это происходит в декабре, в день летнего солнцестояния для Южного полушария. Тропик получил название тысячи лет назад, когда Солнце в день солнцестояния находилось в созвездии Козерога. С тех пор из-за прецессии земной оси Солнце покинуло созвездие Рака, перешло в созвездие Стрельца в 130 году до н.э. и, как ожидается, в 2269 году войдет в созвездие Змееносца.
Сейчас Тропик Козерога расположен на 23°26’14” южной широты. Эта широта равна текущему осевому наклону Земли.
Северный полярный круг
Северный полярный круг — это самая южная широта, где Солнце не восходит во время зимнего солнцестояния в Северном полушарии, которое происходит в декабре. Это также самая южная широта, где Солнце не заходит во время летнего солнцестояния в Северном полушарии в июне.
Сейчас Северный полярный круг расположен на 66°33’46” северной широты. Эта широта получается вычитанием текущего осевого наклона Земли из 90°.
Южный полярный круг
Южный полярный круг — это самая северная широта, где Солнце не заходит во время летнего солнцестояния в Южном полушарии, которое происходит в декабре. Это также самая северная широта, где Солнце не восходит в день зимнего солнцестояния в Южном полушарии в июне.
Сейчас Южный полярный круг расположен на 66°33’46” южной широты. Эта широта получается вычитанием текущего осевого наклона Земли из 90°.
Древние строения, ориентированные по солнцестояниям
Стоунхендж
Ученые считают, что Стоунхендж специально построен таким образом, чтобы проводить обряды в дни солнцестояний. Если встать в центре Стоунхенджа в день летнего солнцестояния, можно увидеть, как Солнце восходит точно за Пяточным камнем (Heel stone).
Великие пирамиды Гизы
Великие пирамиды в Гизе, Египет, расположены так что во время летнего солнцестояния Солнце садится точно между пирамидами Хуфу и Хафра, если смотреть со стороны Сфинкса. При этом их взаимное расположение повторяет египетский иероглиф Ахет, означающий «горизонт».
Храм Солнца
Храм Солнца в Мачу Пикчу служил и небольшим укреплением, и святилищем. Башня возведена вокруг нетронутого куска естественной скалы, который отёсан и превращён в алтарь. На восходе Солнца в день летнего солнцестояния самые первые лучи попадают в одно из двух окон Храма Солнца и освещают церемониальный камень. Второе окно ориентировано на восход Солнца в день зимнего солнцестояния.
Бонус: Колодец в Сиене и радиус Земли
Летнее солнцестояние и колодец в Сиене — все, что понадобилось Эратосфену, главному библиотекарю великой Александрийской библиотеки, чтобы вычислить радиус Земли в 240 г. до н.э.
Эратосфен слышал от путешественников о колодце в Сиене (в настоящее время Асуан, Египет) с интересным свойством: в полдень в день летнего солнцестояния солнечные лучи падали прямо в колодец, освещая дно и не отбрасывая тени от его стен. Сделав вывод, что Солнце в это время находилось прямо над Сиеной, Эратосфен измерил тень, отбрасываемую палкой в полдень летнего солнцестояния в Александрии. В результате он обнаружил, что солнечные лучи там падали под углом около 7,2° (1/50 полного круга).
Астрономы с 500 г. до н.э. уже знали, что Земля круглая, поэтому Эратосфен понял, что такой же угол образуется в центре Земли радиальными линиями, проведенными в Александрию и в Сиенну. Все, что ему оставалось, чтобы получить длину окружности Земли, — найти расстояние между этими городами и умножить его на 50.
Эратосфен, вероятно, нанял кого-то для измерения и выяснил, что расстояние между Александрией и Сиеной составляет около 5000 стадий или 805 км. Затем он использовал метод пропорции для расчета окружности Земли: C = 805 * 360 / 7,2 ≈ 40 250 км.
После он вычислил радиус Земли: r = C / 2π ≈ 6 405 км. Обратите внимание, что, согласно современным измерениям, радиус Земли равен 6 371 км.
Общие вопросы, связанные с солнцестояниями
Когда самый длинный день в году?
Максимальная продолжительность светового дня наблюдается в день летнего солнцестояния. В северном полушарии оно происходит около 21 июня, а в Южном — около 21 декабря.
Когда самый короткий день в году?
Минимальная продолжительность светового дня наблюдается в день зимнего солнцестояния. В северном полушарии оно происходит около 21 декабря, а в Южном — около 21 июня.
Как называются 21 июня и 21 декабря?
Ежегодно происходит два солнцестояния, около 21 июня и 21 декабря. В Северном полушарии июньское солнцестояние называется летним солнцестоянием, а декабрьское – зимним. В Южном полушарии все наоборот.
В чем разница между солнцестоянием и равноденствием?
Если говорить кратко, солнцестояния — это самый короткий и самый длинный день в году, а равноденствия — это дни с одинаковой продолжительностью дня и ночи. Чтобы узнать больше о равноденствиях, прочитайте нашу статью.
Почему летнее солнцестояние — не самый жаркий день в году?
Суше и воде требуется некоторое время, чтобы нагреться. Поэтому, хотя летнее солнцестояние и знаменует самый длинный день в год, самая жаркая погода наступает через месяц или два. Этот феномен называют сезонным отставанием.
Сколько длится самый длинный день в 2023 году?
Наибольшая длина дня в разных точках Земли различна. Например, 21 июня 2023 года в Нью-Йорке, США, световой день составит 15 часов 5 минут и 38 секунд, а в Москве — 17 часов, 33 минуты, 24 секунды. 22 декабря 2023 года (самый длинный день в году в Южном полушарии) в Сиднее, Австралия, световой день составит 14 часов, 24 минуты и 47 секунд солнечного света. Чтобы узнать продолжительность светового дня для вашей локации, используйте приложение Sky Tonight: откройте приложение и нажмите на иконку календаря внизу экрана; затем выберите вкладку «Небо».
Заключение
Ближайшее солнцестояние произойдет 21 июня 2023 года в 14:58 по Гринвичу. В Северном полушарии это самый длинный день в году, знаменующий начало лета. В Южном полушарии это самый короткий день в году, знаменующий начало зимы.
Спасибо за чтение этой статьи! Пройдите тест о равноденствиях и солнцестояниях и углубите знание астрономии. Остались вопросы? Не стесняйтесь спрашивать в наших социальных сетях. Поздравляем с солнцестоянием!
