Zawartość
Mieszkańcy półkuli północnej lub większość populacji Ziemi prawdopodobnie zauważyli dłuższe dni i krótsze noce latem, a odwrotnie zimą. Zjawisko to występuje, ponieważ oś Ziemi nie jest prostopadła w górę i w dół pod kątem 90 stopni, ale jest nieco pochylona.
Dlatego, ponieważ planeta krąży wokół Słońca co 365 dni, czasami półkula północna jest bliżej słońca (lato), a czasem jest dalej (zima).
Lato: Dłuższe dni i krótsze noce
Aby wyjaśnić, dlaczego dni są dłuższe w lecie i krótsze w zimie, najpierw rozważ dwa sposoby, w jakie Ziemia cały czas się obraca.
Obraca się wokół własnej osi lub wyimaginowanej linii biegnącej przez bieguny północny i południowy 24 godziny tak że część planety jest zawsze zwrócona w stronę słońca (doświadczając dnia), podczas gdy przeciwna strona planety nie (doświadcza nocy). Tymczasem Ziemia krąży również wokół Słońca, wypełniając swój okrąg co 365 dni.
Gdyby oś Ziemi była skierowana prosto w górę i w dół pod kątem 90 stopni, czas spędzony twarzą do słońca zawsze byłby równy długości czasu odwróconego. Ale to nie jest.
Zamiast tego Ziemia jest lekko pochylona 23,5 stopnia byc dokładnym. Dodatkowo, pochylenie to jest zawsze skierowane w tym samym kierunku w kosmos, w stronę Polaris (Gwiazda Północna), nawet gdy planeta krąży wokół Słońca. Oznacza to, że na całej orbicie rocznej czasami półkula północna znajduje się bliżej słońca (lato), a czasem dalej (zima).
W zależności od tego, gdzie jesteś na planecie, różnica długości dnia z sezonu na sezon może być większa lub mniejsza.
Pomiar szerokości geograficznej
Szerokość geograficzna to pomiar, który lokalizuje punkt na planecie w stosunku do jego odległości od równika. Wyższe szerokości geograficzne są bliższe biegunom, natomiast 0 stopni szerokości geograficznej to równik samo.
Ponieważ Ziemia jest kulą, wyższe szerokości geograficzne w pobliżu biegunów już zakrzywiają się od Słońca i dlatego odbierają mniej światła słonecznego co 24 godziny. Właśnie dlatego bieguny pozostają zimniejsze niż reszta planety.
Dlatego przy dodatkowym odchyleniu o 23,5 stopnia od Słońca biegun otrzymuje jeszcze mniej światła i będzie odczuwał dzień w krótkim oknie tylko wtedy, gdy jego najniższa część będzie zgodna z promieniami Słońca. W rzeczywistości w środku zimy słońce nigdy nie wschodzi całkowicie nad horyzontem i jest to zasadniczo 24 godziny nocy; w lecie jest odwrotnie.
Równonoce i przesilenia
Połączenie nachylenia Ziemi i jej obrotu wokół Słońca oznacza, że pewnego dnia w roku Biegun Północny przechyla się jak najdalej w kierunku Słońca, podczas gdy Biegun Południowy jest odchylany tak daleko, jak to możliwe. Powoduje to najdłuższy dzień w roku, znany również jako przesilenie letnie, dla wszystkich miejsc na półkuli północnej i najkrótszy dzień na półkuli południowej, zwany przesileniem zimowym.
W połowie drogi między przesileniami są równonocy. Oznacza to punkt na orbicie Ziemi, w którym przechylenie planet zmienia orientację w stronę lub od Słońca. Na równonocy wiosennej na jednej półkuli przechylenie zmienia się z dala na Słońce, wydłużając kolejne dni aż do równonocy jesiennej, kiedy nastąpi odwrotność.
Przesilenia i równonocy mają zmienne daty z powodu niewielkich różnic księgowych na orbicie Ziemi (rok jest nieco dłuższy niż 365 dni) i systemach kalendarzowych.
Jednak pierwszy dzień sezonu, jak zwykle określa się w kalendarzu, przypada w pobliżu tych samych dat, co te astronomiczne wydarzenia. Na półkuli północnej przesilenie zimowe ma miejsce około 22 grudnia; przesilenie letnie, 22 czerwca; równonoc wiosenna, 21 marca; i upadek równonocy, 23 września.