Nie wiem co dokładnie chciał powiedzieć autor powyższego przysłowia ludowego, które dziś rano znalazłem w kalendarzu. Jedno jest pewne – od jutra Słońce będzie zachodzić coraz później.

Pomiędzy 12 i 14 grudnia Słońce zachodzi o godzinie 15:31. 15 grudnia zajdzie o 15:32. Wieczorem zacznie przybywać dnia.

Nie oznacza to jednak, że dzień przestanie się skracać. Dziś rano Słońce wstało o 7:41, jutro wstanie o 7:42. Najdłużej, do godziny 7:49, pośpi ono sobie od 25 grudnia do 4 stycznia. Czyli podczas gdy wieczory będą się wydłużać, ranki opóźnią się jeszcze o 8 minut. Efekt walki wieczora z porankiem jest taki, że najkrótszym dniem będzie 21 grudnia. Wtedy też, o godzinie 20:21, rozpocznie się astronomiczna zima, a od dnia następnego czas pomiędzy wschodem i zachodem Słońca zacznie się wreszcie wydłużać.

Wszystkie momenty wschodów i zachodów zostały obliczone dla Łodzi. W różnych miejscach Polski mogą wystąpić kilkunastominutowe różnice.

Brzmi to trochę jak herezja: w szkole na lekcjach geografii nauczono nas, że pierwszy dzień zimy jest jednocześnie najkrótszym dniem roku. Dlaczego teraz ktoś twierdzi, że już kilka dni wcześniej wieczorami zaczyna przybywać dnia?

O przyczynach tego zjawiska również mówiono w szkole. Tyle, że na lekcjach fizyki. Za to dziwne zachowanie odpowiedzialna jest zasada zachowania momentu pędu.

Ziemia wykonuje dwa ruchy, które można nazwać “obrotowymi”:

  • Obraca się wokół własnej osi. Ze względu na to, że kształt (ściśle: moment bezwładności) naszej planety nie zmienia się, prędkość kątowa tego obrotu pozostaje stała. Na wykonanie jednego obrotu potrzeba 23 godzin 56 minut i 4 sekund (jest to tak zwana doba gwiazdowa, mierzy się ją nie względem Słońca, lecz względem odległych gwiazd).
  • Krąży wokół Słońca. Odległość Ziemia-Słońce zmienia się. Na początku stycznia osiąga minimalną wartość (147,1 milionów kilometrów), a w pierwszych dniach lipca – maksymalną (152,1 milionów kilometrów). Aby moment pędu mógł się zachować, w pierwszych dniach stycznia prędkość naszej planety musi być nieco większa, a na początku lipca – nieco mniejsza niż jej średnia wartość (wynosząca około 30 kilometrów na sekundę).
Poruszając się obecnie z nieco większą niż średnia prędkością, Ziemia każdego dnia zakreśla nieco większy niż przeciętnie kąt na swej orbicie (na lekcjach fizyki mówiono o drugim prawie Keplera: pole powierzchni zakreślane przez linię Ziemia-Słońce w jednakowych odstępach czasu jest stałe).

Jeśli każdego dnia o tej samej godzinie wykonamy fotografię Słońca, to czy na każdym zdjęciu będzie ono w tym samym miejscu nieba? Odpowiedź brzmi “nie”. Droga ułożona z takich położeń Słońca w ciągu całego roku nazywa się analemmą. Przyczyna jej powstawania tkwi w połączeniu ruchu Ziemi wokół Słońca i nachylenia osi obrotu planety do płaszczyzny jej orbity. Najwyższy punkt analemmy osiągany jest latem, a najniższy – zimą. Na przesunięcia w kierunku wschód-zachód ma wpływ eliptyczność ziemskiej orbity i zmienna prędkość poruszania się po niej przez naszą planetę. Wygląd analemmy zależy od szerokości geograficznej (gdyż od tej wielkości zależy również ruch Słońca po niebie). Przedstawioną na zdjęciu analemmę sfotografowano pomiędzy sierpniem 1998, a sierpniem 1999 roku na Ukrainie. Wzgórza widoczne w tle sfotografowano osobno wczesnym wieczorem w lipcu 1999 roku. Fotografię wykonał Wasilij Rumiantsew.

Teraz dochodzimy do sedna sprawy: O tym kiedy Słońce wschodzi, góruje i zachodzi, decyduje obrót naszej planety nie względem odległych gwiazd, lecz względem Słońca. Skoro Ziemia w grudniu zakreśla każdego dnia nieco większe kąty na swojej orbicie, to odstępy między kolejnymi górowaniami Słońca muszą być nieco większe niż średnie (wynoszące 24 godziny). W ten sposób południe każdego dnia przypada o kilka sekund później niż poprzedniego. Ta drobna zmiana powoduje również opóźnianie wschodu i zachodu Słońca. I to dlatego wieczorami przybywa dnia, podczas gdy rano jeszcze go ubywa.

W początku lata sytuacja będzie odwrotna. Doba będzie trwać kilka sekund krócej niż 24 godziny i południe słoneczne będzie następować coraz wcześniej. Również wtedy będzie się to przekładać na godziny wschodu i zachodu Słońca.

Autor

Michał Matraszek

Komentarze

  1. ssw    

    Święta Łucja… — To przysłowie znane mi jest w wersji:
    “święta Łucja dnia dorzuca”, co oznacza, że od św. Łucji dnia po zachodzie już nie ubywa.

  2. Henryk Breguła    

    wspomnienie św Lucji w kalendarzu juliańskim przypadało 23 grudnia

Komentarze są zablokowane.