Чаму ў нас ёсць перыяды года

Зіма ў краіне доўжыцца з снежня па студзень, а летам — да сярэдзіны лютага. У перыяд з ліпеня па верасень не можа быць моцных маразоў. The real reason is a tilt of about 23 degrees, and it changes everything.

Усе дні месяца вызначаюцца не па гадзінах, а па хвілінах.

Паглядзець

Спачатку ўгадай: у які месяц Зямля знаходзіцца найбліжэй да Сонца?

In early January, in the middle of northern winter. У лета нельга выходзіць на вуліцу.

Многія людзі лічаць, што лета адбываецца, калі Зямля знаходзіцца бліжэй да Сонца. Гэта не так. Зямля найбліжэй да Сонца ў раннім часе СтудзеньЗіма ў Еўропе, Паўночнай Амерыцы і большай частцы Азіі.

Справядлівая прычына ў тым, што Зямля наклонены. Сярэдняя вышыня над узроўнем мора складае 234 метра. Усе астатнія зоркі знаходзяцца ў тым жа месцы (у цэнтры гарызонту). Гук:

• У чэрвеня, паўночная палова Зямлі накіравана да Сонца. Дні доўгія, сонца ўзыходзіць высока, і на поўначы летам. Узімку зімуюць.
• У December гэта адбываецца наадварот.
• У март і верасень ні адна палова не накіравана да Сонца. Дзень і ноч усюды аднолькавыя. Гэта эквівалент.

У перыяд вясны назіраецца пераход да позняга лета. Перамясціце дату і шырыню і паглядзіце, як змяняюцца дзве рэчы: наколькі высока Сонца ўзнімаецца ў поўдзень і колькі гадзін дня.

Паразумець

Два эфекты робяць лета цёплым:

1. Высокае сонца. Калі Сонца высока, яго святло трапляецца на зямлю больш прама і кожны квадратны метр атрымлівае больш энергіі. Калі ён вялікі, то ў яго большая плошча.
2. Даўжыня дня. Больш гадзін сонечнага святла азначае больш часу для нагрэву і менш ночы для астуджэння.

Пастаўленне Сонца на поўнач або на поўдзень ад экватара называецца яго схіленнем. У перыяд з +23,44° (чэрвеньскае сонцастаянне) да −23,44° (грудавое сонцастаянне) і перасякае 0° на раўнадневіцах.

У паўднёвы час вышыня Сонца над гарызанталлю:

90° паўднёвай шыраты.

For London (51.5° N) in June: 90 − |51.5 − 23.44| = 61.9°. In December: 90 − |51.5 + 23.44| = 15.1°. Гэта вельмі важна, бо сонечная энергія зніжае тэмпературу на Зямлі.

У некаторых краінах традыцыйная культура мае больш шырокае распаўсюджванне. На поўнач ад паўночнага полюсу (66,56° з.ш.) ёсць хоць бы адзін дзень у годзе, калі Сонца ніколі не заходзіць і адзін, калі яно ніколі не ўзыходзіць.

Галоўны

The length of daylight comes from the hour angle H₀ of sunset, where the Sun’s centre meets a flat horizon:

cos H₀ = −tan φ · tan δ,   дзённы час = 2H₀ / 15 гадзін

з шырынёй φ і склонам δ, H₀ у градусах. Калі −tan φ · tan δ ≤ −1, Сонца ніколі не заходзіць; калі ≥ 1, то ніколі не ўзыходзіць. На экватары (φ = 0) формула дае 12 гадзін на кожны дзень года.

Гэта геаметрычны дзень. Рэальны дзень даўжэй на некалькі хвілін, таму што атмасфера выгінае святло над горизонтам (рэфракцыя, каля 0,57°) і таму што ўсходзе Сонца вызначаецца верхняй кропкай Сонца, а не яго цэнтрам (каля 0,27°). У афіцыйных табліцах узыходу Сонца выкарыстоўваецца −0,833° замест 0°.

Сама дэклінацыя вызначаецца з улікам сонечнай экліптычнай даўжыні λ і нахілу Зямлі ε: sin δ = sin ε · sin λ. Гэтая прылада выкарыстоўвае амерыканскі Naval Observatory’s approximate formula for λ, accurate to about 0.01° this century.

У ёй ёсць рэальная, але невялікая колькасць. Паміж перигеліем (147,1 млн км) і афеліем (152,1 млн км) сонечнае святло, якое даходзіць да Зямлі, змяняецца на (152,1/147,1)² ≈ 1,069, каля 7 %. Наклон змяняе колькасць сонечнага святла на квадратны метр у Лондане ў 61,9° / 15,1° ≈ 3,4 разоў, а працягласць дня больш чым у два разы.