Veider teadus talvise pööripäeva taga

Noh, see omapärane ajajooksu tants jõuab oma haripunkti detsembri pööripäeval - tuntud ka kui Talvine pööripäev - kõige maagilisem ajajärk talvel!

Te küsite, mis on täpselt talvine pööripäev? See on looduslik nähtus, mis toimub siis, kui päike jõuab taevas kõige lõunapoolsemasse punkti. Sel aastal toimub talvine pööripäev teisipäeval, 21. detsembril 2021 kell 15:59 UTC (ehk 9:59 CST).

Mis toimub päikesepööripäeva ajal?

Laias laastus on olemas kaks äärmuslikku punkti Maa kaugusele Päikesest, mida ta tiirleb. Üks, kus me nihkume Päikese hiiglasele kõige lähemale, punkt, mida tuntakse kui Suvine pööripäev; ja teine, kus me kallutame sellest kõige kaugemale, mida nimetatakse talviseks pööripäevaks.

Kõige esimesed inimhõimud jälgisid Päikese teekonda üle taeva. Selle kaudu said nad teada, et päevavalguse kestus ning päikesetõusu ja -loojangu täpsed kohad muutuvad kindla mustri järgi ja korduvad igal saagikoristusaastal. Selliseid teadmisi võib näha sellistes iidsetes inimtekkelistes imedes nagu Stonehenge. (kuulujuttude kohaselt on koht Druiidi jumalateenistus) ja varemed Machu Picchu Peruus. Nii neil kui ka teistel sarnastel monumentidel oli üks praktiline eesmärk - jälgida igal aastal päikese kulgemist.

Teadus on sellest ajast saadik jõudnud kaugele ja koos sellega ka meie arusaam päikesepööripäevade kohta. Raketilaevad ja muud kosmoseajastu hõljukid - nagu Rahvusvaheline kosmosejaam, et nimetada seni kõige suuremat - on võimaldanud inimestel jälgida mõlemat päikesepööripäeva maailmaruumi vaatevinklist.

Kui palju kallutab Maa oma telje ümber?

Nüüd me teame, et pööripäev on astronoomiline sündmus nagu iga teine, mitte lihtsalt juhuslik kuningate surma eelkujund, nagu päikesevarjutused olid varem. Teadlased on tõepoolest välja selgitanud, et pööripäev on loomulik tulemus, mis tuleneb Maa telje kallutamisest ja sellest, kuidas Maa tiirleb ümber Päikese.

Asi on järgmine. Kas te olete märganud, et tänapäevased gloobused klassiruumis ei ole püstiasendis? See tuleneb sellest, et tegelik planeet Maa, millel see põhineb, kallutab oma telje ümber 23 ½ kraadi. Aastaringselt "vaheldub" see kalle sellega, kui palju päikesesoojust ja -valgust saab vastavalt põhja- ja lõunapoolkera. See, mis toob meile talve ja suve, ei ole meie kaugus päikesest - see on Maa kalle ehk see, kuidas planeet kaldub Päikese hiiglasest eemale.

Seega oleme iga aasta lõpus tegelikult Päikesele kõige lähemal, mitte sellest kõige kaugemal. Need meist, kes on oma soojades mantlites, lihtsalt ei taju seda nii, sest talvel on kogu Maa ülemine pool kaldub päikesest kõige kaugemale.

Talvine pööripäev: Pikim päev, pikim öö: Lühim päev, pikim öö

Talvise pööripäeva ajal fikseerib Maa oma koha nii, et päike jääb põhjapooluse horisondist madalamale. Keskpäeval, ekvaatorist paar kraadi lõuna pool - täpsemalt 23 ½ kraadi - paistab päike otse neile, kes elavad nähtamatul joonel, mida nimetatakse Kaljukitse troopik. See on kõige kaugemal planeedil kui päike kunagi paistab.

Mis siis juhtub? Kõik kohad allpool ekvaatoril on päevad, mis kestavad üle 12 tunni. Need, kes elavad eespool ekvaatoril seevastu on päevade pikkus alla 12 tunni. Lumerohketes piirkondades on lühim päev talvisel pööripäeval. Pärast pööripäeva aga? Võib oodata vastupidist nähtust: pikemad päevad ja lühemad ööd.

On raske ignoreerida aastaaegade järsku vahetumist - nagu oleks looduse lüliti lülitunud talve jaoks.

Looduslikud märgid, mis annavad märku talvisest pööripäevast

Looduses on palju märke, mis kuulutavad talvise pööripäeva saabumist, kui teil on silmad, et seda näha. Näiteks kui elate põhjapoolkeral, märkate, et koidik on tulnud tavapärasest hiljem ja päikeseloojang varem. Samuti ei paista päike päeva jooksul enam nii kõrgelt üle taeva "lendavat" kui varem.

Siin on üks nutikas nipp, mida proovida, kui otsustate õues päikest püüda. Vaadake keskpäeval oma varju. See peaks olema aasta pikim päevane vari - võimalik ainult talvise pööripäeva ajal!

Nende jaoks, kes elavad lõunapoolkeral, näeb detsembri pööripäev välja vastupidine. Päikesetõus tuleb varakult, päikeseloojang tuleb hilja, mis lõpetab aasta pikima päeva. Teile, kes asuvad allpool ekvaatorit, on teie keskpäevane vari aasta kõige lühem.

Päikese aeg vs. kellaaeg

Niisiis! Et asjad lõplikult selgeks teha - talvine pööripäev tähistab aasta kõige lühemat päeva neile, kes elavad üle ekvaatori, ja kõige pikemat päeva neile, kes elavad allpool ekvaatorit. Aga kui te elate maailma põhjapoolel, siis on päikesepööripäev. varaseim päikeseloojang toimub tegelikult enne talvist pööripäeva. Sama kehtib ka lõunapoolkeral elavate inimeste kohta.

Siin on põhjus:

Päikese tegelik teekond üle taeva ei vasta kella tundidele. Selle asemel peaksite lähtuma sellest, mida eksperdid nimetavad tõeline päikesepaisteline keskpäev, või konkreetne kellaaeg, mil päike paistab otse teie nina kohal. Keskpäevane kellaaeg ei ole alati kell 12, te teate!

Detsembri alguse nädalatel saabub tõeline päikesepoolne keskpäev kella järgi peaaegu 10 minutit varem kui talvise pööripäeva ajal. Kuid päikesepööripäeval 21. detsembril saabub tõeline keskpäev palju hiljem - koos sellega, millal päike tõuseb ja loojub päevaks.

See kummaline erinevus päikese ja kellaja vahel on see, mis paneb varaseima päikeseloojangu ekvaatori kohal (ja varaseima päikesetõusu allpool ekvaatorit) toimuma enne talvist pööripäeva.

Veider, eks? Selles võib süüdistada Maa telje kallet.

Piki piklikku orbiiti

Veel üks element, mis põhjustab erinevust päikese ja kellaaja vahel, on Maa elliptiline orbiit ümber Päikese - pikliku kujuga orbiit. Pidage meeles, et meie sinise planeedi orbiit ei ole korralik ring. Seega, mida tihedamalt Maa ümber Päikese tiirleb, seda kiiremini ta oma orbiidil liigub. Planeet on nagu võidusõiduauto, mis kiirendab pöörlemisprotsessi.

Jaanuari alguses jõuab Maa oma lähimasse asendisse Päikesega. Seda nähtamatut punkti kosmoses nimetatakse päikesepunktiks. perihelion. Kuid enne seda, kui see juhtub, hõljub planeet kõige kiiremini orbiidil ümber talvise pööripäeva. Kiiremini kui tavaline kiirus on umbes 30 km sekundis. (või 19 miili sekundis).

Seevastu juunis toimuva suvise pööripäeva ajal ei ole kellaajal ja päikeseajal suurt vahet. Peamiselt seetõttu, et me oleme päikesest palju kaugemal ja ei "kiirenda" nähtamatul ellipsil kosmoses.

2021 Talvine pööripäev

Sel aastal toimub talvine pööripäev teisipäeval, 21. detsembril 2021 kell 15:59 UTC. See sündmus annab märku talve esimesest päevast põhjapoolkeral. (lühim päev) ja pikim päev lõunapoolkeral.

Põhimõtteliselt järgib talvise pööripäeva veider teadus lihtne muster: varaseim päikeseloojang on detsembri alguses, lühim päev talvise pööripäeva ajal 22. detsembri paiku ja kõige hilisem päikesetõus jaanuaris. Täpne kuupäev, millal päike kõige varem loojub, sõltub alati sellest, kui kaugel te elate ekvaatorist kõrgemal.

Ja nii läheb see kuni järgmise ja järgmise aastani...