Vreemde wetenschap achter de Winterzonnewende

Welnu, deze eigenaardige tijdspeldans bereikt zijn hoogtepunt in de decemberzonnewende - ook bekend als de Winterzonnewende - het meest magische stukje tijd in de winter!

Wat is de Winterzonnewende precies, vraag je je af? Het is een natuurlijk verschijnsel dat optreedt wanneer de zon haar zuidelijkste punt aan de hemel bereikt. Dit jaar vindt de winterzonnewende plaats op dinsdag 21 december 2021, om 15:59 UTC (of 9:59 a.m. CST).

Wat gebeurt er tijdens een zonnewende?

In grote lijnen zijn er twee uiterste punten van de afstand van de aarde tot de zon waar zij omheen draait. Het ene waarbij we het dichtst bij de zonnereus komen, een punt dat bekend staat als de Zomerzonnewendeen een andere waarin we er het verst vanaf hellen, genaamd de Winterzonnewende.

De allereerste mensenstammen keken naar de reis van de zon langs de hemel. Hierdoor leerden zij dat de duur van het daglicht en de exacte plaatsen voor de zonsopgang en zonsondergang allemaal volgens een patroon veranderden, en zich elk oogstjaar herhaalden. Dergelijke kennis is te zien in oude, door mensen gemaakte wonderen zoals Stonehenge (het gerucht gaat dat het een plaats is van Druïde aanbidding) en de ruïnes van Machu Picchu in Peru. Deze beide monumenten en andere soortgelijke monumenten werden gebouwd met een praktisch doel: elk jaar de voortgang van de zon volgen.

De wetenschap heeft sindsdien een lange weg afgelegd, en ons begrip van zonnewendes is daarmee mee geëvolueerd. Raketschepen en andere hovercrafts uit het ruimtetijdperk - zoals het Internationaal Ruimtestation, om de grootste nog te noemen - hebben de mens in staat gesteld beide zonnewendes waar te nemen vanuit het zicht van de ruimte.

Hoeveel kantelt de aarde om haar as?

Nu weten we dat een zonnewende een astronomische gebeurtenis is als alle andere, en niet zomaar een willekeurig voorteken van de dood van koningen, zoals zonsverduisteringen waren vroeger. Wetenschappers zijn er namelijk achter gekomen dat de zonnewende een natuurlijk gevolg is van de schuine stand van de aardas en van de manier waarop de aarde om de zon draait.

Hier is het ding. Is het je opgevallen dat de moderne wereldbollen in de klas niet rechtop staan? Dat komt omdat de planeet waarop hij gebaseerd is, de aarde, 23,5 graden scheef om haar as staat. Door het jaar heen "wisselt" deze helling hoeveel warmte en licht van de zon respectievelijk naar het noordelijk en het zuidelijk halfrond gaat. Wat ons winter en zomer brengt, is niet onze afstand tot de zon - het is de schuine stand van de aarde, of hoe de planeet van de zonnereus af leunt.

Daarom staan we aan het eind van elk jaar het dichtst bij de zon - en niet er het verst vandaan. Degenen onder ons in onze warme jassen zien dat gewoon niet zo, omdat in de winter, de heel leunt de bovenste helft van de aarde het verst weg van de zon.

De Winterzonnewende: De kortste dag, de langste nacht

Tijdens de Winterzonnewende stelt de aarde haar plaats zodanig vast dat de zon onder de horizon van de Noordpool blijft. Op het middaguur, een paar graden ten zuiden van de evenaar - 23 ½ graden om precies te zijn - schijnt de zon rechtstreeks op hen die leven in de onzichtbare lijn die de Steenbokskeerkring. Dit is het verste van de planeet waar de zon ooit op zal schijnen.

Dus, wat gebeurt er? Alle plaatsen onder de evenaar hebben dagen die meer dan 12 uur duren. Zij die leven boven de evenaar, aan de andere kant, hebben hun dagen gemaximeerd op minder dan 12 uur. Voor degenen in de besneeuwde gebieden, de kortste dag vindt plaats op de winterzonnewende. Maar na de zonnewende? Dan kun je het tegenovergestelde fenomeen verwachten: langere dagen en kortere nachten.

Het is moeilijk om de plotselinge wisseling van de seizoenen te negeren - alsof je de schakelaar van de natuur omzet naar de winter.

Natuurlijke tekens die de Winterzonnewende aangeven

Er zijn tal van tekenen in de natuur die de komst van de Winterzonnewende aankondigen, als je de ogen hebt om te zien. Als je bijvoorbeeld op het noordelijk halfrond woont, zul je merken dat de dageraad later valt dan gewoonlijk - en de zonsondergang vroeger. De zon lijkt overdag ook niet meer zo hoog aan de hemel te "zweven" als vroeger.

Hier is een handige truc voor als je buiten in de zon gaat zitten. Kijk 's middags eens naar je schaduw. Het zou de langste dagschaduw van het jaar moeten zijn - alleen mogelijk tijdens de winterzonnewende!

Voor degenen die op het zuidelijk halfrond wonen, ziet de decemberzonnewende er anders uit. Zonsopgang komt vroeg, zonsondergang komt laat, en rondt jullie langste dag van het jaar af. Voor de mensen onder de evenaar is de middagschaduw het kortst van het jaar.

Zonnetijd vs. kloktijd

Om voor eens en altijd duidelijkheid te scheppen: de winterzonnewende is de kortste dag van het jaar voor wie boven de evenaar woont en de langste dag voor wie eronder leeft. Maar als je in de noordelijke helft van de wereld woont, is de vroegste zonsondergang gebeurt eigenlijk voor de winterzonnewende. Hetzelfde geldt voor de mensen op het zuidelijk halfrond.

Hier is waarom:

De werkelijke reis van de zon langs de hemel komt niet overeen met de uren op de klok. In plaats daarvan moet u zich baseren op wat deskundigen noemen ware zonne middagof de specifieke tijd van de dag waarop de zon recht boven je hoofd schijnt. Middag is niet altijd om 12 uur, weet je!

In de beginweken van december komt het ware middaguur bijna 10 minuten vroeger op de klok dan op de winterzonnewende. Maar op de zonnewende op 21 december komt het ware middaguur veel later - samen met het tijdstip waarop de zon opkomt en ondergaat voor die dag.

Dit vreemde verschil in zonnetijd en kloktijd is er de oorzaak van dat de vroegste zonsondergang boven de evenaar (en de vroegste zonsopgang voor hen die eronder staan) vóór de winterzonnewende valt.

Vreemd, toch? Je kunt de schuine stand van de aardas daar de schuld van geven.

Langs de Oblong Baan

Een ander element in het verschil tussen zonnetijd en kloktijd is de elliptische baan van de aarde rond de zon - een baan in de vorm van een langwerpige cirkel. Bedenk dat de baan van onze blauwe planeet geen echte cirkel is. Dus, hoe dichter de Aarde rond de zon draait, hoe sneller hij in zijn baan gaat. De planeet is een raceauto, die het omwentelingsproces opdrijft.

Begin januari staat de aarde het dichtst bij de zon. Dit onzichtbare punt in de ruimte heet de perihelium. Maar voor het zover is, zweeft de planeet het snelst in een baan rond de Winterzonnewende. Sneller dan de normale snelheid van ongeveer 30 km per seconde (of 19 mijl per seconde).

Daarentegen is er niet veel verschil tussen kloktijd en zonnetijd tijdens de zomerzonnewende in juni. Vooral omdat we veel verder van de zon staan en niet "versnellen" op de onzichtbare ellips in de ruimte.

2021 Winterzonnewende

Dit jaar vindt de winterzonnewende plaats op dinsdag 21 december 2021 om 15:59 UTC. Deze gebeurtenis markeert de eerste dag van de winter op het noordelijk halfrond (kortste dag) en de langste dag op het zuidelijk halfrond.

De vreemde wetenschap achter de Winterzonnewende volgt een eenvoudig patroon: de vroegste zonsondergang begin december; de kortste dag op de Winterzonnewende rond 22 december; en de laatste zonsopgang komt in januari. De exacte datum van wanneer de zon het vroegst ondergaat hangt altijd af van hoe ver je boven de evenaar woont.

En zo gaat het door tot het volgende jaar en het volgende...