Dlaczego dzień i noc nie są równej długości podczas równonocy?
Zachód słońca. Shutterstock/Delcroix Romain

Zima na półkuli północnej i lato na półkuli południowej dobiegają końca. Oznacza to, że dni i noce stają się mniej więcej równe, a ścieżka, którą Słońce śledzi na niebie, się zmienia.

W zimowy dzień Słońce jest nisko na niebie, podczas gdy w letni dzień znajduje się znacznie wyżej. Ale w konkretny dzień, wiosną lub jesienią, Słońce będzie widoczne bezpośrednio nad równikiem, gdzieś pośrodku dwóch łuków wytyczonych przez Słońce latem i zimą.

Nazywa się to równonocą, a każdego roku są dwie. Około 20 marca mamy równonoc wiosenną lub równonoc marcową, znaną również jako równonoc wiosenna na półkuli północnej. Następnie około 22 lub 23 września przypada równonoc jesienna lub wrześniowa.

Słowo „równonoc” pochodzi od łacińskich słów aequus co oznacza równe i nox czyli noc. Ale dzień i noc nie są dokładnie tej samej długości w czasie równonocy. Aby zrozumieć dlaczego, musimy najpierw wiedzieć, co powoduje równonoc.

Nachylenie Ziemi

Powodem, dla którego w ogóle mamy na Ziemi równonoce, jest to, że oś Ziemi jest nachylona. Ziemia obraca się wokół przebiegającej przez nią wyimaginowanej linii zwanej jej osią. Gdyby oś wskazywała prosto od góry do dołu, pod kątem prostym do kierunku orbity Ziemi wokół Słońca, intensywność światła padającego na półkule Ziemi byłaby taka sama przez cały rok i nie mielibyśmy pór roku.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Niektóre planety w naszym Układzie Słonecznym są właśnie takie – na przykład oś Wenus wskazuje prawie prosto od góry do dołu.

Słońce przez cały rok.Słońce przez cały rok. Shutterstock/Artreef

Ziemia nie jest taka jak Wenus. Zamiast tego oś Ziemi jest wybita gdzieś na boku – techniczna nazwa tego to „nachylenie osiowe”, a to nachylenie odpowiada zarówno za pory roku, jak i równonoc. Gdy Ziemia obraca się wokół własnej osi i okrąża Słońce, zmienia się intensywność światła słonecznego docierającego do różnych części powierzchni Ziemi. To dlatego mamy tu na Ziemi pory roku.

Nachylenie osi Ziemi oznacza również, że równik naszej planety jest nachylony w stosunku do płaszczyzny jej orbity wokół Słońca – co astronomowie nazywają „płaszczyzną ekliptyki”. Kiedy środek tarczy słonecznej idealnie przecina równik, astronomowie określają to jako równonoc. Zdarza się to dwa razy w roku, raz pod koniec marca i raz pod koniec września.

Niezupełnie równy

Można by pomyśleć, że długość dnia i nocy będzie równa podczas równonocy. Jak się okazuje, jest to tylko w przybliżeniu prawda. Długość dnia i nocy nie jest taka sama i są ku temu dwa powody.

Po pierwsze, Słońce ma rozmiar – to nie tylko punkt na niebie. Wydaje się to oczywiste, ale wpływa na to, jak naukowcy mierzą wschód i zachód słońca. Technicznie rzecz biorąc, wschód słońca zaczyna się, gdy górna krawędź Słońca styka się ze wschodnim horyzontem, a zachód kończy się, gdy górna krawędź Słońca opada poniżej zachodniego horyzontu. Ponieważ Słońce nie jest punktem i ma górne i dolne krawędzie, oznacza to, że dzień równonocy jest nieco dłuższy niż noc.

Po drugie, atmosfera ziemska załamuje (zagina) światło słoneczne. Kiedy światło przechodzi z jednego ośrodka do drugiego, zmienia się jego droga. Światło słoneczne przemieszcza się przez próżnię kosmiczną, a kiedy przechodzi przez stosunkowo gęstszą atmosferę Ziemi, ugina się.

To wygięcie oznacza, że ​​możemy zobaczyć górną krawędź Słońca kilka minut przed zetknięciem się ze wschodnim horyzontem, a to oznacza również, że możemy zobaczyć górną krawędź Słońca kilka minut po tym, jak Słońce zatonęło pod zachodnim horyzontem. Daje to jeszcze więcej czasu na światło dzienne podczas równonocy.

Co więcej, wygięcie zmienia się w zależności od temperatury i ciśnienia atmosfery, więc długość dnia i nocy w równonocy jest tylko w przybliżeniu taka sama w każdym punkcie na Ziemi.

W czasie równonocy są dni, w których dzień i noc mają tę samą długość. Nazywa się to równowagą, a kiedy to nastąpi, zależy od szerokości geograficznej. W Wielkiej Brytanii w 2021 roku stało się to 17 marca.Konwersacje

O autorze

Osnat Katz, doktorant historii kosmosu, UCL

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_nauka