Зимнее солнцестояние приближается: пятница, 21 декабря будет самым коротким днём 2018 года для всех жителей Северного полушария. Если вы увлекаетесь эзотерикой, то для вас это важная дата. А если нет, то официальный первый день зимы всё равно интересен!
Строго говоря, солнцестояние произойдёт, когда солнце будет находиться точно над тропиком Козерога, или на 23,5° южной широты.
lifter и Vox рассказывает 8 научных фактов о солнцестоянии и самой долгой ночи в году:
1. Откуда берутся солнцестояния?
Зимнее и летнее солнцестояния, смена времён года, разная длительность светового дня в течение года — всё это происходит по одной причине: Земля вращается на наклонной оси.
Этот наклон (возможно, вызванный столкновением Земли с массивным объектом миллиарды лет назад) означает, что половину года Северный полюс направлен к солнцу (как на рисунке ниже). А вторую половину года к свету повёрнут Южный полюс. Этим объясняется смена времён года.
Вот ускоренная видеозапись этого феномена, сделанная в течение целого года из космоса. На видео видно, как линия раздела дня и ночи перемещается между полюсами в течение года.
В Северном полушарии пик солнечного света обычно приходится на 20, 21 или 22 июня. Это летнее солнцестояние. В Южном полушарии пик, наоборот, приходится на 21, 22 или 23 декабря, когда на севере наблюдается максимальная темнота — это наше зимнее солнцестояние.
2. Как долго продлится световой день на солнцестояние?
Это зависит от того, где вы живёте. Чем дальше к северу от экватора, тем меньше солнца во время солнцестояния и тем длиннее ночь. Аляскинский климатолог Брайан Бреттшнайдер нарисовал такое наглядное руководство для США:
В Киеве 21 декабря световой день продлится 8 часов, в Минске — 7 часов 23 минуты, а в Москве — 7 часов.
Если вы живёте рядом с Полярным кругом, то во время солнцестояния почти не увидите света. К примеру, в Фэрбанксе, штат Аляска, световой день продлится всего 3 часа 41 минуту. Если вы живёте в Заполярье, то вообще не увидите в этот день солнца.
Вот ускоренное видео из Фэрбанкса — как видите, солнце едва успевает встать и почти сразу садится:
3. Так что, в день зимнего солнцестояния будет самый ранний закат в году?
Не обязательно. Да, 21 декабря — самый короткий день в году в Северном полушарии, но это не значит, что во всех местах в этот день будет самый ранний закат или самый поздний восход солнца.
Бреттшнайдер сделал вот такую карту, показывающую самый ранний закат / самый поздний восход в Северной Америке:
К примеру, в Киеве самые поздние восходы будут с 27 декабря по 4 января, а самые ранние закаты были с 11 по 13 декабря. Короче, после нового года можете отсыпаться — солнце не взойдёт до 7:58!
4. Зимнее солнцестояние — самый холодный день года?
Как правило, нет! Действительно, Северное полушарие получает меньше всего прямого солнечного света в день зимнего солнцестояния (формально это первый день зимы). Но самые холодные месяцы ещё впереди — в зависимости от того, где вы живёте, это либо январь, либо февраль.
Причина этого «отставания» в том, что обширные океаны поглощают большую часть солнечной энергии, постепенно отдавая её. Поэтому между минимумом солнца и максимумом мороза происходит задержка. То же самое происходит и летом: максимальное солнечное облучение происходит в июне (в день летнего солнцестояния), а самые жаркие месяцы — обычно июль и август.
Сезонное отставание сильно варьируется от места к месту. Как правило, чем дальше от моря, тем резче перепады температуры.
5. Как зимнее солнцестояние связано со Стоунхенджем?
Никто толком не знает, зачем 5000 лет тому назад кто-то построил Стоунхендж (по крайней мере мы не знаем, уж простите). Но одна из правдоподобных версий — его использовали для отмечания солнцестояний и равноденствий. Дело в том, что во время зимнего солнцестояния сооружение чётко ориентировано на закат солнца, а во время летнего солнце встаёт точно над Пяточным камнем.
Что такого важного в зимнем солнцестоянии? Объясняет Тереза Уилсон из Американского астрономического общества:
«Хотя летнее солнцестояние привлекает больше людей, для древних строителей зимнее было важнее. В это время забивали скот, чтобы не приходилось кормить животных зимой, а заготовленное пиво и вино наконец-то сбраживалось».
В наше время люди собираются на Стоунхендже отмечать зимнее солнцестояние, но уже с современными гаджетами.
6. Правда, что пятничная ночь будет самой долгой в истории Земли?
Вряд ли, но почти. Это очень интересная тема, которую мы постараемся изложить как можно короче.
С тех пор, как у Земли появились жидкие океаны и луна, её вращение со временем постепенно замедляется из-за приливного трения. Это значит, что дни по чуть-чуть увеличиваются, хотя это происходит очень медленно.
Около 4,5 млрд лет назад Земля совершала один оборот всего за 6 часов. 350 млн лет назад оборот занимал уже 23 часа. Сегодня, как вы знаете, это время составляет 24 часа. А дни продолжат расти и дальше.
Поэтому логично было бы предположить, что зимнее солнцестояние 2018 года будет самой долгой ночью в истории. Но хотя ночь точно будет одной из самых долгих, первое место ей всё же не светит.
Дело в том, что на вращение Земли влияет не только приливное трение — есть несколько уравновешивающих факторов. Таяние ледников, которое происходит с конца последнего ледникового периода 12 000 лет назад (а теперь ускоряется из-за глобального потепления), немножечко ускоряет вращение Земли, сокращая каждый день на доли миллисекунды.
Аналогичным образом геологическая активность в земном ядре, землетрясения, океанические течения и сезонные изменения ветров тоже могут ускорять или замедлять вращение планеты.
С учётом всех этих факторов учёные вычислили, что самый долгий день в истории Земли (пока что) был в 1912 году. Летнее солнцестояние в том году было самым долгим световым днём в истории Северного полушария. Соответственно, зимнее солнцестояние 1912 года было самой долгой ночью.
В конечном итоге воздействие приливного трения должно перевесить остальные факторы, и земной день будет увеличиваться, а вращение планеты — замедлятся (поэтому хронологам придётся периодически добавлять в календарь високосные секунды). Так что в будущем будет много зимних солнцестояний, которые установят рекорд по «самой долгой ночи в истории Земли».
7. А на других планетах бывают солнцестояния?
Да! Все планеты в нашей солнечной системе вращаются на наклонной оси, поэтому на них есть времена года, солнцестояния и равноденствия.
У некоторых планет наклон совсем небольшой (например, у Меркурия — всего 2,11°). А у некоторых побольше: например, у Земли — 23,5°, а у Урана — аж 98°!
Вот красивый составной снимок Сатурна во время равноденствия, сделанный ныне почившей межпланетной станцией Кассини в 2009 году. Газовый гигант имеет наклон 27° относительно Солнца, и равноденствия там случаются реже, чем на Земле. На Сатурне равноденствия происходят примерно раз в 15 лет, потому что ему требуется 29 лет для одного прохождения по орбите вокруг Солнца.
8. Я открыл(а) эту статью случайно и просто хочу увидеть классную фотку Солнца.
Пожалуйста:
Этот снимок был сделан Обсерваторией солнечной динамики НАСА — космическим аппаратом, запущенном в 2010 году для изучения Солнца.
Летом НАСА запустила солнечный зонд «Паркер», который приблизится к поверхности Солнца на 6,4 млн километров (так близко к светилу не подлетал ещё ни один аппарат). Его задача — изучение атмосферы, погоды и магнетизма Солнца; учёные надеются, что зонд поможет им разгадать загадку: почему солнечная корона намного горячее поверхности. Причём даже на расстоянии в несколько миллионов километров зонд будет подвергаться температурам около 1400 °C!