22 сентября — день осеннего равноденствия

21 сентября, 16:29

22 сентября астрономическая осень начнется в Северном полушарии, весна — в Южном полушарии. Этот день считается днем равноденствия. В день равноденствия продолжительность дня и ночи равны на всей Земле, по крайней мере — теоретически.

© shutterstock.com

Но как вообще возникают времена года? Наша Земля вращается волчком в космосе. Ось вращения называется земной осью. В то же время наша планета движется вокруг Солнца. Солнечный год — это период времени, в течение которого Земля полностью обращается вокруг Солнца. Если представить область внутри орбиты как плоский диск, то получится плоскость эклиптики. Земная ось наклонена к эклиптике примерно на 23,4°. Этот наклон играет решающую роль в существовании сезонов на нашей планете и оказывает прямое влияние на изменение солнечной радиации и продолжительность дня в течение года. (Если бы земная ось находилась под прямым углом к ​​плоскости орбиты, на Земле не было бы сезонов.)

Во время равноденствия эклиптика Солнца (его видимая орбита вокруг Земли) и небесный экватор (линия пересечения между плоскостью земного экватора и воображаемой небесной сферой) пересекаются. Во время осеннего равноденствия Cолнце опускается за небесный экватор (или пересекает экватор с севера на юг). И наоборот: в весеннее равноденствие Cолнце поднимается над небесным экватором (с юга на север). В дни равноденствия Cолнце стоит вертикально над экватором в полдень, а восходит или садится почти точно на востоке или западе повсюду на Земле (кроме полюсов).

© shutterstock.com

Теоретическое равенство дня и ночи связано с тем, что небесные объекты рассматриваются в сферической астрономии в упрощенном виде, а протяженность солнечного диска, а также атмосферные влияния не принимаются во внимание. Во время равноденствий рассматривается геометрический центр солнечного диска, который в эти дни находится над горизонтом. Однако, поскольку первый и последний дневные лучи солнца исходят от верхнего края солнечного диска (а не от его центра), то день длится немногим более 12 часов. Преломление солнечного света земной атмосферой также увеличивает продолжительность светового дня. Это явление позволяет видеть верхнюю часть солнца, даже если она находится чуть ниже горизонта. Из-за этих условий световой день и ночь в начале осени (также и в начале весны) не совсем равны.

© shutterstock.com

Ни в какое время года продолжительность дня не меняется так быстро, как осенью и весной во время равноденствий. В начале осени продолжительность светового дня особенно быстро сокращается. Но почему после летнего солнцестояния дни убывают медленно, затем быстрее во время осеннего равноденствия, а затем снова замедляются до зимнего солнцестояния? Эта схема аналогична движению маятника. Маятник замедляется в верхней и нижней точках поворота, а в середине пути между ними движется быстрее всего. С математической точки зрения это соответствует синусоиде.