Сколько времени длится день на экваторе?
День на Земле можно условно обозначить как период суток, когда определенный регион мира испытывает естественное освещение от солнца. На других планетах и спутниках также есть дневное время. День начинается, когда солнце появляется над горизонтом, и заканчивается, когда оно за ним скрывается.
В любой момент времени примерно половина земного шара освещается солнечным светом. В то время как идеальная площадь, подлежащая прямому освещению составляет ровно половину планеты, освещение может изменятся из-за атмосферных и других факторов. В результате чего общая площадь, освещаемая солнцем может составлять чуть больше половины Земли.
Зависимость продолжительности дня от широты и сезона
Продолжительность дня варьируется от региона к региону в зависимости от широты или сезона года. Широтные вариации длительности дня и ночи происходят из-за наклона оси вращения Земли к плоскости ее орбиты вокруг Солнца. Сезонное изменение продолжительности дня и ночи происходят потому, что наклон оси вращения Земли фиксирован по отношению к орбите вокруг Солнца.
Ось вращения Земли наклонена на 23,5° относительно перпендикуляра ее орбитальной плоскости. В зависимости от сезона года и широты наблюдателя, длительность светлого времени суток будет меняться. В регионах планеты наклоненных к Солнцу наступает лето и увеличивается продолжительность дня. В областях, наклоненных от Солнца, наступает зима и день заметно сокращается.
Продолжительность дня на экваторе
День на экваторе длится около 12 часов на протяжении всех сезонов года, но изменяется на всех других широтах. Например, в других регионах выше и ниже экватора продолжительность дня меньше 12 часов зимой и больше 12 часов летом. На экваторе солнце встает практически под прямым углом к земной поверхности.
Во время равноденствия, то есть 20-21 марта и 23-24 сентября, когда экватор проходит через центр солнечного диска, солнце в полдень находится прямо над головой. Этот объясняет жаркие экваториальные температуры. Кроме того, восход и заход солнца на экваторе происходят очень быстро, всего за две минуты. Это связано с тем, что в день равноденствия путь Солнца по небу практически вертикален относительно горизонта.
Источник
Дневное время — Daytime
На Земле , в дневное время является период дня , в течение которого данное место испытывает естественное освещение от прямого солнечного света . Дневное время наступает, когда Солнце появляется над местным горизонтом , то есть в любой точке полушария земного шара, обращенной к Солнцу. Под прямыми солнечными лучами движение солнца можно регистрировать и наблюдать с помощью солнечных часов, отбрасывающих тень, медленно движущуюся в течение дня. Другие планеты и естественные спутники, которые вращаются относительно светящегося первичного тела , такого как местная звезда , также видят дневное время, но в этой статье в первую очередь обсуждается дневное время на Земле.
СОДЕРЖАНИЕ
Характеристики
Примерно половина Земли в любой момент освещена Солнцем . Площадь, подверженная прямому освещению, составляет почти половину планеты; но из-за атмосферных и других эффектов, которые расширяют область действия непрямого освещения, площадь планеты, покрытая прямым или непрямым освещением, составляет чуть больше половины ее поверхности.
Полушарие переживающего дня Земли в любом данный момент времени непрерывно изменяется , как планета вращается вокруг своей собственной оси. Ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости ее орбиты вокруг Солнца (которая параллельна направлению солнечного света), поэтому продолжительность дневного периода варьируется от одной точки на планете к другой. Кроме того, поскольку ось вращения относительно неподвижна по сравнению со звездами, она перемещается относительно Солнца, когда планета вращается вокруг звезды. Это создает сезонные колебания продолжительности дневного периода в большинстве точек на поверхности планеты.
Период дневного времени с точки зрения поверхностного наблюдателя примерно определяется как период между восходом солнца , когда вращение Земли на восток сначала вызывает появление диска Солнца над горизонтом, и до заката , когда продолжающееся вращение Земли вызывает Диск Солнца исчезнет за горизонтом на западе. Поскольку Солнце представляет собой светящийся диск, если смотреть с Земли, а не точечный источник света, восход и закат не являются мгновенными, и их точное определение может варьироваться в зависимости от контекста. Кроме того, атмосфера Земли дополнительно изгибает и рассеивает свет от Солнца и удлиняет период восхода и захода солнца. В течение определенного периода после захода солнца и до восхода солнца непрямой свет Солнца освещает небо на Земле; этот период часто называют сумеречным . Некоторые группы, такие как земные астрономы, не считают, что дневное время действительно закончилось, пока диск Солнца не окажется значительно ниже горизонта Земли, из-за этого непрямого освещения.
Дневные вариации в зависимости от широты и времен года
Учитывая, что собственная ось вращения Земли наклонена на 23,44 ° к линии, перпендикулярной ее орбитальной плоскости , называемой эклиптикой , продолжительность дня меняется в зависимости от времен года на поверхности планеты в зависимости от широты наблюдателя . Области, наклоненные к Солнцу, переживают лето . Их наклон в стороне приводит Sun более чем половина дня , видя дневной свет и более высоких температуры, благодаря более высокой прямоте солнечных лучей, более длительному периоду самого дня, и меньше поглощения от солнечного света в атмосфере . Хотя увеличение дневного света может в некоторой степени повлиять на повышение температуры летом, в большинстве случаев повышение температуры происходит из-за прямого солнечного света, а не из-за увеличения дневного света. Высокие углы (около зенита ) Солнца заставляют тропики быть теплыми, в то время как низкие углы (чуть выше горизонта) заставляют полярные регионы быть холодными. Незначительное влияние светового дня на среднюю сезонную температуру можно увидеть на полюсах и в тропических регионах. Полюса по-прежнему остаются холодными в течение соответствующего лета, несмотря на то, что в течение шести месяцев здесь световой день 24 часа, а на экваторе остается тепло круглый год, при этом световой день длится всего 12 часов.
Хотя продолжительность дня на экваторе остается 12 часов во все сезоны, продолжительность на всех других широтах меняется в зависимости от времени года. Зимой световой день длится менее 12 часов; летом он длится более 12 часов. Северная зима и южное лето совпадают, тогда как северное лето и южная зима совпадают.
На экваторе
На экваторе дневной период всегда длится около 12 часов, независимо от времени года. Если смотреть с экватора, Солнце всегда восходит и заходит по вертикали, следуя за видимый путь почти перпендикулярный к горизонту . Из-за наклона оси Земли Солнце всегда находится в пределах 23,44 ° к северу или югу от небесного экватора , поэтому подсолнечная точка всегда находится в тропиках .
С мартовского равноденствия до сентябрьского равноденствия Солнце встает в пределах 23,44 ° к северу от точного восточного направления и заходит в пределах 23,44 ° к северу от строго западного направления. От сентябрьского равноденствия до мартовского равноденствия Солнце встает в пределах 23,44 ° к югу от точного восточного направления и заходит в пределах 23,44 ° к югу от строго западного направления. Путь лежит Солнца полностью в северной половине из небесной сферы с марта равноденствия до равноденствия сентября, но целиком лежит в южной половине небесной сферы с сентября равноденствие до мартовского равноденствия. В дни равноденствия экваториальное Солнце достигает кульминации в зените , проходя прямо над головой в солнечный полдень .
Тот факт, что экваториальное Солнце всегда так близко к зениту в солнечный полдень, объясняет, почему в тропической зоне находятся самые теплые области на планете в целом. Кроме того, на экваторе самый короткий восход или закат, потому что путь Солнца по небу почти перпендикулярен горизонту. В дни равноденствия солнечный диск проходит через горизонт всего за две минуты (сверху вниз на восходе солнца и снизу вверх на закате).
В тропиках
Тропики занимают зону поверхности Земли между 23,44 ° северной широты и 23,44 ° южной широты от экватора . В пределах этой зоны Солнце будет проходить почти прямо над головой (или достигнуть высшей точки ) по крайней мере один день в году. Линия 23,44 ° северной широты называется тропиком Рака , потому что, когда она была названа, Солнце проходило над этим местом в то время года, когда оно находилось недалеко от созвездия Рака. Эквивалентная линия южной широты по схожим причинам называется тропиком Козерога . Солнце входит и выходит из каждого зодиакального созвездия каждый год чуть позже, примерно на 1 день каждые 72 года. Для получения дополнительной информации см. Прецессию равноденствий .
В тропических кругах Солнце находится прямо над головой только один раз в год, в день соответствующего солнцестояния. На широтах, более близких к экватору, и на самом экваторе, он будет накладываться дважды в год (в дни равноденствия в случае экватора). За пределами тропиков Солнце никогда не проходит прямо над головой.
Вокруг полюсов
Вокруг полюсов, которые совпадают с осью вращения Земли, когда она проходит через поверхность, сезонные изменения продолжительности дня являются экстремальными. Фактически, в пределах 23,44 ° широты полюсов в году будут, по крайней мере, несколько дней, в течение которых солнце никогда не опускается за горизонт. Также будут дни, когда Солнце никогда не поднимается над горизонтом. Это число будет меньше, но близко к количеству летних дней, когда солнце не заходит (например, восход солнца обычно за несколько дней до весеннего равноденствия и продолжается на несколько дней после осеннего равноденствия). Явление большего количества дневного света, чем ночи, характерно не только для полюсов. Фактически, в любой момент времени чуть больше половины Земли находится в дневном свете. Круглосуточный летний световой день известен как полуночное солнце , известное в некоторых северных странах. На севере Полярный круг отмечает эту границу 23,44 °. Южный полярный круг отмечает границу. Эти границы соответствуют 66,56 ° северной или южной широты соответственно. Поскольку небо по-прежнему яркое и звезды не видны, когда солнце находится ниже 6 градусов под горизонтом, 24-часовые ночи со звездами, видимыми все время, случаются только за пределами 73 ° северной или южной широты.
На полюсах и вблизи них Солнце никогда не поднимается очень высоко над горизонтом, даже летом, что является одной из причин того, что в этих регионах мира постоянно холодно в любое время года (другие включают эффект альбедо , относительное усиление отражения солнечного света). солнечное излучение снега и льда). Даже во время летнего солнцестояния, когда Солнце достигает своей наивысшей точки над горизонтом в полдень, оно все еще находится всего на 23,44 ° над горизонтом на полюсах. Кроме того, по мере приближения к полюсам видимый путь Солнца по небу с каждым днем все больше отклоняется от вертикали. С приближением лета Солнце встает и заходит, становясь более северным на севере и более южным на юге. На полюсах путь Солнца действительно представляет собой круг, который находится примерно на одинаковом расстоянии от горизонта в течение всего дневного периода в любой день. Круг постепенно опускается за горизонт по мере приближения зимы и постепенно поднимается над ним по мере приближения лета. На полюсах кажущиеся восходы и заходы солнца могут длиться несколько дней.
На средних широтах
В средних широтах , вдали от экватора и полюсов, продолжительность светового дня умеренная. В более высоких средних широтах, где расположены Монреаль , Париж и Ушуайя , разница в продолжительности дня от лета к зиме может быть очень заметной: летом небо может быть освещено в 22:00, но может быть темным в 17:00. зимой. В более низких средних широтах, где расположены южная Калифорния , Египет и Южная Африка , сезонная разница меньше, но все же приводит к примерно 4-часовой разнице дневного света между зимним и летним солнцестоянием. По мере приближения к экватору разница становится менее заметной. Приблизительное значение месячного изменения можно получить из правила двенадцатых .
Вариации солнечного полудня
Точный момент солнечного полудня , когда Солнце достигает своей наивысшей точки на небе, зависит от времени года. Это изменение называется уравнением времени ; величина изменения составляет около 30 минут в течение года.
Источник
От чего зависит продолжительность светового дня?
Изменения продолжительности светового дня в разные сезоны объясняются вращением Земли вокруг ее оси. Если бы Земля не вращалась, дневной и ночной циклы были бы совсем иными. Хотя, вполне вероятно, что они и вовсе бы отсутствовали. Сокращение или увеличение продолжительности светового дня зависит от времени года и того, где вы находитесь на Земле. Кроме того, на дневное время влияет угол наклона земной оси и ее путь вокруг Солнца.
Продолжительность вращения
Сутки, продолжающиеся 24 часа, — это время, которое требуется для того, чтобы Земля совершила целый оборот вокруг собственной оси: именно поэтому на следующий день Солнце появляется в одном и том же месте на небе. Однако не стоит забывать, что Земля продолжает двигаться вокруг Солнца, и это явление оказывает огромное влияние на продолжительность светового дня.
Фактическое время одного вращения Земли несколько короче, чем мы привыкли думать: около 23 часов и 56 минут. Астрономы обнаружили это, регистрируя время, когда звезда появилась на одном и том же месте на небе на следующий день — это явление было названо звездным днем.
Более длинные и короткие дни
Хотя солнечный день составляет 24 часа, не в каждом дне содержится 12 часов светового дня и 12 часов темного времени суток. Зимой ночи длиннее, чем летом. Это явление объясняется тем, что воображаемая ось Земли расположена не под прямым углом: она наклоняется под углом в 23,5 градуса. Собственно, поскольку наша планета вращается вокруг Солнца на протяжении года, северная половина Земли наклоняется к Солнцу летом, вызывая продолжительный световой день и короткую ночь. Зимой это меняется: наша планета отдаляется от Солнца, и ночное время становится длиннее. Весной и осенью Земля ни наклонена к Солнцу, ни от него, а где-то между, поэтому день и ночь в эти времена года одинаковы. Вот как можно объяснить, почему весной продолжительность светового дня возрастает: наша планета поворачивается к солнышку!
Наше количество дневных часов зависит от нашей широты и того факта, каково положение Земли по отношению к Солнцу. Ось вращения нашей планеты наклонена от орбитальной плоскости и всегда расположена в одном направлении — к полярной звезде. В результате положение земной оси по отношению к Солнцу постоянно меняется в течение года.
Собственно, именно этот фактор влияет на распространение солнечного света по поверхности Земли на любой заданной широте.
Изменение угла приводит к изменению количества солнечной энергии, которая достигает определенных областей планеты. Это вызывает сезонное изменение интенсивности солнечного света, достигающего поверхности, и влияет на продолжительность светового дня.
Изменение интенсивности происходит потому, что угол, под которым лучи от Солнца двигаются и попадают на Землю, изменяется по мере смены сезонов.
Докажем на практике
Если вы посветите фонарем на потолок, площадь освещенной области будет изменяться в зависимости от того, будете ли вы направлять свет под прямым углом или нет. Точно также энергия Солнца распространяется по разным географическим районам, когда она достигает поверхности Земли. Он более сконцентрирован в наши летние месяцы, когда солнце выше в небе.
Между летним и зимним солнцестоянием количество дневных часов уменьшается, а темпы их уменьшения больше, чем выше широта. Чем меньше солнечных часов, тем холоднее ночи. Вот почему продолжительность светового дня весной возрастает: планета постепенно поворачивается к Солнцу, поглощая одной из своих сторон все больше солнечной энергии.
Это интересно
Поскольку параллельно вращению вокруг Солнца Земля также продолжает вращаться вокруг собственной оси, то за 24 часа она делает один полный оборот. Интересно, что продолжительность суток меняется со временем. Так, около 650 миллионов лет назад сутки длились около 22 часов вместо привычных нам 24!
Солнцестояние
Солнцестояние представляют собой явление, когда при определенном положении орбиты Земли отмечают самые длинные и кратчайшие дни года. Зимнее солнцестояние, происходящее в Северном полушарии, знаменует собой самый короткий день, после которого световой день начинает медленно расти. Летнее солнцестояние в этом же полушарии приходится на самый продолжительный световой день, после чего он начинает становиться короче. Солнцестояние также называют в честь месяца, в котором оно происходит.
Также важно понимать, что то, какая продолжительность светового дня в день солнцестояния, зависит от полушария, в котором вы находитесь. Так, в Северном полушарии июньское солнцестояние отмечает самый продолжительный световой день в году. В то время, как в Южном полушарии июньское солнцестояние обозначает самую длинную ночь.
Источник