Boldog tavaszi napéjegyenlőséget!
A tavasz az északi félteke nagy részén már a küszöbön áll, és ezzel együtt a hosszú és pompásan meleg nyári napok ígérete is. Ha az Ön lakóhelyén még mindig a tél hűvössége van a levegőben, talán azon tűnődik, vajon mennyi idő telik még el a hosszabb napok beköszöntéig.
Szóval, hány plusz perc napsütést nyerünk minden nap? És ha már megemlítettem, miért változik egyáltalán a nappali órák száma az év folyamán? Pontosan hogy néz ki ez a változás? És mi köze van mindennek a szinusz és koszinusz trigonometrikus függvényekhez, amelyekről már tanultunk?
Maradjanak velünk, mert pontosan ezekről a kérdésekről fogunk ma beszélgetni!
Hány perc napfény lesz még holnap?
Ahol én Los Angelesben élek, ma 12 óra 10 perc és 11 másodpercig sütött a nap. Tegnap a Napnak 12 óra 8 perc és 3 másodperc kellett ahhoz, hogy átkeljen az égen. Ami, ha kiszámolod, azt jelenti, hogy ma 2 perc és 8 másodperc plusz napsütést kaptunk. És, hacsak nem következik be egy csillagászatilag valószínűtlen napkatasztrófa, holnap 12 óra 12 perc és 19 másodpercnyi napsütést kapunk – 2 perccel és 8 másodperccel többet, mint ma.
Szuper!
A mai nap 2 perc és 8 másodperccel több napsütést adott.
A még jobb hír, hogy a következő egy hétben a napsütéses percek száma tovább fog nőni napi 2 perc és 8 másodperccel. Az azt követő egy-két héten pedig továbbra is növekedni fog, méghozzá kissé lassabb ütemben, napi 2 perc 7 másodperccel. Valójában ez a tavaszi vagy tavaszi napéjegyenlőség körüli időszak – és valójában a napéjegyenlőség idején tetőzik – az évnek az az időszaka, amikor a napfényes órák száma a leggyorsabban növekszik.
De talán elgondolkodik, hogy miért van ez? És ha már itt tartunk, miért változik egyáltalán a nappali órák száma az év folyamán? Hogy erre választ kapjunk, beszélnünk kell egy kis alapvető Naprendszer-csillagászatról.
Hogyan változtat meg mindent a 23,5 fok?
Képzeljük el a Földet és minden lakóját, amint naponta egyszer boldogan forog, mint egy csúcs a tengelye körül. Most képzeljük el, hogy ez a boldogan forgó csúcs lassan, évente egyszer körbejárja a Napot. Egy kis gondolkodással (és talán egy zseblámpával és labdával készített modellel) meg kell tudnod győzni magad arról, hogy ha a tengely, amely körül a Föld forog, tökéletesen egy vonalban van azzal a tengellyel, amely körül a Nap körül kering, akkor a bolygó minden pontján mindig 12 óra nappal és 12 óra éjszaka lesz – minden nap, egész évben.
Hacsak nem élsz valójában egy barlangban (és így nem látod a nappal és az éjszaka jövés-menését), felismered, hogy ez egyáltalán nem úgy hangzik, mint a Naprendszer, amelyben élünk – ebből levonhatjuk a következtetést, hogy ez a két tengely valójában nem lehet egy vonalban. Ami valójában igaz – tudjuk, hogy a tengely, amely körül a Föld forog, körülbelül 23,5 fokot dől el ahhoz a tengelyhez képest, amely körül a Nap körül kering.
Mire jó ez? Röviden, sok mindent.
Miért változik a napfényes órák száma?
Közelebbről, a mi céljaink szempontjából a Föld tengelyferdeségének legfontosabb mellékterméke az, hogy a napfényes órák száma változik az év folyamán – és hogy pontosan hogyan változik, az attól függ, hogy milyen szélességi fokon élünk. Ha belegondolsz (vagy vetsz egy pillantást arra a zseblámpa és golyó modellre, amivel korábban játszottál), láthatod, hogy a Föld felső fele az év felében a Nap felé, a másik felében pedig tőle távolodik.
A bolygó Nap felé dőlő részei naponta több mint 12 órányi napsütést kapnak, a Naptól távolodó részei kevesebbet. Ahogy a Föld az év során a Nap körül kering, változik, hogy a bolygó egy-egy része mennyire van a Nap felé, illetve a Naptól távolabb dőlve. Ezzel a változással együtt változik a Föld adott része által kapott napfényes órák száma is.
A bolygó Nap felé dőlő részei naponta több mint 12 órányi napsütést kapnak.
Amint egy hely télből nyárba fordul, a nappali órák számában bekövetkező változás mértéke a tavaszi napéjegyenlőségkor tetőzik – ezért növekszik a nappali órák száma most az északi féltekén a legnagyobb mértékben. A tavaszi napéjegyenlőség után a nappali világosság növekedésének üteme csökken, míg a nyári napforduló idején megáll. Ekkor a napfényes órák száma fokozatosan csökkenni kezd, felgyorsul, míg az őszi napéjegyenlőség idején eléri a csúcspontját, majd fokozatosan csökken, míg a téli napforduló idején ismét megáll.
Akkor a ciklus újrakezdődik.
Napfényes órák, szinusz és koszinusz: Mi a kapcsolat?
Amint azt ez a periodikus jelleg már sejteni engedi, a nappali órák száma és az órák számának változási sebessége szoros kapcsolatban áll a szinusz és a koszinusz trigonometrikus függvényekkel, amelyekről a közelmúltban beszéltünk. Valójában, ha elkészítjük a nappali órák számának grafikonját az év folyamán, láthatjuk, hogy szinte pontosan úgy néz ki, mint egy szinuszfüggvény.
Miért van ez? És egyáltalán, hogy néz ki egy szinuszfüggvény grafikonja? Sajnos mára kifutottunk az időből. Úgyhogy a válasz ezekre a kérdésekre a következő alkalomig várni fog.