Glada vårdagjämningen!
Våren är precis runt hörnet för större delen av det norra halvklotet, och med den kommer löftet om långa och härligt varma sommardagar. Om vinterns kyla fortfarande ligger i luften där du bor kanske du undrar hur länge det kommer att dröja innan de längre dagarna kommer.
Hur många extra minuter av solsken får vi då varje dag? Och, nu när jag har nämnt det, varför ändras antalet dagsljustimmar överhuvudtaget under året? Hur exakt ser den förändringen ut? Och vad har allt detta att göra med de trigonometriska funktionerna sinus och cosinus som vi har lärt oss om?
Håll ögonen öppna för det är precis de frågorna som vi kommer att prata om i dag!
Hur många minuter mer dagsljus i morgon?
Solen var uppe och sken i 12 timmar, 10 minuter och 11 sekunder i dag där jag bor i Los Angeles. Igår tog solen 12 timmar, 8 minuter och 3 sekunder på sig att korsa himlen. Vilket, om du räknar ut det, innebär att vi i dag fick 2 minuter och 8 sekunder extra solsken. Och om inte en astronomiskt osannolik solkatastrof inträffar kommer morgondagen att ge oss 12 timmar, 12 minuter och 19 sekunder solsken – 2 minuter och 8 sekunder mer än i dag.
Hurra!
I dag fick vi 2 minuter och 8 sekunder extra solsken.
Den ännu bättre nyheten är att solskensminuterna under den kommande veckan eller så kommer att fortsätta att öka med 2 minuter och 8 sekunder per dag. Och under veckan eller så därefter kommer det att fortsätta att öka i den något långsammare takten på cirka 2 minuter och 7 sekunder per dag. Faktum är att denna tidsperiod runt vårdagjämningen – och som faktiskt kulminerar vid dagjämningen – är den tid på året då antalet dagsljustimmar ökar snabbast.
Men, undrar du kanske, varför är det så? Och för den delen, varför förändras antalet dagsljustimmar överhuvudtaget under hela året? För att svara på det måste vi prata om lite grundläggande astronomi i solsystemet.
Hur förändrar 23,5 grader allting?
Föreställ dig jorden och alla dess invånare som glatt snurrar som en topp runt sin axel en gång om dagen. Föreställ dig nu att denna lyckligt snurrande topp sakta rör sig runt solen en gång per år. Med lite eftertanke (och kanske en modell gjord med en ficklampa och en boll) bör du kunna övertyga dig själv om att om den axel som jorden snurrar runt är perfekt uppradad med den axel som den kretsar runt solen, så kommer varje plats på planeten alltid att uppleva 12 timmars dag och 12 timmars natt – varje dag, året runt.
Om du inte har bott i en grotta (och därmed inte har kunnat se dag och natt komma och gå) kommer du att inse att detta inte alls låter som det solsystem vi lever i, varifrån vi kan dra slutsatsen att dessa två axlar faktiskt inte måste vara i linje med varandra. Vilket faktiskt är sant – vi vet att den axel som jorden snurrar runt är lutad ungefär 23,5 grader i förhållande till den axel som den kretsar runt solen.
Vad gör det? Kort sagt, mycket.
Varför ändras dagsljustimmarna?
Mer specifikt, för våra syften här, är den viktigaste biprodukten av jordens lutande axel det faktum att antalet timmars dagsljus förändras under hela året – och exakt hur det förändras beror på vilken latitud du bor på. Om du tänker efter (eller tar en titt på modellen med ficklampa och boll som du lekte med tidigare) ser du att den övre halvan av jorden lutar mot solen under halva året och bort från den under den andra halvan.
Delar av planeten som lutar mot solen får mer än 12 timmars solsken per dygn, delar som pekar bort från solen får mindre. När jorden rör sig runt solen under året ändras graden i vilken en del av planeten lutar mot eller bort från solen. Och med den förändringen följer en förändring av antalet dagsljustimmar som den delen av jorden får.
Delar av planeten som lutar mot solen får mer än 12 soltimmar per dag.
När en plats går från vinter till sommar, kulminerar förändringstakten i antalet dagsljustimmar vid vårdagjämningen – vilket är anledningen till att antalet dagsljustimmar ökar i maximal takt just nu på norra halvklotet. Efter vårdagjämningen avtar den takt med vilken dagsljuset ökar tills den stannar vid sommarsolståndet. Vid den tidpunkten börjar antalet dagsljustimmar gradvis minska och tar fart tills det når en topp vid höstdagjämningen för att sedan gradvis minska tills det återigen stannar vid vintersolståndet.
Därefter börjar cykeln på nytt.
Dagsljustimmar, sinus och cosinus:
Som denna periodiska natur kan få dig att gissa, visar sig antalet dagsljustimmar och hastigheten med vilken detta antal timmar förändras vara nära besläktade med de trigonometriska funktionerna sinus och cosinus som vi har talat om den senaste tiden. Om du gör en plott av antalet dagsljustimmar under hela året kommer du faktiskt att se att det ser nästan exakt ut som en sinusfunktion.
Varför är det så? Och hur ser grafen för en sinusfunktion egentligen ut? Tyvärr har vi alla slut på tid för idag. Så svaret på dessa frågor får vänta till nästa gång.