Dienos trukmė ir lygiadieniai

Prieš porą savaičių praūžė pavasario lygiadienis, dienos pasidarė ilgesnės už naktis ir šiaip artėja vasara. Tai ta proga, nors ir labai vėluodamas, parašysiu truputį apie dienos trukmę Žemėje ir kodėl ji yra tokia, o ne kitokia.

Jei turite kokį nors kalendorių, kuriame sužymėti dienų ilgumai, susiraskite jame pavasario lygiadienį – kovo 20-ąją. Arba 21-ąją, nelabai svarbu. Atkreipkite dėmesį, kad abi tas dienas dienos trukmė yra šiek tiek ilgesnė, nei 12 valandų – 12.10 arba 12.15. Bet paroje valandų juk 24-ios, o lygiadienis turėtų būti dienos ir nakties ilgių vienodumo laikas, ar ne? Pasirodo, ne.

Lygiadienis yra ta diena (nutinkanti du kartus per metu), kai Saulės spinduliai statmenai krenta į Žemės pusiaują. Kitais metų laikais, dėl Žemės ašies pasvirimo į orbitos plokštumą, ant pusiaujo Saulės spinduliai krenta kampu. Žiūrint iš Žemės lygiadienį pusiaujuje Saulė vidurdienį būna tiksliai virš galvos, o kitais metų laikais – šiek tiek šiauriau (šiaurės pusrutulio vasarą) arba piečiau (pietų pusrutulio vasarą). Pažiūrėjus geometriškai, per lygiadienį Žemės ašis yra statmena linijai, jungiančiai Žemės ir Saulės centrus. Naudodami šį apibrėžimą galime suprasti, jog „lygiadienis“ iš tikro yra ne visa diena, o tik konkretus momentas, nutinkantis dusyk per metus. Šiemet jis įvyko kovo 20-ą dieną 16 valandų 57 minutės visuotiniu laiku, t.y. 18:57 Lietuvos laiku (dar anuo, žiemiškuoju).

Lygiadienio metu Žemės ašis nėra pasvirusi Saulės link. ©timeanddate.com

Taigi turime simetrišką situaciją – status kampas tarp Žemės ašies ir krypties į Saulę, Saulė tiesiai zenite virš pusiaujo. Taigi atrodytų, kad ir dienos trukmė turėtų būti lygiai pusė paros, t.y. 12 valandų. Bet visgi taip nėra. Diena atrodo ilgesnė dėl dviejų priežasčių: „dienos“ apibrėžimo ir atmosferos.

„Diena“ yra apibrėžiama kaip laiko tarpas tarp saulėtekio ir saulėlydžio. Saulėtekis yra tas momentas, kai Saulės disko viršus išlenda virš horizonto, o saulėlydis – momentas, kai disko viršus nusileidžia po juo. Taigi diena tampa ilgesnė visu vienu Saulės disko pasislinkimu. Saulės diskas dangumi savo skersmenį nukeliauja per maždaug 2 minutes, bet mūsų platumoje reikia įvertinti ir Saulės judėjimo įžambumą, lyginant su horizontu. Tada gauname maždaug 4 minutes, prisidedančias prie dienos ilgio.

Dar lieka šešios papildomos minutės. Jos atsiranda todėl, kad kai matome kylantį ar besileidžiantį Saulės diską, jis iš tiesų nėra ten, kur atrodo. Atmosfera veikia kaip lęšis ir iškreipia pro ją einančius spindulius, o kuo arčiau horizonto, tuo iškreipimas didesnis. Ir šis iškreipimas visada veikia taip, kad Saulė atrodo esanti aukščiau, nei yra iš tiesų. Taigi ir vėl, diena atrodo truputį ilgesnė – taip ir prisideda dar tos šešios minutės. Beje, besileidžiančios Saulės atvaizdo iškraipymus taip pat nulemia atmosferos poveikis. Besileidžiančios Saulės paraudimą – irgi, tik ne visai taip pat. Tiesiog mėlyni Saulės spinduliai atmosferoje išsklaidomi labiau, nei raudoni (todėl dangus mėlynas), o Saulei esant prie horizonto, šviesa praeina ilgesnį kelią pro atmosferą, todėl labiau parausta. Saulės atvaizdas taip pat šiek tiek išsiskiria – raudona Saulė yra arčiau horizonto, nei mėlyna. Taigi saulėlydžio pabaigoje paskutiniai Saulės spinduliai yra vėlgi įvairių spalvų: raudoni pranyksta pirmiausiai, tada lieka blausesni geltoni, o kartais pavyksta pamatyti ir dar blausesnį žalią žybsnį. Mėlyni spinduliai jau per daug išsklaidyti, kad juos pavyktų taip užfiksuoti. Čia toks ilgas lyrinis nukrypimas buvo.

Taigi, apibendrinant, dienos trukmė priklauso ne tik nuo metų laiko, bet ir nuo dienos apibrėžimo ir Saulės spindulių iškraipymo atmosferoje. Beje, skirtingose platumose šitie efektai pasireiškia truputį skirtingai. Kuo arčiau pusiaujo esame, tuo didesnę metų dalį dienos trukmė yra daugiau nei 12 valandų. Taip yra todėl, kad „tikrosios“ dienos (tokios, kurią gautume atmetę atmosferos poveikį ir žiūrėdami į Saulės disko centro, o ne pakraščio, judėjimą) trukmė arčiau pusiaujo per metus kinta mažiau, taigi ir trumpiausios dienos ten nėra tokios trumpos, kaip esant toli nuo pusiaujo (pvz. Lietuvoje). Taigi ir tų keleto minučių, kuriomis pailgėja diena dėl atmosferinių reiškinių, pakanka, kad arti pusiaujo esančiuose regionuose dienos trukmė 12-ą valandų viršija ne šešis, o net aštuonis arba daugiau mėnesių per metus. Visai ties pusiauju apskritai nebūna dienų, kai naktis būtų ilgesnė už dieną.

Laiqualasse

6 comments

  1. „kai Saulės spinduliai statmenai krenta į Žemės pusiauja.“
    Teko palauzyt galva ar statmenai kerta ar lygiagreciai. Visdelto nusprendziau kad lygiagreciai.

    1. Jei pusiaują imsime kaip plokštumą, tada taip, lygiagrečiai. Jei imsime kaip liestinę Žemės apskritimui, tada statmenai :)

  2. Ačiū už įdomų straipsnį. Senai kirbėjo klausimas, kodėl per lygiadieni diena ir valanda netrunka po lygiai 12 val. :) Dabar daug kas paaiškėjo.

  3. Labai gaila, bet apie dienos trukmę čia nėra rašoma. Konkrečiau, kaip kinta dienos trukmė per metus? Kiek trunka ilgiausia diena ir kiek trumpiausia?

    1. Na taip, gal teisingiau būtų buvę pavadinti įrašą „Lygiadieniai ir dienos trukmė“, nes apie dienos trukmę rašiau tik tiek, kiek ji siejasi su lygiadieniais. Apie dienos trukmės pokyčius gal kada parašysiu atskiru įrašu.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *