Tại sao đêm dài vào mùa đông và đêm ngắn vào mùa hè? Tại sao đêm dài hơn trong mùa đông? Sự quay của Trái đất quanh trục của nó
Để dễ dàng hiểu tại sao mặt trời mọc sớm vào mùa hè và đêm mùa đông dài hơn mùa hè, trước tiên chúng ta hãy hình dung chính xác hành tinh của chúng ta Trái đất là gì và Mặt trời là gì.
Sự quay của Trái đất quanh trục của nó
Nếu bạn nhìn lên bầu trời vào ban đêm, bạn có thể nhìn thấy hàng trăm ngôi sao. Có vẻ như một số tỏa sáng hơn, một số khác không nhiều lắm, nhưng chúng có một điểm chung với Mặt trời: đó là Mặt trời cũng là một dấu sao, chỉ so với những người khác thì nó gần với Trái đất. Và nếu bạn bay xa vào không gian, thì nó sẽ có vẻ là cùng một ngôi sao với những người khác. Hành tinh Trái đất giống như một quả bóng quay xung quanh một mặt trời đứng yên, như thể bạn lấy một quả bóng và quay nó xung quanh một bóng đèn. Nhưng nếu bạn chỉ cần vặn nó, bạn sẽ nhận thấy rằng bóng đèn luôn chỉ chiếu sáng một mặt của bóng, như thể ở một mặt, nó luôn là ban đêm, và vào ban ngày. Nhưng điều này không xảy ra vì Trái đất cũng tự quay quanh chính nó, giống như một quả bóng đang chạy hoặc một quả bóng trên ngón tay của một cầu thủ bóng rổ. Nếu bạn nhẩm một đường thẳng từ ngón tay của mình dọc theo quả bóng, thì đây sẽ là trục quay của quả bóng, và Trái đất có một trục tưởng tượng như vậy.
Xích đạo và bán cầu của Trái đất
Vẽ một đường thẳng ở giữa quả bóng hoặc Trái đất để bạn có hai nửa - trên và dưới - bạn sẽ có hai bán cầu, hành tinh của chúng ta gọi chúng là phía bắc và phía nam, và đường phân cách chúng là đường xích đạo. Điều quan trọng nhất là trục quay của Trái đất không thẳng, mà nghiêng, và đó là lý do tại sao khi quay quanh Mặt trời, phần trên, phía bắc, bán cầu vào mùa đông vẫn bị lệch khỏi Mặt trời và ít bị nóng lên bởi nó. , và phía nam lớn hơn, và khi đó là mùa đông ở Châu Âu và Châu Á, thì ở Nam Mỹ và Úc là mùa hè. Các điểm trên và dưới của trục này ra khỏi bề mặt hành tinh của chúng ta thường được gọi là Cực, Bắc và Nam.
Sự phân chia trong ngày thành thiên văn và ánh sáng
Từ "ngày" có hai nghĩa. Có một định nghĩa như mặt trời, hay ánh sáng ban ngày, đây là khoảng thời gian từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn tại bất kỳ điểm nào trên địa cầu và ngày thiên văn hoặc lịch là thời gian của một nửa vòng quay của Trái đất quanh trục của nó. Cùng nhau, đêm và ngày tạo thành một ngày thiên văn, vòng quay của hành tinh quanh trục của nó và Trái đất hoàn thành nó trong 24 giờ. Khoảng thời gian của các giờ ban ngày luôn khác nhau, và trong năm có thể từ tám đến mười sáu giờ, nhưng vấn đề về anh ta sẽ được thảo luận dưới đây.
Ngày đông chí và hạ chí
Chính vì độ nghiêng của trục hành tinh, khi hành tinh của chúng ta chuyển động quanh Mặt trời, dường như vào mùa đông nó mọc rất muộn, và rời khỏi đường chân trời quá sớm. Vào mùa thu và mùa đông, Bắc bán cầu bắt đầu nhận được ít ánh sáng hơn từ Mặt trời, đêm dài ra và ngày ngắn lại.
Điều này tiếp tục cho đến ngày 22 tháng 12, ngày mà ngày ngắn nhất trong năm và đêm dài tương ứng. Ngày này được gọi là ngày hạ chí, hay ngày đông chí, và kể từ ngày đó, ngày dần dần, theo nghĩa đen của phút, bắt đầu tăng lên. Mùa hè cũng có một ngày tương tự, ngày 22 tháng 6, ngày hạ chí, khi vào mùa hè ngày này dài nhất và đêm rất ngắn.
Độ dài của đêm và ngày tại các điểm khác nhau trên Trái đất luôn khác nhau, và phụ thuộc vào khoảng cách điểm này cách xích đạo. Sự bù đắp này được gọi là độ lệch vĩ độ, và vào mùa đông có những vĩ độ như vậy khi mặt trời hoàn toàn không được hiển thị do đường chân trời trong nhiều ngày thiên văn hơn. Hiện tượng này được gọi là đêm địa cực, và càng gần Bắc Cực, nó càng lớn. Nhưng sáu tháng sau, hiện tượng ngược lại xảy ra, khi mặt trời luôn ở trên đường chân trời, không hề lặn xuống, và một ngày địa cực bắt đầu. Ở gần xích đạo hơn, độ dài của ngày và đêm được so sánh với nhau, và tại xích đạo, các mùa không thay thế nhau, tức là không phải mùa đông và mùa hè, và độ dài của giờ ban ngày bằng ban đêm.
Theo thói quen, ngày được chia thành ngày, tối, đêm và sáng. Hoặc thậm chí chỉ trong hai thời kỳ: sáng - ngày, tối - đêm. Hơn nữa, theo quan điểm của thiên văn học, ít ai nghĩ đến điều gì đã gây ra hiện tượng này.
Và tại sao vào mùa đông mặt trời lại ít chiếu sáng, tạo cảm giác như màn đêm buông xuống lúc bốn năm giờ chiều.
Ngày ánh sáng và thiên văn: sự khác biệt
Cuộc cách mạng của hành tinh chúng ta xung quanh cái gọi là trục của nó diễn ra trong 24 giờ. Đây là một ngày thiên văn, được chia thành hai phần: ngày và đêm. Một nửa, nghĩa là, 12 giờ, là một ngày thiên văn. Thời gian và kết thúc của nó không được ghi lại ở bất cứ đâu.
Một ngày ánh sáng là một khoảng thời gian bắt đầu với sự mọc của mặt trời và kết thúc bằng sự biến mất của nó bên ngoài đường chân trời. Do đó, tên thứ hai là Ngày nắng. Thời lượng thay đổi hàng ngày. Và không có một ngày nào mặt trời chiếu sáng trái đất trong một khoảng thời gian như nhau. Trong một giây, nhưng khác.
Các tài liệu liên quan:
Tại sao cúm đến khi mùa đông đến gần?
Nhân tiện, những thông tin như vậy thường được in trên lịch xé dán thường được treo trong mọi gia đình. Xác nhận thực tế này hiện có thể dễ dàng tìm thấy trên Internet.
Yếu tố độ dài ngày
Độ nghiêng của Trái đất so với Mặt trời là 23,5 độ, đây là lời giải thích chính cho những ngày ngắn ngủi trong mùa đông. Trong thời tiết nóng bức, thiên địa lưu lại ở chân trời lâu, làm cho mặt đất nóng lên. Nhưng vào mùa đông mọi thứ diễn ra hoàn toàn ngược lại. Hành tinh này lệch khỏi ngôi sao, do đó tia sáng của mặt trời và va chạm vào trái đất một cách gián tiếp và trong một thời gian ngắn. Và khi trời mưa hoặc nhiều mây, có vẻ như một ngày sẽ kết thúc trước khi nó bắt đầu.
Nhân tiện, ngoài Vòng Bắc Cực, Mặt Trời đi dọc theo đường chân trời, kéo theo bóng tối. Hiện tượng này được gọi là đêm địa cực. Trên một đường có điều kiện khác - đường xích đạo - ngày ánh sáng và thiên văn thực tế bằng nhau và thời gian của chúng là khoảng 12 giờ.
Các tài liệu liên quan:
Tại sao trục của Trái đất lại nghiêng?
Coi Trái đất tự quay trên trục cùng lúc quay quanh Mặt trời, khi mùa đông đến ở bán cầu bắc ngày giảm dần. Sự phân chia của Trái đất từ cực này sang cực khác, thành bán cầu đông và nam, kéo theo một hiện tượng như sự thay đổi múi giờ.
Đông chí, hay ngày ngắn nhất
Vào ngày 21 hoặc 22 tháng 12 hàng năm, độ nghiêng của trục trái đất so với Mặt trời đạt góc lớn nhất. Hiện tượng thiên văn này được gọi là ngày chí chí (solstice) và được đặc trưng bởi ngày 8 giờ ngắn nhất trong năm. Nhưng từ lúc đó, dần dần thời gian về đêm càng ngắn lại. Ở Nam bán cầu, ngày Đông chí là ngày 20 hoặc 21 tháng Sáu.
Bạn có thể nhận thấy rằng vào mùa hè, trời tối muộn hơn nhiều so với mùa đông. Ngày kéo dài hơn, có nghĩa là bạn có thể đi bộ, đi công tác hoặc thức lâu hơn.
Nhưng bạn có biết tại sao ngày ngắn hơn vào mùa đông và dài hơn vào mùa hè không? Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu vấn đề này.
Đổi mùa
Là một phần của các bài viết trên trang web của chúng tôi, chúng tôi đã xem xét thông tin chi tiết hơn về lý do tại sao các mùa thay đổi trên hành tinh của chúng ta, tuy nhiên, để hiểu tại sao ngày trong mùa hè dài hơn mùa đông, cần phải nhớ lại cơ học về cách thức hoạt động của các nguyên tắc thay đổi các mùa.
Lý do cho sự thay đổi các mùa, và theo đó, thời tiết, chủ yếu không phải là sự chuyển động của Trái đất quanh điểm sáng tự nhiên của chúng ta - Mặt trời, mà là xung quanh trục của chính nó.
Như chúng ta đã biết, Trái đất quay quanh trục của chính nó, nhưng không phải tất cả mọi người đều biết rằng hành tinh của chúng ta không quay quanh Mặt trời theo một vị trí hoàn toàn thẳng đứng, vì trục quay thông thường đi qua quả cầu của hành tinh ở một góc.
Do quỹ đạo chuyển động này mà hành tinh của chúng ta ở các vị trí khác nhau so với Mặt trời vào mùa đông và mùa hè (tương ứng là vào mùa xuân và mùa thu, nhưng bây giờ chúng ta không nói về điều đó). Và trong tình huống như vậy, vào thời kỳ mùa hè, một lượng lớn tia nắng mặt trời không chỉ rơi vào một khu vực cụ thể trên bề mặt Trái đất, nơi tạo ra nhiệt độ cao hơn, mà thời gian tác động của mặt trời cũng kéo dài hơn. Điều này dẫn đến thực tế là vào mùa hè, ngày dài hơn mùa đông.
Ngày dài nhất trong năm
Có thể dễ dàng đoán tại sao ngày dài nhất trong năm là vào mùa hè, bởi vì vào mùa hè, giờ ban ngày luôn dài hơn mùa đông. Do đó, ngày dài nhất tính từ thời kỳ mùa hè. Nhân tiện, ngày dài nhất trong mùa hè được quan sát vào ngày 21 tháng 6, đây là ngày hạ chí.
Độ dài của một ngày ở đường xích đạo
Như bạn đã biết, hành tinh của chúng ta có một đường xích đạo - nằm ngay dọc theo phần trung tâm của địa cầu. Có thể dễ dàng đoán được rằng bất kể quỹ đạo chuyển động của Trái đất, vào bất kỳ thời điểm nào trong năm và tại bất kỳ vị trí nào so với Mặt trời, thì độ xa xôi của các vùng lãnh thổ nằm ở xích đạo sẽ như nhau. Đó là lý do tại sao ở đây vào mùa hè, ngày không dài hơn vào mùa đông, nhưng hoàn toàn giống nhau. Về nhiệt độ không khí, ở đây cũng không bao giờ xuống thấp, thỉnh thoảng xuống dưới 24 độ C.
Những thay đổi về độ dài của giờ ban ngày trong các mùa khác nhau được giải thích bằng sự quay của Trái đất quanh trục của nó. Nếu Trái đất không quay, chu kỳ ngày và đêm sẽ rất khác nhau. Mặc dù, có khả năng là họ sẽ vắng mặt hoàn toàn. Việc giảm hoặc tăng độ dài của giờ trong ngày tùy thuộc vào thời gian trong năm và vị trí của bạn trên Trái đất. Ngoài ra, ban ngày bị ảnh hưởng bởi độ nghiêng của trục trái đất và đường đi của nó xung quanh mặt trời.
Thời gian luân chuyển
Một ngày kéo dài 24 giờ là thời gian để Trái đất hoàn thành một vòng quay quanh trục của chính nó: đó là lý do tại sao ngày hôm sau Mặt trời xuất hiện ở cùng một vị trí trên bầu trời. Tuy nhiên, đừng quên rằng Trái đất vẫn tiếp tục chuyển động quanh Mặt trời, và hiện tượng này có tác động rất lớn đến độ dài của các giờ ban ngày.
Thời gian thực tế của một vòng quay của Trái đất có phần ngắn hơn chúng ta từng nghĩ: khoảng 23 giờ 56 phút. Các nhà thiên văn đã phát hiện ra điều này bằng cách ghi lại thời gian một ngôi sao xuất hiện ở cùng một vị trí trên bầu trời vào ngày hôm sau - một hiện tượng được gọi là ngày cận kề.
Ngày dài hơn và ngày ngắn hơn
Mặc dù một ngày nắng là 24 giờ, nhưng không phải ngày nào cũng có 12 giờ ban ngày và 12 giờ bóng tối. Vào mùa đông, đêm dài hơn mùa hè. Hiện tượng này được giải thích là do trục tưởng tượng của Trái đất không ở góc vuông: nó nghiêng một góc 23,5 độ. Trên thực tế, vì hành tinh của chúng ta quay quanh Mặt trời quanh năm, nửa phía bắc của Trái đất nghiêng về phía Mặt trời vào mùa hè, gây ra thời gian ban ngày dài và đêm ngắn. Vào mùa đông, điều này thay đổi: hành tinh của chúng ta di chuyển khỏi Mặt trời và thời gian ban đêm trở nên dài hơn. Vào mùa xuân và mùa thu, Trái đất không nghiêng về phía Mặt trời, cũng không nghiêng về phía nó, mà nằm ở giữa, do đó ngày và đêm trong những mùa này giống nhau. Đây là cách bạn có thể giải thích tại sao số giờ ban ngày tăng vào mùa xuân: hành tinh của chúng ta quay về phía mặt trời!
Số giờ ban ngày của chúng ta phụ thuộc vào vĩ độ của chúng ta và thực tế là vị trí của Trái đất trong mối quan hệ với Mặt trời là gì. Trục quay của hành tinh chúng ta nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo và luôn nằm theo một hướng - tới sao cực. Kết quả là, vị trí của trục trái đất trong mối quan hệ với mặt trời liên tục thay đổi trong năm.
Trên thực tế, chính yếu tố này ảnh hưởng đến sự lan truyền của ánh sáng mặt trời trên bề mặt Trái đất ở bất kỳ vĩ độ nhất định nào.
Thay đổi góc dẫn đến thay đổi lượng năng lượng mặt trời đến các khu vực nhất định của hành tinh. Điều này gây ra sự thay đổi theo mùa trong cường độ ánh sáng mặt trời chiếu tới bề mặt và ảnh hưởng đến độ dài của các giờ ban ngày.
Sự thay đổi cường độ xảy ra do góc mà các tia từ Mặt trời di chuyển và tới Trái đất thay đổi khi các mùa thay đổi.
Hãy chứng minh trong thực tế
Nếu bạn chiếu đèn pin lên trần nhà, diện tích vùng được chiếu sáng sẽ thay đổi tùy thuộc vào việc bạn hướng ánh sáng ở góc vuông hay không. Tương tự như vậy, năng lượng của Mặt trời lan truyền trên các vùng địa lý khác nhau khi nó đến bề mặt Trái đất. Nó tập trung nhiều hơn vào những tháng mùa hè của chúng tôi khi mặt trời cao hơn trên bầu trời.
Giữa hạ chí và đông chí, số giờ ban ngày càng giảm, tốc độ giảm của chúng càng lớn thì vĩ độ càng cao. Số giờ nắng càng ít, đêm càng lạnh. Đó là lý do tại sao độ dài của giờ ban ngày vào mùa xuân tăng lên: hành tinh dần dần quay về phía Mặt trời, hấp thụ ngày càng nhiều năng lượng mặt trời ở một trong các mặt của nó.
Vì song song với chuyển động quay quanh Mặt trời, Trái đất cũng tiếp tục quay quanh trục của chính nó, nó thực hiện một vòng quay hoàn toàn trong 24 giờ. Điều thú vị là độ dài của ngày thay đổi theo thời gian. Vì vậy, khoảng 650 triệu năm trước, một ngày kéo dài khoảng 22 giờ thay vì 24 giờ như bình thường!
Solstice
Hạ chí là một hiện tượng khi, tại một vị trí nhất định của quỹ đạo Trái đất, những ngày dài nhất và ngắn nhất trong năm được kỷ niệm. Ngày đông chí, xảy ra ở Bắc bán cầu, đánh dấu ngày ngắn nhất, sau đó giờ ban ngày bắt đầu tăng dần. Hạ chí ở cùng bán cầu rơi vào những giờ ban ngày dài nhất, sau đó nó bắt đầu trở nên ngắn hơn. Solstice cũng được đặt tên theo tháng mà nó xảy ra.
Cũng cần hiểu rằng độ dài của các giờ ban ngày vào ngày Hạ chí phụ thuộc vào bán cầu mà bạn đang ở. Vì vậy, ở Bắc bán cầu, ngày Hạ chí tháng 6 đánh dấu ngày dài nhất trong năm. Trong khi ở Nam bán cầu, ngày Hạ chí tháng 6 đánh dấu đêm dài nhất.
Chắc chắn chúng ta đều biết rằng vào mùa đông, thời gian ban ngày trở nên ngắn hơn đáng kể. Khi chúng ta thức dậy vào buổi sáng để đi làm hoặc đi học, bạn vẫn có thể ngắm cảnh đêm bên ngoài cửa sổ, và khi chúng ta trở về nhà vào buổi tối, chúng ta cũng đi bộ vào lúc hoàng hôn hoặc trong bóng tối. Nhưng tại sao ngày trở nên ngắn hơn vào mùa đông thì không phải ai cũng biết, và hôm nay chúng tôi sẽ đưa ra câu trả lời dễ hiểu cho câu hỏi này.
Nguyên nhân toàn cầu
Nếu chúng ta nói một cách ngắn gọn và toàn cầu về lý do tại sao ngày ngắn hơn trong mùa đông và đêm dài hơn, thì những đặc thù của quy mô hành tinh là điều đáng trách. Nó là về quỹ đạo và với những khía cạnh cụ thể nào mà hành tinh Trái đất quay quanh trục của nó và xung quanh độ sáng tự nhiên của chúng ta. Và dưới đây chúng tôi đề xuất tìm hiểu vấn đề này một cách chi tiết hơn để bạn không còn thắc mắc gì liên quan đến hiện tượng này.
Để hiểu tại sao độ dài của các giờ ban ngày trên hành tinh của chúng ta thay đổi theo mùa, cần phải nhớ cách Trái đất quay quanh Mặt trời, cũng như quỹ đạo mà nó chuyển động quanh trục của chính nó liên quan đến tất cả các cho sự sáng chói của vũ trụ của chúng ta.
Thực tế là nếu bạn nhìn vào trục quay tưởng tượng của hành tinh, thì trong mối quan hệ với Mặt trời và quỹ đạo quay xung quanh nó, nó sẽ nghiêng. Theo đó, ở bất kỳ giai đoạn nào của chu kỳ quay hàng năm quanh Mặt trời, Trái đất luôn luôn có một số bộ phận của nó nằm gần Mặt trời hơn, và một số - xa hơn.
Nhân tiện, điều này giải thích tại sao, vào một số giai đoạn nhất định trong năm, mùa đông được quan sát thấy ở một số nơi trên hành tinh và mùa hè ở những nơi khác.
Đối với câu hỏi chính, tại sao các giờ ban ngày ngắn hơn vào mùa đông, cần phải chú ý đến thực tế là quỹ đạo của Trái đất quanh trục của nó so với Mặt trời sao cho vào mùa đông bán cầu bắc xa hơn mặt trời. Quỹ đạo như vậy, theo đó, ảnh hưởng đến thực tế là phần lớn thời gian chuyển động quay của địa cầu xảy ra mà không có ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu vào nó. Và nếu không có sự tán xạ của ánh sáng Mặt trời, tất nhiên, sẽ không có sự chiếu sáng trên bề mặt Trái đất, tức là ban đêm được quan sát thấy.
Đáng chú ý là có những khu vực trên hành tinh của chúng ta mà Mặt trời không mọc trong sáu tháng, hoặc không lặn xuống dưới đường chân trời, tương ứng - có một đêm không đổi hoặc một ngày không đổi, mà các nhà khoa học gọi là ngày và đêm "Địa cực". . Sáu tháng sau, những khu vực này thay đổi địa điểm, và thời gian trong ngày ở đó thay đổi theo cùng một cách.
