Что такое солнцестояние и равноденствие?
В годовом цикле есть четыре момента, которые играют значительную роль в жизни на Земле.
Люди издавна знали о существовании этих точек перехода, но физическая сущность данных явлений стала понятна только с развитием астрономии. Речь идет о двух солнцестояниях (зимнем и летнем) и двух равноденствиях (весеннем и осеннем).
Что такое солнцестояние?
На бытовом уровне мы понимаем, что солнцестояние – это день с самым длительным (летнее солнцестояние) или самым коротким (зимнее солнцестояние) светлым временем суток. Наши далекие предки хорошо знали, что до зимнего солнцестояния день сокращается, а после него начинает увеличиваться. Летом все происходит наоборот. Еще было замечено, что в день зимнего солнцестояния солнце занимает самое низкое положение над горизонтом, а в момент летнего солнцестояния проходит наивысшую точку за весь год.
Что происходит с нашей планетой и Солнцем с научной точки зрения? Вспомним некоторые астрономические понятия.
Небесная сфера – воображаемая поверхность, на которую мы смотрим, находясь на Земле и осматривая небо. Для нас, земных наблюдателей, именно по небесной сфере движутся все небесные объекты, в том числе, и Солнце.
Эклиптика – окружность, расположенная на небесной сфере, по которому происходит движение Солнца относительно Земли.
Экватор небесной сферы – круг, расположенный на небесной сфере перпендикулярно оси вращения планеты, совпадает с экватором Земли.
Из-за того, что ось Земли находится под уклоном к орбите обращения планеты вокруг нашего светила, экватор небесной сферы и эклиптика не совпадают. Благодаря чему происходит смена времен года с моментами перехода – солнцестояниями.
В день солнцестояния Солнце проходит через точки эклиптики, наиболее удаленные от небесного экватора. Иначе это можно выразить так: солнцестояния – это моменты наибольшего (зимой) или наименьшего (летом) отклонения земной оси от Солнца.
Зимнее и летнее солнцестояние
Зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря (дата может отличаться для разных часовых поясов). В этот день в северном полушарии отмечается самый короткий световой день и самая длинная ночь. Летнее солнцестояние приходится на 21 июня и отличается тем, что на эту дату приходится самый длинный световой день и самая быстротечная ночь.
В южном полушарии происходят прямо противоположные процессы: там в декабре происходит летнее солнцестояние, а в июне – зимнее.
Что такое равноденствие?
В годичном цикле есть еще две важные точки – дни весеннего и осеннего равноденствий. В эти дни Солнце проходит точки пересечения небесного экватора и эклиптики. Дни равноденствий приходятся на середину периода от одного солнцестояния до другого (хотя из-за того, что земля движется вокруг Солнца не по кругу, а по эллипсу даты немного сдвигаются).
Весеннее равноденствие приходится на 20 или 21 марта, осеннее – на 22 или 23 сентября. Как следует из названия, равноденствия – это моменты, когда день по продолжительности равен ночи.
Как солнцестояния и равноденствия влияют на жизнь на Земле?
Люди всегда знали, что критические точки в движении нашего светила по небесной сфере влияют на природу. Особенно актуально это для жителей северных широт, где смена времен года более выражена. Например, со дня мартовского равноденствия к нам приходит настоящая весна: становится теплее, прогревается почва, оживают растения. Это имеет огромное значение для земледелия.
Неслучайно сельскохозяйственный календарь всегда был связан с днями солнцестояний и равноденствий. На эти даты приходились важные языческие праздники, некоторые из которых были восприняты христианством. Вот эти праздники:
-зимнее солнцестояние – католическое Рождество и Коляда;
-весеннее равноденствие – Масленица;
-летнее солнцестояние – праздник Ивана Купалы;
-осеннее равноденствие – праздник урожая.
Как видите, и в технократическом 21-м веке мы празднуем эти события, даже не думая, что они связаны с годовым солнечным циклом и тем, насколько наши предки были зависимы от природных явлений.
mevamevo
Мысли и впечатления // Pensoj kaj impresoj
Солнцестояние: немного астрономии и этимологии
Позавчера состоялось летнее солнцестояние. Пусть и с опозданием, но выдам немного умностей по поводу. Наверняка вы видели в соцсетях или на новостных сайтах анонсы из разряда «самая короткая ночь в году». Оно-то так, но все ли понимают, откуда вообще взялся термин «солнцестояние» и что именно он означает? 🙂 Вариант «в этот день кажется, будто Солнце застыло в зените» (sic! подмечено мною в одном из новостных сообщений) к реальности не имеет совершенно никакого отношения.
С астрономической точки зрения данный термин означает относительно простую вещь: момент, когда Солнце занимает наиболее удалённую от небесного экватора позицию в своём видимом годичном движении по эклиптике: наивысшую (при летнем солнцестоянии; здесь и далее речь идёт о северных широтах земного шара) или наинизшую (при зимнем солнцестоянии). Сложно? Ну, попробую пояснить. Общеизвестно, что Земля обращается вокруг Солнца, совершая полный оборот за год. При этом при наблюдениях с Земли Солнце постоянно оказывается на фоне разных созвездий (понятно, что днём звёзды не видны, но они всё же есть!). Если мысленно представить себе Землю неподвижной, то Солнце за один год будет «пробегать» по воображаемой небесной сфере полный круг, этот «годовой путь Солнца» обозначается термином эклиптика. Можно также сказать, что эклиптика — это мысленная проекция плоскости земной орбиты на небесную сферу (мы смотрим на Солнце и мысленно проецируем его годовой путь на небесную сферу именно в плоскости нашей орбиты, поскольку размеры Земли по сравнению с масштабами земной орбиты пренебрежимо малы). Однако, как известно, угол между плоскостью земного экватора и плоскостью земной орбиты довольно велик (около 23,5 градусов), поэтому на небесной сфере между эклиптикой (проекцией земной орбиты на небесную сферу) и небесным экватором (проекцией земного экватора на небесную сферу) имеется приметное «расхождение».
В результате, если посмотреть на развёрнутую карту «средней» части небесной сферы (в более привычной для рядовых наблюдателей экваториальной проекции, где небесный экватор принят за «базовый уровень»), то эклиптика на ней будет выглядеть похожей на синусоиду; две «крайние» её точки будут соответствовать моментам солнцестояний, а две точки пересечения с небесным экватором — моментам равноденствий. На самом деле на небесной сфере и небесный экватор, и эклиптика представляют собой окружности, но если сферическую карту трансформировать в более привычную нам плоскую карту, приняв за базу именно небесный экватор, то эклиптика в подобной проекции примет вид синусоидо-подобной кривой. Вот схема экваториальной части небесной сферы: эклиптика показана синусоидо-подобной синей линией, а небесный экватор — жирной красной линией; отмечены точки солнцестояний и равноденствий, Солнце в течение года «смещается» справа налево.
Внимание, вопрос! Почему моменты положения Солнца на эклиптике в упомянутых позициях были названы именно солнцестояниями?!
На первый взгляд — действительно странно: Солнце ведь нигде не останавливается, нигде не «стоит», а постоянно перемещается по эклиптике, коль скоро Земля постоянно летит вокруг Солнца со скоростью порядка 30 км/c (повторюсь, что видимое движение Солнца на фоне звёзд — это лишь следствие перемещения Земли вокруг Солнца). Ну, строго говоря, эта скорость не является постоянной, так как орбита Земли представляет собой не правильную окружность, а эллипс: находясь ближе к Солнцу, Земля движется несколько быстрее, а при удалении от Солнца её движение несколько замедляется. Но всё равно ни о каких остановках речь не идёт. Итак, почему именно солнцестояние?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно немного погрузиться в историю астрономии и вспомнить об элементарном и, пожалуй, самом древнем астрономическом инструменте, имя которому гнóмон. Гномон представляет собой узкий предмет, вертикально установленный на плоской поверхности; в простейшем случае гномон — это просто прямая палка, воткнутая вертикально в землю (для проверки вертикальности её расположения можно использовать отвес — грузик на ниточке, привязанной к вершине палки). Не удивляйтесь «примитивности» данного инструмента: в умелых руках он в своё время позволил сделать множество незаурядных открытий! Само название «гномон» идёт от др.-греч. γνώμων «знаток; указатель» (во множественном числе это слово означало также «зубы лошади или осла» — по ним можно было судить о возрасте животного); данное слово родственно др.-греч. γνῶμα «признак, примета, свéдение», γνῶσις «знание, познание» и глаголу γιγνώσκω «узнавать, понимать, знать». Работа с гномоном проводится так: в течение дня мы наблюдаем за тенью, которую он отбрасывает, и отмечаем на грунте положение её крайней точки («верхушку»). Понятно, что длина тени в течение дня будет меняться, так как меняется и высота Солнца над горизонтом. При этом длина тени будет минимальной в так называемый истинный полдень, когда Солнце пересекает небесный меридиан (проще говоря — направление север-юг); по тому направлению, на которое «ложится» самая короткая за день тень, можно без всякого компаса определить, где север. Для обозначения этой важной в практическом отношении «самой короткой тени в течение дня» используется отдельный термин «полуденная тень».
Право, уже неплохо: имея лишь вертикально вставленную в землю палку, мы вполне можем определить направление на север, если только понаблюдать за тенью в течение дня. Но, как говорится, лиха беда начало! Зная высоту нашего гномона и длину отбрасываемой им тени (её можно измерить рулеткой, линейкой и проч.), а также имея под рукой таблицу тангенсов, можно легко определить угловую высоту Солнца в любой произвольный момент. Уверен, что вы и сами догадались, как это сделать, но всё же поясню. Вот схема:
Из школьного курса геометрии известно, что тангенс угла α на только что представленной схеме равен отношению высоты гномона (она постоянна и известна) к длине отбрасываемой им тени (её мы можем измерить). Если, например, мы установили гномон высотой в один метр и определили длину его тени в 118 сантиметров, это означает, что тангенс угла α равен 100/118 ≈ 0,847. Данное значение тангенса соответствует углу α, равному примерно 40°16′. Иметь в наличии лишь гномон и рулетку, но достаточно точно определять при этом высоту Солнца над горизонтом, даже не глядя на само Солнце — это ли не чудо?! Понятно, что точность подобных измерений будет тем точнее, чем выше наш гномон, чем точнее мы знаем его высоту, чем точнее мы можем измерить длину его тени и чем более надёжные таблицы тангенсов у нас под рукой. Но сам принцип и простота метода (слава геометрии в частности и науке вообще!), согласитесь, великолепны! 🙂
Возвращаемся к солнцестояниям. Уже говорилось, что одно из наиболее приметных показаний гномона — это длина его самой короткой в течение дня тени (которую называют полуденной). Если отмечать положение «кончика» этой тени каждый день, то мы заметим, что от зимы к весне полуденная тень будет постепенно становиться короче. Из этого можно сделать вывод, что Солнце день ото дня поднимается всё выше (Солнце на небесной сфере смещается всё выше и выше к северу, именно поэтому дни и становятся длиннее — Солнцу просто приходится тратить больше времени на прохождение видимой нами над горизонтом половины небесной сферы). Если продолжить наблюдения, то мы заметим, что после весеннего равноденствия «скорость укорочения» полуденной тени начнёт мало-помалу уменьшаться, а в июне — так и вообще сильно замедлится (день ото дня промежутки между нашими отметками длины полуденной тени будут становиться всё меньше). Наконец, когда Солнце непосредственно приближается к точке солнцестояния, длина полуденной тени практически прекращает изменяться, она словно «останавливается» в своей длине на несколько дней. Полуденная тень от гномона словно бы «стоит» на одном и том же месте день ото дня; соответственно, «стоит» и Солнце (в отношении своей высоты в полдень). Вот вам и термин «солнцестояние»: по сути он означает «стояние/положение Солнца на одной и той же высоте в полдень»!
Понятно, что вскоре после летнего солнцестояния дни начнут укорачиваться, Солнце начнёт спускаться ниже, а полуденная тень начнёт удлиняться, достигая максимальной длины во второй половине декабря, когда темпы её удлинения вновь сойдут на нет — именно тогда наступает зимнее солнцестояние (полуденная тень от гномона опять «застывает», «стоит в прежней позиции», будучи на этот раз максимально длинной). Затем полуденная тень снова начинает удлиняться, и всё повторяется сначала.
В русском языке (и в ряде славянских) для этого понятия есть ещё и слово «солнцеворот» (напр., в чешском — slunovrat, в словацком — slnovrat, в словенском — sončev obrat); аналогичное по смыслу слово Sonnenwende используется и в немецком (Wende означает «поворот, оборот»). Его смысл тоже понятен: в дни солнцестояний полуденная тень от гномона прекращает укорачиваться (летом) или удлиняться (зимой), после чего начинает изменять свою длину в обратном направлении; соответственно — и Солнце как бы «разворачивается» и начинает возвращаться к небесному экватору. В западно-европейских же языках в данном значении употребляется слово, основанное на латинском solstitium (например, англ. solstice, исп. solsticio, ит. solstizio, фр. solstice). Латинское solstitium распадается на собственно sol «солнце» и форму причастия прошедшего времени от глагола sistere «останавливаться, застывать, застревать». Ну, теперь, надеюсь, вы понимаете, о какой остановке идёт речь :).
Солнцестояние
| Даты и время солнцестояний и равноденствий по UTC-0 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| год | Равноденствие Март | Солнцестояние Июнь | Равноденствие Сентябрь | Солнцестояние Декабрь | ||||
| день | время | день | время | день | время | день | время | |
| 2002 | 20 | 19:16 | 21 | 13:24 | 23 | 04:55 | 22 | 01:14 |
| 2003 | 21 | 01:00 | 21 | 19:10 | 23 | 10:47 | 22 | 07:04 |
| 2004 | 20 | 06:49 | 21 | 00:57 | 22 | 16:30 | 21 | 12:42 |
| 2005 | 20 | 12:33 | 21 | 06:46 | 22 | 22:23 | 21 | 18:35 |
| 2006 | 20 | 18:26 | 21 | 12:26 | 23 | 04:03 | 22 | 00:22 |
| 2007 | 21 | 00:07 | 21 | 18:06 | 23 | 09:51 | 22 | 06:08 |
| 2008 | 20 | 05:48 | 20 | 23:59 | 22 | 15:44 | 21 | 12:04 |
| 2009 | 20 | 11:44 | 21 | 05:45 | 22 | 21:18 | 21 | 17:47 |
| 2010 | 20 | 17:32 | 21 | 11:28 | 23 | 03:09 | 21 | 23:38 |
| 2011 | 20 | 23:21 | 21 | 17:16 | 23 | 09:04 | 22 | 05:30 |
| 2012 | 20 | 05:14 | 20 | 23:09 | 22 | 14:49 | 21 | 11:12 |
| 2013 | 20 | 11:02 | 21 | 05:04 | 22 | 20:44 | 21 | 17:11 |
| 2014 | 20 | 16:57 | 21 | 10:51 | 23 | 02:29 | 21 | 23:03 |
| 2015 | 20 | 22:45 | 21 | 16:38 | 23 | 08:20 | 22 | 04:48 |
| 2016 | 20 | 04:30 | 20 | 22:34 | 22 | 14:21 | 21 | 10:44 |
| 2017 | 20 | 10:28 | 21 | 04:24 | 22 | 20:02 | 21 | 16:28 |
Солнцестоя́ние — астрономическое явление, представляющее собой момент прохождения центра Солнца через точки эклиптики, наиболее удалённые от экватора небесной сферы (точки солнцестояния).
Содержание
Астрономическое описание явления
В средних широтах в течение астрономической зимы и весны точка, в которой Солнце находится в полдень (точнее, в истинный полдень), ежедневно поднимается всё выше над горизонтом, а в день летнего солнцестояния «останавливается» и изменяет своё движение на обратное. Затем она каждый день опускается всё ниже, и, в конце концов, в момент зимнего солнцестояния, снова «останавливается» и начинает подниматься обратно.
В течение нескольких дней до и после момента солнцестояния Солнце почти не меняет склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны (высота в течение года меняется по графику, близкому к колоколообразной вершине синусоиды); отсюда и происходит само название солнцестояния. Из наблюдений высот Солнца в период обоих солнцестояний может быть определён наклон плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора.
Обозначение точек
См. также
Примечания
Литература
Ссылки
 Небесная механика | |
|---|---|
| Законы и задачи | Законы Ньютона • Закон всемирного тяготения • Законы Кеплера • Задача двух тел • Задача трёх тел • Гравитационная задача N тел • Задача Бертрана • Уравнение Кеплера |
| Небесная сфера | Система небесных координат: галактическая • горизонтальная • первая экваториальная • вторая экваториальная • эклиптическая • Международная небесная система координат • Сферическая система координат • Ось мира • Небесный экватор • Прямое восхождение • Склонение • Эклиптика • Равноденствие • Солнцестояние • Фундаментальная плоскость |
| Параметры орбит | Кеплеровы элементы орбиты: эксцентриситет • большая полуось • средняя аномалия • долгота восходящего узла • аргумент перицентра • Апоцентр и перицентр • Орбитальная скорость • Узел орбиты • Эпоха |
| Движение небесных тел | Движение Солнца и планет по небесной сфере • Эфемериды Конфигурации планет: противостояние • квадратура • парад планет • Кульминация • Сидерический период • Орбитальный резонанс • Период вращения • Предварение равноденствий • Синодический период • Сближение Затмение: солнечное затмение • лунное затмение • сарос • Метонов цикл • Покрытие • Прохождение • Либрация • Элонгация • Эффект Козаи • Эффект Ярковского • Эффект Джанибекова |
| Астродинамика | |
| Космический полёт | Космическая скорость: первая (круговая) • вторая (параболическая) • третья • четвёртая Формула Циолковского • Гравитационный манёвр • Гомановская траектория • Метод оскулирующих элементов • Приливное ускорение • Изменение наклонения орбиты • Стыковка • Точки Лагранжа • Эффект «Пионера» |
| Орбиты КА | Геостационарная орбита • Гелиоцентрическая орбита • Геосинхронная орбита • Геоцентрическая орбита • Геопереходная орбита • Низкая опорная орбита • Полярная орбита • Тундра-орбита • Солнечно-синхронная орбита • Молния-орбита • Оскулирующая орбита |
| Древнегреческая астрономия | |
|---|---|
| Астрономы | Акорей · Аглаоника · Агриппа · Анаксимандр · Андроник · Аполлоний · Арат из Сол · Аристарх · Аристилл · Атталий Родосский · Автолик · Бион · Каллипп · Клеомед · Клеострат Тенедосский · Конон Самосский · Эратосфен · Евктемон · Евдокс Книдский · Гемин · Гераклид Понтийский · Гикет · Гиппарх · Гиппократ Хиосский · Гипсикл · Менелай Александрийский · Метон Афинский · Энопид Хиосский · Филипп Опунтский · Филолай · Посидоний · Клавдий Птолемей · Пифей · Селевк · Созиген Александрийский · Созиген (перипатетик) · Страбон · Фалес Милетский · Феодосий · Теон Александрийский · Теон Смирнский · Тимохарис |
| Научные труды | Альмагест (Птолемей) · Антикитерский механизм · Армиллярная сфера · Астролябия · Диоптра · Экваториальный круг · Гномон · Квадрант · Трикветрум |
| Научные концепции | Цикл Каллиппа · Небесные сферы · Параллель · Противоземля · Эпицикл · Эквант · Геоцентрическая система мира · Гелиоцентрическая система мира · Цикл Гиппарха · Метонов цикл · Октетерис · Солнцестояние · Шарообразность Земли · Подлунная сфера · Зодиак |
| Связанные темы | Вавилонская астрономия · Астрономия Древнего Египта · Европейская астрономия · Индийская астрономия · Исламская астрономия |
Полезное
Смотреть что такое «Солнцестояние» в других словарях:
солнцестояние — солнцестояние … Орфографический словарь-справочник
СОЛНЦЕСТОЯНИЕ — СОЛНЦЕСТОЯНИЕ, один из двух дней в году, когда Солнце находится на самом большом угловом расстоянии от НЕБЕСНОГО ЭКВАТОРА, т.е. когда высота Солнца над горизонтом в полдень минимальна или максимальна. Это приводит к самому длинному дню и самой… … Научно-технический энциклопедический словарь
солнцестояние — солнцеворот Словарь русских синонимов. солнцестояние солнцеворот (разг.) Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е. Александрова. 2011 … Словарь синонимов
СОЛНЦЕСТОЯНИЕ — [онц], солнцестояния, ср. (астр.). Момент (бывающий дважды в году), когда солнце проходит через наиболее удаленную от небесного экватора точку эклиптики. Летнее солнцестояние (22 июня, когда день начинает убывать). Зимнее солнцестояние (22… … Толковый словарь Ушакова
СОЛНЦЕСТОЯНИЕ — (летнее и зимнее) моменты, когда высота Солнца над горизонтом в полдень соответственно максимальна или минимальна. Солнцестояние соответствует наибольшему (летнее) и наименьшему (зимнее) значению склонения Солнца (см. Экваториальные координаты).… … Большой Энциклопедический словарь
СОЛНЦЕСТОЯНИЕ — (Solstice) см. Точки солнцестояний, Точка зимнего солнцестояния, Точка летнего солнцестояния. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 Солнцестояние момент прохождения ц … Морской словарь
солнцестояние — книжн. СОЛНЦЕСТОЯНИЕ, разг. солнцеворот … Словарь-тезаурус синонимов русской речи
солнцестояние — Момент времени, в который Солнце в своем видимом годовом движении по эклиптике проходит либо через самую северную ее точку (летнее сонцестояние 2122 июня), либо через самую южную (зимнее солнцестояние 21 22 декабря) … Словарь по географии
СОЛНЦЕСТОЯНИЕ — [он ], я, ср. (спец.). Период времени, когда полуденная высота Солнца остаётся почти неизменной (наибольшей или наименьшей). Летнее с. (с максимальной высотой Солнца над горизонтом; 2122 июня). Зимнее с. (с минимальной высотой Солнца над… … Толковый словарь Ожегова
Солнцестояние — В зимнее солнцестояние Великая Мать, Царица Небесная, рождает Сына Света. Дева родила, свет растет (Смерть и воскресение Озириса). Полная Луна видна в Надире, а на востоке восходит созвездие Девы. Janua caeli (врата неба) зимнее солнцестояние в… … Словарь символов
