4-minuta čtení
kolik minut denního světla získává severní polokoule každý den v březnu? Co třeba v červnu? Jaký je astronomický důvod těchto změn? Pokračujte ve čtení a zjistěte to!
Šťastný jarní rovnodennost!
jaro je po většinu severní polokoule hned za rohem a s tím přichází příslib dlouhých a slavně opečených letních dnů. Pokud je chlad zimy stále ve vzduchu, kde žijete, možná se divíte, jak dlouho to bude, než dorazí ty delší dny.
takže, kolik minut slunečního svitu navíc získáváme každý den? A teď, když jsem to zmínil, proč se počet denních hodin mění v průběhu celého roku? Jak přesně ta změna vypadá? A co má tohle všechno společného se sinusovými a kosinusovými trigonometrickými funkcemi, o kterých jsme se učili?
zůstaňte naladěni, protože to jsou přesně otázky, o kterých budeme dnes mluvit!
kolik dalších minut denního světla zítra?
slunce svítilo a svítilo 12 hodin 10 minut a 11 sekund dnes, kde žiji v Los Angeles. Včera trvalo slunce 12 hodin 8 minut a 3 sekundy, než překročilo oblohu. Což, pokud si to spočítáte, znamená, že nám dnes dal 2 minuty a 8 sekund dalšího slunečního svitu. A kromě astronomicky nepravděpodobné sluneční katastrofy nám zítra dá 12 hodin 12 minut a 19 sekund slunečního svitu-o 2 minuty a 8 sekund více než dnes.
Hurá!
dnes nám dal 2 minuty a 8 sekund dalšího slunečního svitu.
ještě lepší zprávou je, že pro příští týden nebo tak, minut slunečního svitu bude i nadále zvyšovat o 2 minuty a 8 sekund za den. A asi týden po tom bude pokračovat v růstu mírně pomalejším tempem asi 2 minuty a 7 sekund denně. Ve skutečnosti, toto časové období kolem jarní nebo jarní rovnodennosti—a ve skutečnosti vrcholí rovnodenností-je roční období, kdy počet denních hodin roste nejrychleji.
ale možná se divíte, proč tomu tak je? A když na to přijde, proč se počet denních hodin během celého roku vůbec mění? Abychom na to odpověděli, musíme mluvit o trochu základní astronomii sluneční soustavy.
jak 23,5 stupňů změní všechno?
Představte si zemi a všechny její obyvatele šťastně rotující jako vrchol kolem své osy jednou denně. Nyní si představte, že se šťastně točí top pomalu cestuje kolem Slunce jednou za rok. S trochou přemýšlení (a možná i modelem vyrobeným s baterkou a koulí)byste měli být schopni přesvědčit se, že pokud je osa, kolem které se země točí, dokonale seřazena s osou, kolem které se točí kolem Slunce, pak každé místo na planetě vždy zažije 12 hodin dne a 12 hodin noci-každý den, po celý rok.
pokud skutečně nežijete v jeskyni (a tudíž nevidíte příchody a odchody dne a noci), poznáte, že to vůbec nezní jako sluneční soustava, ve které žijeme—z čehož můžeme vyvodit závěr, že tyto dvě osy ve skutečnosti nesmí být zarovnány. Což je ve skutečnosti pravda-víme, že osa, o kterou se země točí, je nakloněna asi o 23,5 stupně vzhledem k ose, kolem které se točí kolem Slunce.
co to dělá? Stručně řečeno, hodně.
proč se mění denní hodiny?
přesněji řečeno, pro naše účely je nejdůležitějším vedlejším produktem nakloněné osy Země skutečnost, že počet hodin denního světla se mění po celý rok—a přesně to, jak se mění, závisí na zeměpisné šířce, ve které žijete. Pokud o tom přemýšlíte (nebo se podívejte na model baterky a míče, se kterým jste si hráli dříve), uvidíte, že horní polovina země je nakloněna směrem ke Slunci na polovinu roku a od ní na druhou polovinu.
části planety nakloněné směrem ke Slunci dostávají více než 12 hodin slunečního svitu denně, části směřující od něj dostávají méně. Jak země cestuje kolem Slunce po celý rok, mění se míra, do jaké je část planety nakloněna směrem nebo od Slunce. A s touto změnou přichází změna počtu denních hodin, které část země přijímá.
části planety nakloněné ke Slunci dostávají více než 12 hodin slunečního svitu denně.
vzhledem k tomu, že lokalita přechází ze zimy do léta, rychlost změny počtu denních hodin vrcholí na jarní rovnodennosti—proto se počet denních hodin zvyšuje maximální rychlostí právě teď na severní polokouli. Po jarní rovnodennosti se rychlost zvyšování denního světla zužuje až do zastavení letního slunovratu. V tomto okamžiku se počet denních hodin postupně začíná snižovat, nabírání páry až do dosažení vrcholu na podzimní rovnodennosti a poté postupně klesá, až se opět zastaví při zimním slunovratu.
v tomto okamžiku cyklus začíná znovu.
denní hodiny, sinus a kosinus: jaké je spojení?
vzhledem k tomu, že tato periodická povaha vás může vést k odhadu, počet hodin denního světla a rychlost, s jakou se tento počet hodin mění, se ukazuje, že úzce souvisí se sinusovými a kosinusovými trigonometrickými funkcemi, o kterých jsme v poslední době mluvili. Ve skutečnosti, pokud vytvoříte graf počtu denních hodin po celý rok, uvidíte, že to vypadá téměř přesně jako sinusová funkce.
proč tomu tak je? A jak vlastně vypadá graf sinusové funkce? Bohužel nám všem došel čas na dnešek. Takže odpověď na tyto otázky bude muset počkat až příště.