4- minute lesen
Wie viele Minuten Tageslicht bekommt die nördliche Hemisphäre im März jeden Tag? Wie wäre es im Juni? Was ist der astronomische Grund für diese Veränderungen? Lesen Sie weiter, um es herauszufinden!
Fröhliche Frühlingstagundnachtgleiche!
Der Frühling steht für den größten Teil der nördlichen Hemisphäre vor der Tür, und damit verbunden sind lange und herrlich wohlige Sommertage. Wenn die Kälte des Winters immer noch in der Luft liegt, wo Sie leben, fragen Sie sich vielleicht, wie lange es dauern wird, bis diese längeren Tage kommen.
Also, wie viele zusätzliche Minuten Sonnenschein gewinnen wir jeden Tag? Und jetzt, wo ich es erwähnt habe, warum ändert sich die Anzahl der Tageslichtstunden im Laufe des Jahres überhaupt? Wie genau sieht diese Änderung aus? Und was hat das alles mit den Sinus- und Cosinus-trigonometrischen Funktionen zu tun, über die wir gelernt haben?
Bleiben Sie dran, denn genau über diese Fragen werden wir heute sprechen!
Wie viele Minuten Tageslicht gibt es morgen noch?
Die Sonne war auf und schien für 12 Stunden 10 Minuten und 11 Sekunden heute, wo ich in Los Angeles lebe. Gestern brauchte die Sonne 12 Stunden, 8 Minuten und 3 Sekunden, um den Himmel zu überqueren. Was, wenn Sie rechnen, bedeutet, dass wir heute 2 Minuten und 8 Sekunden zusätzlichen Sonnenschein hatten. Und abgesehen von einer astronomisch unwahrscheinlichen Sonnenkatastrophie werden wir morgen 12 Stunden, 12 Minuten und 19 Sekunden Sonnenschein haben — 2 Minuten und 8 Sekunden mehr als heute.
Hurra!
Der heutige Tag bescherte uns 2 Minuten und 8 Sekunden zusätzlichen Sonnenschein.
Die noch bessere Nachricht ist, dass die Sonnenscheinminuten für die nächste Woche oder so weiter um 2 Minuten und 8 Sekunden pro Tag zunehmen werden. Und für die Woche oder so danach wird es mit dem etwas langsameren Tempo von etwa 2 Minuten und 7 Sekunden pro Tag weiter zunehmen. Tatsächlich ist diese Zeitspanne um das Frühlings— oder Frühlingsäquinoktium — und tatsächlich um das Äquinoktium – die Jahreszeit, in der die Anzahl der Tageslichtstunden am schnellsten wächst.
Aber Sie fragen sich vielleicht, warum das so ist? Und warum ändert sich die Anzahl der Tageslichtstunden überhaupt im Laufe des Jahres? Um das zu beantworten, müssen wir über ein bisschen grundlegende Astronomie des Sonnensystems sprechen.
Wie verändern 23,5 Grad alles?
Stellen Sie sich die Erde und all ihre Bewohner vor, die sich einmal am Tag wie ein Gipfel glücklich um ihre Achse drehen. Stellen Sie sich nun vor, dass sich der Kreisel einmal im Jahr langsam um die Sonne dreht. Mit ein wenig Nachdenken (und vielleicht einem Modell mit Taschenlampe und Ball) sollten Sie sich davon überzeugen können, dass, wenn die Achse, um die sich die Erde dreht, perfekt mit der Achse übereinstimmt, um die sie sich dreht Die Sonne, dann wird jeder Ort auf dem Planeten immer 12 Stunden Tag und 12 Stunden Nacht erleben — jeden Tag, das ganze Jahr über.
Wenn du nicht tatsächlich in einer Höhle gelebt hast (und somit nicht in der Lage bist, das Kommen und Gehen von Tag und Nacht zu sehen), wirst du erkennen, dass dies überhaupt nicht nach dem Sonnensystem klingt, in dem wir leben — woraus wir den Schluss ziehen können, dass diese beiden Achsen nicht wirklich ausgerichtet sein müssen. Was tatsächlich wahr ist – wir wissen, dass die Achse, um die sich die Erde dreht, um 23, 5 Grad gegenüber der Achse, um die sie sich um die Sonne dreht, geneigt ist.
Was macht das? Kurz gesagt, viel.
Warum ändern sich die Tageslichtstunden?
Genauer gesagt, für unsere Zwecke hier ist das wichtigste Nebenprodukt der geneigten Achse der Erde die Tatsache, dass sich die Anzahl der Stunden Tageslicht im Laufe des Jahres ändert — und genau wie es sich ändert, hängt von der Breite ab, in der Sie leben. Wenn Sie darüber nachdenken (oder sich das Taschenlampen- und Ballmodell ansehen, mit dem Sie früher herumgespielt haben), werden Sie feststellen, dass die obere Hälfte der Erde für das halbe Jahr zur Sonne und für die andere Hälfte davon weg geneigt ist.
Teile des Planeten, die zur Sonne geneigt sind, erhalten mehr als 12 Stunden Sonnenschein pro Tag, Teile, die von ihr weg gerichtet sind, erhalten weniger. Wenn sich die Erde das ganze Jahr über um die Sonne bewegt, ändert sich der Grad, in dem ein Teil des Planeten zur Sonne hin oder von ihr weg geneigt ist. Und mit dieser Änderung ändert sich die Anzahl der Tageslichtstunden, die ein Teil der Erde empfängt.
Teile des Planeten, die zur Sonne geneigt sind, erhalten mehr als 12 Stunden Sonnenschein pro Tag.
Da ein Ort vom Winter in den Sommer übergeht, erreicht die Änderungsrate der Anzahl der Tageslichtstunden zum Frühlingsäquinoktium ihren Höhepunkt — weshalb die Anzahl der Tageslichtstunden derzeit auf der Nordhalbkugel maximal zunimmt. Nach dem Frühlingsäquinoktium verjüngt sich die Rate, mit der das Tageslicht zunimmt, bis es zur Sommersonnenwende zum Stillstand kommt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Anzahl der Tageslichtstunden allmählich ab, nimmt an Fahrt auf, bis sie zur Herbst-Tagundnachtgleiche ihren Höhepunkt erreicht, und nimmt dann allmählich ab, bis sie zur Wintersonnenwende wieder zum Stillstand kommt.
An diesem Punkt beginnt der Zyklus von neuem.
Tageslichtstunden, Sinus und Kosinus: Was ist die Verbindung?
Wie diese periodische Natur vermuten lässt, ist die Anzahl der Tageslichtstunden und die Geschwindigkeit, mit der sich diese Anzahl von Stunden ändert, eng mit den Sinus- und Cosinus-trigonometrischen Funktionen verbunden, über die wir in letzter Zeit gesprochen haben. Wenn Sie die Anzahl der Tageslichtstunden im Laufe des Jahres grafisch darstellen, werden Sie feststellen, dass sie fast genau wie eine Sinusfunktion aussieht.
Warum ist das so? Und wie sieht der Graph einer Sinusfunktion überhaupt aus? Leider haben wir alle keine Zeit mehr für heute. Die Antwort auf diese Fragen muss also bis zum nächsten Mal warten.