4-minuuttilukema
kuinka monta minuuttia päivänvaloa pohjoinen pallonpuolisko saa joka päivä maaliskuussa? Kävisikö kesäkuussa? Mikä on näiden muutosten tähtitieteellinen syy? Jatka lukemista saadaksesi selville!
hyvää kevätpäiväntasausta!
kevät on aivan nurkan takana suurimmassa osassa pohjoista pallonpuoliskoa, ja sen mukana tulee lupaus pitkistä ja loisteliaan paahteisista kesäpäivistä. Jos talven kylmyys on vielä ilmassa, missä asut, saatat ihmetellä, kuinka kauan kestää, kunnes ne pidemmät päivät saapuvat.
joten, kuinka monta ylimääräistä minuuttia auringonpaistetta saamme joka päivä? Ja nyt kun olen maininnut asiasta, miksi valoisien tuntien määrä ylipäätään muuttuu ympäri vuoden? Miltä muutos näyttää? Mitä tekemistä tällä on sini-ja kosinitrigonometristen funktioiden kanssa?
pysy kuulolla, sillä juuri näistä kysymyksistä tänään puhutaan!
kuinka monta minuuttia päivänvaloa vielä huomenna?
aurinko nousi ja paistoi 12 tuntia 10 minuuttia ja 11 sekuntia tänään, missä asun Los Angelesissa. Eilen auringon matka taivaalle kesti 12 tuntia 8 minuuttia ja 3 sekuntia. Se tarkoittaa, että tänään saimme 2 minuuttia ja 8 sekuntia lisää auringonpaistetta. Tähtitieteellisesti epätodennäköistä aurinkokatastrofia lukuun ottamatta huominen antaa meille 12 tuntia 12 minuuttia ja 19 sekuntia auringonpaistetta—2 minuuttia ja 8 sekuntia enemmän kuin tänään.
hurraa!
tänään saatiin 2 minuuttia ja 8 sekuntia lisää auringonpaistetta.
vielä parempi uutinen on, että noin seuraavan viikon ajan auringonpaisteen minuutit lisääntyvät edelleen 2 minuuttia ja 8 sekuntia päivässä. Ja noin sen jälkeisen viikon ajan se jatkaa kasvuaan hieman hitaammalla tahdilla, noin 2 minuuttia ja 7 sekuntia päivässä. Itse asiassa tämä kevätpäiväntasauksen eli kevätpäiväntasauksen ympärillä oleva ajanjakso—ja itse asiassa päiväntasauksen huippu—on se aika vuodesta, jolloin valoisien tuntien määrä kasvaa nopeimmin.
mutta saatat ihmetellä, mistä se johtuu? Ja miksi valoisien tuntien määrä ylipäätään muuttuu ympäri vuoden? Vastataksemme tähän meidän on puhuttava hieman aurinkokunnan perustähtitieteestä.
miten 23,5 astetta muuttaa kaiken?
Kuvittele maa ja kaikki sen asukkaat onnellisina pyörimässä kuin huippu akselinsa ympäri kerran päivässä. Kuvittele nyt, että onnellisesti pyörivä Latva kulkee hitaasti auringon ympäri kerran vuodessa. Pienellä ajatuksella (ja ehkä taskulampulla ja pallolla tehdyllä mallilla) sinun pitäisi pystyä vakuuttamaan itsesi siitä, että jos akseli, jonka ympäri maapallo pyörii, on täydellisesti linjassa sen akselin kanssa, jonka ympäri se kiertää aurinkoa, niin jokainen paikka planeetalla tulee aina kokemaan 12 tuntia päivää ja 12 tuntia yötä—joka päivä, ympäri vuoden.
ellet ole itse asiassa asunut luolassa (etkä siten pysty näkemään päivän ja yön tulemisia ja menemisiä), huomaat, että tämä ei kuulosta lainkaan siltä Aurinkokunnalta, jossa elämme—mistä voimme tehdä johtopäätöksen, että nämä kaksi akselia eivät todellisuudessa saa olla linjassa. Mikä on itse asiassa totta – tiedämme, että akseli, jonka ympärillä Maa pyörii, on kallellaan noin 23,5 astetta suhteessa akseliin, jonka ympäri se kiertää Aurinkoa.
mitä se tekee? Lyhyesti sanottuna paljon.
miksi valoisat ajat muuttuvat?
tarkemmin ottaen tässä tarkoituksessa tärkein maan kallistuneen akselin sivutuote on se, että päivänvalon tuntimäärä muuttuu ympäri vuoden—ja miten se tarkalleen ottaen muuttuu, riippuu leveysasteesta, jolla asut. Jos sitä miettii (tai vilkaisee sitä taskulamppua ja pallomallia, jolla leikit aiemmin), huomaa, että maapallon ylin puolisko on kallellaan Aurinkoa kohti puolet vuodesta ja poispäin siitä toisen puoliskon.
auringon suuntaan kallellaan olevat planeetan osat saavat enemmän kuin 12 tuntia auringonpaistetta päivässä, siitä poispäin osoitetut osat saavat vähemmän. Kun Maa kiertää aurinkoa ympäri vuoden, se, missä määrin osa planeetasta on kallellaan Aurinkoa kohti tai siitä poispäin, muuttuu. Ja tuon muutoksen mukana tulee muutos siihen, kuinka monta valoisaa tuntia osa maapalloa saa.
auringon suuntaan kallellaan olevat planeetan osat saavat yli 12 tuntia auringonpaistetta päivässä.
kun paikkakunta siirtyy talvesta kesään, päivänvalon tuntimäärän muutosvauhti on huipussaan kevätpäiväntasauksen aikaan—minkä vuoksi päivänvalon tuntimäärä kasvaa maksimivauhtia juuri nyt pohjoisella pallonpuoliskolla. Kevätpäiväntasauksen jälkeen päivänvalon lisääntyminen hidastuu, kunnes pysähtyy kesäpäivänseisaukseen. Siinä vaiheessa päivänvalon tuntimäärä alkaa vähitellen laskea ja nostaa höyryä, kunnes se saavuttaa huippunsa syyspäiväntasauksena ja sitten vähenee vähitellen, kunnes se jälleen pysähtyy talvipäivänseisaukseen.
, jolloin sykli alkaa uudelleen.
päivänvalon tunnit, sini ja kosini: mikä yhteys?
koska tämä jaksollinen luonne saattaa saada sinut arvaamaan, päivänvalon määrä ja nopeus, jolla tuo tuntimäärä muuttuu, osoittautuu läheisesti sini-ja kosinitrigonometrisiin funktioihin, joista olemme puhuneet viime aikoina. Itse asiassa, jos teet juoni määrä päivänvaloa tuntia ympäri vuoden, näet, että se näyttää lähes täsmälleen kuin sini toiminto.
miksi? Ja miltä sinifunktion kuvaaja ylipäätään näyttää? Valitettavasti aika loppuu tältä päivältä. Vastaus näihin kysymyksiin saa siis odottaa seuraavaan kertaan.