4-minut läsning
hur många minuter dagsljus får norra halvklotet varje dag i Mars? Vad sägs om i juni? Vad är den astronomiska orsaken till dessa förändringar? Fortsätt läsa för att ta reda på det!
Glad Vernal Equinox!
våren är precis runt hörnet för det mesta av norra halvklotet, och med det kommer löftet om långa och härligt toasty sommardagar. Om vinterkylan fortfarande är i luften där du bor, kanske du undrar hur mycket längre det kommer att vara tills de längre dagarna anländer.
så, hur många extra minuter av solsken vinner vi varje dag? Och nu när jag har nämnt det, varför ändras antalet dagsljus under hela året i första hand? Hur exakt ser den förändringen ut? Och vad har allt detta att göra med sinus och cosinus trigonometriska funktioner vi har lärt oss om?
Håll dig uppdaterad eftersom det är exakt de frågor vi pratar om idag!
hur många fler minuter av dagsljus i morgon?
solen var uppe och skenade i 12 timmar 10 minuter och 11 sekunder idag där jag bor i Los Angeles. Igår tog solen 12 timmar 8 minuter och 3 sekunder att korsa himlen. Vilket, om du gör matten, betyder att idag gav oss 2 minuter och 8 sekunder extra solsken. Och, förutom en astronomiskt osannolik solkatastrof, kommer morgondagen att ge oss 12 timmar 12 minuter och 19 sekunder av solsken—2 minuter och 8 sekunder mer än idag.
hurra!
idag gav oss 2 minuter och 8 sekunder extra solsken.
den ännu bättre nyheten är att för nästa vecka eller så kommer solstrålens minuter att fortsätta öka med 2 minuter och 8 sekunder per dag. Och för veckan eller så efter det kommer det att fortsätta öka i något långsammare takt på cirka 2 minuter och 7 sekunder per dag. Faktum är att denna tidsperiod runt vår—eller vårdagjämningen—och faktiskt toppar vid equinox-är den tid på året då antalet dagsljus växer snabbast.
men du kanske undrar, varför är det? Och för den delen, varför förändras antalet dagsljus alls under hela året? För att svara på det måste vi prata om lite grundläggande solsystemastronomi.
hur förändrar 23,5 grader allt?
Picture Earth och alla dess invånare snurrar glatt som en topp runt sin axel en gång om dagen. Nu bild som glatt snurrande topp långsamt reser runt solen en gång per år. Med lite tanke (och kanske en modell gjord med ficklampa och boll) borde du kunna övertyga dig själv om att om axeln runt vilken jorden snurrar är perfekt uppradad med axeln runt vilken den kretsar runt solen, kommer varje plats på planeten alltid att uppleva 12 timmar om dagen och 12 timmars natt—varje dag, året runt.
om du inte faktiskt har bott i en grotta (och därmed inte kan se dag och natt), kommer du att inse att detta inte låter som det solsystem vi lever i alls—från vilket vi kan dra slutsatsen att dessa två axlar faktiskt inte måste anpassas. Vilket faktiskt är sant-vi vet att axeln kring vilken jorden snurrar lutas cirka 23, 5 grader med avseende på axeln runt vilken den kretsar runt solen.
Vad gör det? Kort sagt, mycket.
varför ändras dagsljuset?
mer specifikt, för våra ändamål här är den viktigaste biprodukten av jordens lutade axel det faktum att antalet timmar av dagsljus förändras under hela året—och exakt hur det ändras beror på latitud där du bor. Om du tänker på det (eller ta en titt på den ficklampan och bollmodellen du spelade med tidigare) ser du att den övre halvan av jorden lutas mot solen i hälften av året och bort från den för den andra hälften.
delar av planeten som lutas mot solen får mer än 12 soltimmar per dag, delar som pekas bort från den får mindre. När jorden reser runt solen under hela året förändras graden till vilken en del av planeten lutas mot eller bort från solen. Och med den förändringen kommer en förändring i antalet dagsljus som en del av jorden får.
delar av planeten som lutas mot solen får mer än 12 soltimmar per dag.
eftersom en plats går från vinter till Sommar Toppar förändringstakten i antalet dagsljus vid vårdagjämningen-varför antalet dagsljus ökar med en maximal hastighet just nu på norra halvklotet. Efter vårdagjämningen avtar den hastighet med vilken dagsljuset ökar tills det stannar vid sommarsolståndet. Vid den tidpunkten börjar antalet dagsljus gradvis minska och tar upp ånga tills den når en topp vid höstens equinox och sedan gradvis minskar tills den återigen stannar vid vintersolståndet.
vid vilken tidpunkt cykeln börjar på nytt.
dagsljus, sinus och cosinus: Vad är anslutningen?
eftersom denna periodiska natur kan leda dig att gissa, visar antalet dagsljus timmar och den hastighet med vilken antalet timmar ändras att vara nära relaterade till sinus och cosinus trigonometriska funktioner som vi har pratat om nyligen. Faktum är att om du gör en plot av antalet dagsljus under hela året ser du att det ser nästan ut som en sinusfunktion.
Varför är det så? Och hur ser grafen för en sinusfunktion faktiskt ut i första hand? Tyvärr är vi alla ute av tid för idag. Så svaret på dessa frågor kommer att få vänta tills nästa gång.