Зимно слънцестоене 2024: Всичко, което трябва да знаете

Когато Слънцето достига най-отдалечената си южна точка за годината на нашия небосвод, настъпва астрономическата зима.

Този момент се нарича зимно слънцестоене и за нас тази година настъпва в събота, 21 декември, точно в 11:20 ч. българско време.

Най-тъмното време от годината е зимното слънцестоене, денят с най-малко слънчева светлина и най-дългата нощ. Въпреки това, най-студеното време на годината обикновено е около един месец след зимното слънцестоене. Така че защо най-тъмното време на годината не е и най-студеното? Може да научите подробно в тази статия, а отговорът е свързан с наклона на Земята и как нашата планета задържа топлина.

Сезоните възникнат защото оста на въртене на Земята не е перпендикулярна на нейната орбитална равнина (на "равнината на еклиптиката"), а понастоящем е под ъгъл около 23,44 ° (наречен "наклон на еклиптиката"). Кредит: NASA

Земната ос - въображаемата линия, свързваща северния и южния полюс - е наклонена под ъгъл от около 23,4 градуса спрямо пътя, който планетата поема около слънцето. Това означава, че един ден всяка година на Земята Северният полюс е насочен в най-голяма степен далеч от слънцето. В друг ден Южният полюс е този, който се стреми възможно най-далеч от слънцето. Тези дни са съответно северното и южното зимно слънцестоене.

Колкото повече земната повърхност е наклонена от слънцето, толкова по-малко време прекарва на дневна светлина. Северното зимно слънцестоене, най-късият ден в Северното полукълбо, се случва на 21, 22 или 23 декември всяка година, а южното зимно слънцестоене се случва всяка година на 20, 21 или 22 юни.

За нас в Северното полукълбо декемврийското слънцестоене бележи най-дългите нощи и най-късите дни в годината. Междувременно в Южното полукълбо се радват на кратки нощи и дълги дни. Но независимо къде живеем на земното кълбо - без значение по кое време се случва слънцестоенето за нас - това е повод за празнуване. 

Все повече слънчева светлина ще идва за нас от днес. 

Древните хора са забелязали, че пътят на слънцето по небето, продължителността на дневната светлина и местоположението на изгрева и залеза се изместват циклично всяка година. Те са изградили паметници като Стоунхендж в Англия и Мачу Пикчу в Перу - за да следят годишното движение на слънцето.

Но днес виждаме слънцестоенето по различен начин. Можем да си го представим от погледнато от космоса. Днес знаем, че слънцестоенето е астрономическо събитие, причинено от наклона на Земята по оста и движението й в орбита около Слънцето, което се случва, когато наклона на оста на въртене на Земята спрямо Слънцето има най-голяма стойност.

Земята има сезони, защото нашaтa планета е наклонена по оста си спрямо орбитата си около Слънцето. Кредит: NASA

Данните за България

В България астрономическата зима настъпва по обяд на 21 декември, точно в 11 часа и 20 минути.

Слънцето ще изгрее в 7:53 и ще залезе в 16:56 часа според TimeAndDate.com.

На 21 декември светлата част от денонощието ще продължи 9 часа и 2 минути и 18 секунди и постепенно ще започне да се увеличава.

Кредит: TimeAndDate.com

Кредит: Росен Димитров

Ето още няколко любопитни факта за декемврийското слънцестоене и астрономическата зима:

Слънцестоенето се случва в един и същи миг за всички хора, навсякъде по Земята. През 2024 г. декемврийското слънцестоене идва на 21 декември в 9:21 UTC по Гринуич или Universal Time (UTC). За да разберете в колко часа ще се случи на конкретно място, трябва само да прибавите или извадите часовете според местоположението си във вашата часова зона. За България това са плюс два часа, тоест, за нас зимното слънцестоене през 2024 г. ще настъпи на 21 декември 2024 г., а в Хавай, където времето е UTC-10, зимното слънцестоене ще е на 20 декември 23:21 ч.

Всяка година зимно слънцестоене се случват два пъти, тъй като орбитата на планетата е наклонена спрямо оста си. Земните полукълба получават преки слънчеви лъчи едно след друго.

По време на слънцестоенето през декември слънчевите лъчи падат в най-южната си точка - на ширина 23.44° на юг, географска ширина, известна като Тропика на Козирога. По същия начин по време на слънцестоенето през юни се определя северната ширина 23.44°, известна като Тропика на Рака.

Връзка между наклона на оста на Земята (ε) спрямо тропическия и полярния кръг. Ортографската проекция е направена от NASA Blue Marble Next Generation.

Слънцето преминава над тези крайни ширини точно два пъти годишно.

В Северното полукълбо зимното слънцестоене случва на 21 декември, а южното - на 21 юни, което в нашето полукълбо се нарича лятно слънцестоене.

Ето как това изглежда от космоса:

Слънчевата светлина на Земята по време на зимното слънцестоене. Северният полюс е в денонощна тъмнина, Южният полюс е осветен денонощно. Кредит: Wikimedia Commons.

Зимното слънцестоене се случва мигновенно. Макар че в календара за събитието се отделя цял ден, всъщност Слънцето е над Тропика на Козирога за много кратко.  

Денят на зимното слънцестоене е най-краткият ден (и най-дългата нощ) на годината в съответното полукълбо, но с изключение на полюсите, където единствената нощ на годината продължава шест месеца, а зимното слънцестоене е в средата на полярната нощ.

Денят на зимното слънцестоене във Феърбанкс, Аляска. Тук зимното слънцестоене днес ще бъде само три часа, 41 минути и 39 секунди слънчева светлина.

Зимното слънцестоене може да настъпи различните страни в различни дни  

Въпреки че повечето хора смятат 22 декември за дата на декемврийското слънцестоене, това може да се случи по всяко време между 20 и 22 декември. Изглежда, че най-често се случва на 21 декември и така ще бъде в следващите две години. 

Тъй като тази година декемврийското слънцестоене ще се случи на 21 декември в 09:21 ч. UTC по Гринуич или Universal Time (UTC, за България е UTC+2), всяко място на планетата, чието време е назад с повече от 9:21 часа от стандартното, събитието ще настъпи на 20 декември (например в Хавай и други тихоокеански острови).

Какво представлява международната линия за смяна на датата?

Кредит: Time&Date

Международната линия за дата е въображаема линия на земната повърхност, определяща границата между един ден и следващия. Тя се намира на около 180° изток (може да се каже и на запад). Намира се от другата страна на глобуса спрямо началния меридиан (0° дължина), референтна точка на часовите зони, който минава през Гринуич, Великобритания.

Линията за дата минава от Северния до Южния полюс и маркира разделението на Западно и Източно полукълбо. Тя не е права, а се извива около острови и национални граници. Например, тя чупи на изток в Беринговия проток между Азия и Северна Америка, оставяйки нос Дежнев в Русия един ден пред нос Принц на Уелс в Аляска, въпреки че са само на 80 км един от друг.

Международната дневна линия не е дефинирана от международното право и зависи от различните държави да изберат датата и часовата зона, които искат да спазват.

Киритимати (известен също като остров Коледа) е атол в Тихия океан в северните острови Лайн, част е от Република Кирибати. През 1994 г. Република Кирибати изравнява часовите зони на страната, прескачайки 1 януари 1995 г. в частта от страната, която бе на изток от линията за дати. Като добавят 24 часа към часовниците на островите Финикс и Лайн, те правят пробив в линията за дата, премествайки я чак до 150° източна дължина.

През 2011 г. Самоа променя часовата си зона от UTC-11 на UTC+13, като измества линията за дата на запад и премахва 30 декември 2011 г. от календара си. Те извършват това, за да улеснят търговията с Австралия и Нова Зеландия, а Токелау последва Самоа по същите причини.

Кредит: Росен Димитров

Защо най-ранният залез не идва в най-краткия ден?

Декемврийското слънцестоене бележи най-краткия ден в годината в Северното полукълбо и най-дългият ден в Южното полукълбо. Но най-ранният залез - или най-ранният изгрев, ако сте на юг от екватора - се случват преди декемврийското слънцестоене. 

В случая не трябва се фокусираме върху времето на залеза или изгрева. Ключът е да се съсредоточим върху това, което се нарича пладне, времето, когато слънцето достига най-високата си точка в своето пътуване през небосвода.

В началото на декември "пладне" идва с близо 10 минути по-рано, отколкото при слънцестоенето около 22 декември. На тази дата слънцето изгрява в 07:53 и залязва в 16:56 ч.

Ако се разгледат данните за времето на изгревите и залезите от Time&Date за декември за София, се вижда, че денят наистина е най-къс на 21 декември, но Слънцето не изгрява най-късно на тази дата, нито залезът е най-рано. Например между 6-10 декември слънцето е залязвало по-рано с 3 минути (16:52), а до края на месеца изгревите ще стават все по-късно и тази тенденция ще се обърне чак на 6-ти януари като от 1 до 5-ти януари слънцето ще изгрява най-късно - в 7:57 ч.

Разминаването възниква предимно поради наклона на земната ос. А вторичен, но друг фактор, допринасящ за това несъответствие идва от земната елиптична - продълговата - орбита около Слънцето. Земната орбита не е перфектен кръг и когато сме най-близо до Слънцето, нашата планета се движи най-бързо по своята орбита. Най-близката ни точка до Слънцето - или перихелият - идва в началото на януари. Така че сега се движим по-бързо по своята орбита, малко по-бързо от средната ни скорост от около 30 километра в секунда. Разминаването между слънчевото и часовото време е по-голямо около декемврийското слънцестоене, отколкото при юнското слънцестоене, защото сме по-близо до Слънцето по това време на годината.

Кредит: Росен Димитров

Това е най-краткият сезон за годината

Знаете ли, че сезоните на Земята са с различна дължина? И под сезон имаме предвид времето между слънцестоенето и равноденствието. Сезонът – между декемврийското слънцестоене и мартенското равноденствие – е малко по-малък от 89 дни. Така че това е най-краткият сезон на Земята.

Ето продължителността на астрономическите сезони:

От декемврийско слънцестоене до мартенско равноденствие: 88,99 дни
от мартенско равноденствие до юнско слънцестоене: 92,76 дни
от юнско слънцестоене до септемврийско равноденствие: 93,65 дни
от септемврийско равноденствие до декемврийско слънцестоене: 89,84 дни

Кредит: НаукаOFFNews

Тъй като Земята достига перихелий в началото на януари, нашата планета се движи най-бързо в орбитата си сега. Това е просто физика (по-точно законът на Кеплер): планетите се движат по-бързо, когато са по-близо до Слънцето, отколкото когато са по-далеч от него. И затова зимата в Северното полукълбо или лятото в Южното полукълбо е най-краткият от четирите сезона. Тази особеност на движението е причина и на следващия мним "парадокс".

Сега Земята е по-близо до Слънцето, отколкото през лятото

Някой може да си помисли, че тъй като в Северното полукълбо е зима, Земята е най-далече от Слънцето. Но е точно обратното. Земята всъщност е най-близо до Слънцето по това време на годината.

По време на декемврийското слънцестоене Слънцето е на 147.170 милиона километра от Земята. Това разстояние ще продължи да намалява до момента на преминаването на нашата планета през нейния перихелий – най-близката до Слънцето точка на елиптичната земна орбита. Това ще стане на 4 януари в 15:28 ч., когато Земята ще се намира на  147.103 милиона километра от Слънцето.

Разстоянието на Земята от Слънцето има много малък ефект върху сезоните на Земята. Както знаем, наклонът на оста на въртене на Земята, който е под ъгъл около 23.4 градуса, създава сезоните.

Посоката на наклона на Земята не се променя, когато Земята обикаля около Слънцето - двете полукълба сочат към една и съща посока в пространството по всяко време. Това, което се променя, тъй като Земята обикаля около Слънцето, е положението на полукълбата спрямо Слънцето - Южнотополукълбо е обърнато към Слънцето по време на Юнското слънцестоене, като по този начин се случва лятото. Северното полукълбо остава в далечната от Слънцето страна на планетата и затова през това време се радваме на зима.

Но, разбира се, сезоните се променят

Според специалиста по небесна механика Жан Меус (Jean Meeus) зимата в Северното полукълбо или лятото в Южното полукълбо са станали най-краткият сезон след 1246 г. Астрономическият сезон между декемврийското слънцестоене и мартенското равноденствие ще достигне минимална стойност от 88,71 дни около 3500 г. и ще продължи да царува като най-краткия сезон до около 6430 година.

Вижте анимацията - Земята сякаш диша. Това са годишните сезонни трансформации на нашата планета.

Анимацията е създадена от Джон Нелсън с помощта на изображения от екипа на NASA Visible Earth.

Отговорът на въпроса дали това е първият ден на зимата или не, зависи от това кого попитате. Има два начина за разглеждане на този въпрос - като метеорологичен или астрономичен сезон. Метеорологичните сезони се определят от годишния температурен цикъл, а астрономичните - от позицията на Земята спрямо Слънцето. За астрономите зимата започна на 21/22 декември.

Признаците на декемврийското слънцестоене са навсякъде в природата. За всички същества на Земята нищо не е толкова фундаментално като продължителността на дневната светлина. В крайна сметка слънцето е най-основният източник на цялата светлина и топлина на Земята.

Какво може да ни каже височината на Слънцето над хоризонта? От наблюденията на височините на Слънцето между две слънцестояния може да се определи наклона на равнината на еклиптиката спрямо равнината на небесния екватор.

Кредит: НаукаOFFNews

В Северното полукълбо ще забележим късни зори и ранни залези, ниската дъга на слънцето през небето всеки ден и колко ниско слънцето се появява в небето по обед.

Погледнете и вашата сянка по обед. Около времето на декемврийското слънцестоене, това е най-дългата ви сянка на пладне през годината.

Кредит: Росен Димитров

В Южното полукълбо е обратното. Зората идва рано, здрачът идва късно, слънцето е високо и хората (и животните) имат най-късата ви сянка на обед за годината.

Снимка: Pixabay

Защо се нарича "слънцестоене"?  

Думата "слънцестоене" (Solstice) идва от латинската solstitium, което означава "точката, когато Слънцето е спряло". В рамките на няколко дни преди и след слънцестоенето, Слънцето почти не променя деклинацията си, височината му по пладне в небето почти не се променя (височината се променя съгласно графика, която е близка до формата на горната камбанообразна част на синусоида)

Кредит:  Regina Valkenborgh, via NASA’s Astronomy Picture of the Day

Преди Николай Коперник, който за първи път обяви пред света хелиоцентричната система, хората са смятали, че Земята е неподвижна, а Слънцето се върти около нея. Използването на думата "слънцестоене" е спомен от онези времена.

Зимното слънцестоене се празнува през цялата човешка история. Римляните са празнували Сатурналиите, германските и скандинавските езичници са празнували Юл, славяните - Коледа. За да привлекат езичниците към тяхната вяра, християните добавят религиозно значение към традиционните празници. Много коледни обичаи като коледна елха, са пряко свързани с честването на слънцестоенето.

Котката Юл (Jólakötturinn) е гигантска котка в исландския фолклор, която броди из провинцията на Коледа. Котката Юл търси хора, които не са добре облечени в нови дрехи за празненствата и ги поглъща цели. Кредит: Iren Horrors

Повече за това, как празнуват хората по света сега и в миналото Зимното слънцестоене може да научите в "Празници и традиции около зимното слънцестоене по света в миналото и сега".

Източници:

December solstice: All you need to know, Earth&Sky

Shortest Day of the Year in the Northern Hemisphere, Time&Date

Още по темата

21/12/2024

Земята

Защо най-тъмното време на годината не е и най-студеното?

22/09/2024

Земята

Есенно равноденствие 2024: Всичко, което трябва да знаете

20/03/2024

Земята

Променят ли се сезоните по света и в България?

21/12/2023

Земята

Какво трябва да знаем за зимното слънцестоене 2023 г.