Dagtid
Dagtid som observerats på jorden är den period på dagen under vilken en given plats upplever naturlig belysning från direkt solljus . Dagtid inträffar när solen dyker upp ovanför den lokala horisonten , det vill säga var som helst på jordklotets halvklot som är vänd mot solen. I direkt solljus kan solens rörelser registreras och observeras med hjälp av ett solur som kastar en skugga som långsamt rör sig under dagen. Andra planeter och naturliga satelliter som roterar i förhållande till en lysande primärkropp , såsom en lokal stjärna , upplever också dagtid, men den här artikeln diskuterar främst dagtid på jorden.
Egenskaper
solen när som helst . Området som utsätts för direkt belysning är nästan exakt halva planeten; men på grund av atmosfäriska och andra effekter som utökar räckvidden för indirekt belysning, uppgår området på planeten som täcks av antingen direkt eller indirekt belysning till något mer än halva ytan.
halvklot som upplever dagtid vid ett givet ögonblick förändras kontinuerligt när planeten roterar på sin egen axel . Jordens rotationsaxel är inte vinkelrät mot planet för dess omloppsbana runt solen (som är parallell med solljusets riktning), och därför varierar längden på dagtiden från en punkt på planeten till en annan. Dessutom, eftersom rotationsaxeln är relativt fixerad i jämförelse med stjärnorna, rör den sig i förhållande till solen när planeten kretsar runt stjärnan. Detta skapar säsongsvariationer i längden av dagsperioden på de flesta punkter på planetens yta.
Dagsperioden från en ytobservatörs synvinkel definieras grovt som perioden mellan soluppgången , när jordens rotation mot öster först gör att solens skiva dyker upp ovanför horisonten, till solnedgången , när jordens fortsatta rotation orsakar Solskivan försvinner under horisonten i väster. Eftersom solen är en lysande skiva sett från jorden, snarare än en punktkälla för ljus, är soluppgång och solnedgång inte momentana och den exakta definitionen av båda kan variera med sammanhanget. Dessutom böjer jordens atmosfär ytterligare och sprider ljus från solen och förlänger perioden för soluppgång och solnedgång. Under en viss period efter solnedgången och före soluppgången lättar indirekt ljus från solen upp himlen på jorden; denna period kallas ofta skymning . Vissa grupper, som jordiska astronomer, anser inte att dagtid verkligen är slut förrän solens skiva faktiskt är långt under jordens horisont, på grund av denna indirekta belysning.
Dagslängdvariationer med breddgrad och årstider
Dagtidslängd eller dagtidslängd är den tid som förflutit mellan början och slutet av dagtidsperioden. Med tanke på att jordens egen rotationsaxel lutar 23,44° mot linjen som är vinkelrät mot dess omloppsplan , kallad ekliptikan , varierar längden på dagen med årstiderna på planetens yta, beroende på observatörens latitud . Områden som lutar mot solen upplever sommar . Deras lutning mot solen leder till att mer än hälften av dygnet ser dagsljus och varmare temperaturer, på grund av solstrålarnas högre direkthet , den längre perioden på dagen i sig och mindre absorption av solljus i atmosfären . Även om ökat dagsljus kan ha en viss effekt på de högre temperaturerna på sommaren, beror det mesta av temperaturhöjningen från solens direkthet, inte det ökade dagsljuset. Solens höga vinklar (runt zenit ) gör att tropikerna är varma, medan låga vinklar (knappt ovanför horisonten) gör att polarområdena är kalla. Den lilla effekten av dagsljustimmar på den genomsnittliga säsongstemperaturen kan ses med polerna och tropiska områden. Polerna är fortfarande kalla under sina respektive somrar, trots att de ser 24 timmars dagsljus under sex månader, medan ekvatorn förblir varm under hela året, med endast 12 timmars dagsljus per dag.
Även om dagslängden vid ekvatorn förblir 12 timmar under alla årstider, varierar längden på alla andra breddgrader med årstiderna. Under vintern varar dagtiden kortare än 12 timmar; under sommaren varar den längre än 12 timmar. Norra vintern och södra sommaren överensstämmer, medan norra sommaren och södra vintern överensstämmer.
Vid ekvatorn
Vid ekvatorn varar dagtiden alltid cirka 12 timmar, oavsett årstid. Sett från ekvatorn går solen alltid upp och ner vertikalt och följer en skenbar bana nästan vinkelrät mot horisonten . På grund av jordens axiella lutning ligger Sun alltid inom 23,44° norr eller söder om den himmelska ekvatorn , så den subsolära punkten ligger alltid inom tropikerna .
Från marsdagjämningen till septemberdagjämningen går solen upp inom 23,44° norr om rakt öst och går ner inom 23,44° norr om rakt västerut. Från septemberdagjämningen till marsdagjämningen går solen upp inom 23,44° söder om rakt öst och går ner inom 23,44° söder om rakt västerut. Solens väg ligger helt och hållet i den norra halvan av himmelssfären från marsdagjämningen till septemberdagjämningen, men ligger helt och hållet i den södra halvan av himmelssfären från septemberdagjämningen till marsdagjämningen. På dagjämningarna kulminerar ekvatorialsolen vid zenit och passerar direkt över huvudet vid solens middagstid .
Det faktum att ekvatorsolen alltid är så nära zenit vid solens middagstid förklarar varför den tropiska zonen innehåller de varmaste områdena på planeten totalt sett. Dessutom ser ekvatorn den kortaste soluppgången eller solnedgången eftersom solens väg över himlen är så nästan vinkelrät mot horisonten. På dagjämningarna tar solskivan bara två minuter att korsa horisonten (uppifrån och ner vid soluppgången och från botten till toppen vid solnedgången).
I tropikerna
Tropikerna upptar en zon på jordens yta mellan 23,44° norr och 23,44° söder om ekvatorn . Inom denna zon kommer solen att passera nästan direkt ovanför (eller kulminera ) på minst en dag per år. Linjen på 23,44° nordlig latitud kallas Kräftans vändkrets , för när den fick sitt namn passerade solen ovanför denna plats vid den tid på året när den var nära konstellationen Kräftan. Motsvarande linje av sydlig latitud kallas Stenbockens vändkrets , av liknande skäl. Solen går in och lämnar varje stjärnkonstellation något senare varje år med en hastighet av cirka 1 dag vart 72:e år. För mer information, se precession av dagjämningarna .
På de tropiska cirklarna är solen direkt ovanför bara en gång per år, på motsvarande solstånd. På breddgrader närmare ekvatorn och på själva ekvatorn kommer det att vara ovanför två gånger per år (på dagjämningarna i fallet med ekvatorn), vilket leder till fenomenet Lahaina middag eller noll skuggdag . Utanför tropikerna passerar solen aldrig direkt ovanför.
Runt stolparna
Runt polerna, som sammanfaller med jordens rotationsaxel när den passerar genom ytan, är säsongsvariationerna i längden på dagen extrema. Faktum är att inom 23,44° latitud från polerna kommer det att finnas åtminstone några dagar varje år då solen aldrig går under horisonten. Det kommer också att finnas dagar då solen aldrig stiger över horisonten. Detta antal kommer att vara färre, men nära antalet dagar på sommaren där solen inte går ner (till exempel är soluppgången vanligtvis några dagar före vårdagjämningen och sträcker sig några dagar efter höstdagjämningen). Detta fenomen med mer dagsljus än natt är inte unikt för polerna. Faktum är att vid varje given tidpunkt är något mer än hälften av jorden i dagsljus. Sommarens 24 timmars dagsljus är känt som midnattssolen som är känd i vissa nordliga länder. I norr polcirkeln denna 23,44°-gräns. I söder Antarktiscirkeln gränsen. Dessa gränser motsvarar 66,56° nordlig respektive sydlig latitud. Eftersom himlen fortfarande är ljus och stjärnor inte kan ses när solen är mindre än 6 grader under horisonten, händer 24-timmarsnätter med stjärnor som är synliga hela tiden bara bortom 73° nordlig eller sydlig latitud.
Vid och nära polerna stiger solen aldrig särskilt högt över horisonten, inte ens på sommaren, vilket är en av anledningarna till att dessa områden i världen är konsekvent kalla under alla årstider (andra inkluderar effekten av albedo , den relativa ökade reflektionen av solstrålning av snö och is). Även vid sommarsolståndet, när solen når sin högsta punkt över horisonten vid middagstid, är den fortfarande bara 23,44° över horisonten vid polerna. Dessutom, när man närmar sig polerna, avviker solens skenbara väg genom himlen varje dag allt mer från vertikalen. När sommaren närmar sig går solen upp och går ner blir nordligare i norr och sydligare i söder. Vid polerna är solens bana verkligen en cirkel, som är ungefär lika långt ovanför horisonten under hela varaktigheten av dagsperioden en viss dag. Cirkeln sjunker gradvis under horisonten när vintern närmar sig, och stiger gradvis över den när sommaren närmar sig. Vid polerna kan skenbar soluppgång och solnedgång vara i flera dagar.
På medelbreddgrader
På medelbreddgrader , långt från både ekvatorn och polerna, är variationerna i längden på dagen måttliga. På de högre mellersta breddgraderna där Montreal , Paris och Ushuaia ligger kan skillnaden i dygnets längd från sommar till vinter vara mycket märkbar: himlen kan fortfarande vara upplyst klockan 22.00 på sommaren, men kan vara mörk klockan 17.00 på vintern. På de nedre mellersta breddgraderna där södra Kalifornien , Egypten och Sydafrika ligger är säsongsskillnaden mindre, men resulterar fortfarande i ungefär 4 timmars skillnad i dagsljus mellan vinter- och sommarsolståndet. Skillnaden blir mindre uttalad ju närmare ekvatorn man kommer. [ citat behövs ] En uppskattning av den månatliga förändringen kan erhållas från regeln om tolftedelar .
Variationer i solens middagstid
Det exakta ögonblicket för solens middagstid , när solen når sin högsta punkt på himlen, varierar med årstiderna. Denna variation kallas tidsekvationen ; variationens storlek är cirka 30 minuter under loppet av ett år.
Se även
|
Delar av en dag
| ||
|---|---|---|
| Dagtid |  |
|
| Skymning | ||
| Natt | ||
| Relaterad |
Venus bälte · Blå timmen · Gyllene timmen · Terminator · Dagsljus · Månsken · Midnattssol · Polarnatten · Zodiakalljus
|
|
| Myndighetskontroll : Nationella bibliotek |
|---|
