Oświetlenie Ziemi przez Słońce w dniu przesilenia letniego na półkuli północnej
Przesilenie letnie — moment maksymalnego wychylenia osi obrotu Ziemi w kierunku Słońca, gdy biegun północny jest bliżej Słońca niż południowy. Zachodzi 21 czerwca i jest to najdłuższy dzień w roku, w którym cień padający w południe jest najkrótszy w roku (dotyczy tylko obszarów półkuli północnej na północ od zwrotnika Raka). Najkrótszą nocą w roku jest noc z 21 czerwca.
W momencie przesilenia letniego cały północny krąg polarny jest oświetlony Słońcem (dzień polarny), w południowym - panuje noc polarna. W obszarze między kołami podbiegunowymi na półkuli północnej jest najdłuższy dzień w roku (dłuższy im większa szerokość geograficzna), na półkuli południowej jest to najkrótszy dzień roku. I tak na przykład na krańcu Polski najdalej wysuniętym na południe (szczyt Opołonek) dzień trwa 16h 12min, natomiast na brzegu morskim w Jastrzębiej Górze - najdalej wysuniętym na północ krańcu Polski, dzień ten trwa już o ponad godzinę dłużej (17h 20 min).
Maksymalny kąt padania promieni słonecznych (w południe) w dniu przesilenia letniego można obliczyć według wzoru: 90° - φ + 23°27’ , gdzie φ to szerokość geograficzna. Słońce w tym dniu w południe znajduje się w zenicie na szerokości zwrotnika Raka.
Kąt padania promieni słonecznych (w południe) w dniu przesilenia letniego (21 czerwca) w centrum Warszawy - na 52°13' szerokości geograficznej północnej wynosi 61°14'
A solstice is an astronomical event that occurs twice each year, when the tilt of the Earth's axis is most inclined toward or away from the Sun, causing the Sun's apparent position in the sky to reach its northernmost or southernmost extreme. The name is derived from the Latin sol (sun) and sistere (to stand still), because at the solstices, the Sun stands still in declination; that is, the apparent movement of the Sun's path north or south comes to a stop before reversing direction.
The term solstice can also be used in a wider sense, as the date (day) when this occurs. The solstices, together with the equinoxes, are connected with the seasons. In some cultures they are considered to start or separate the seasons while in others they fall in the middle. The English expressions "midwinter" (winter solstice) and "midsummer" (summer solstice) may derive from a tradition according to which there were only two seasons: winter and summer.
Eine Sonnenwende oder Sonnwende (lat. Solstitium, griech. ηλιοστάσιον Heliostásion, beides „Stillstand der Sonne“) stellt den Zeitpunkt dar, in dem die Sonne im Lauf eines Sonnenjahres den größten nördlichen oder südlichen Abstand vom Himmelsäquator erreicht. In diesem Augenblick kehrt die Sonne ihre durch die Schiefe der Ekliptik bewirkte Deklinationsbewegung um und nähert sich wieder dem Himmelsäquator.
Diese maximale Deklination erreicht sie jedes Jahr zweimal: einmal nördlich und einmal südlich des Himmelsäquators; je nach Hemisphäre (also Nord- oder Südhalbkugel der Erde) spricht man dabei jeweils von der Sommer- oder Wintersonnenwende. Zu diesen Zeiten hat sie auch ihre größte bzw. geringste Mittagshöhe über dem Horizont.
Die Verbindungslinie der beiden Sonnenwenden heißt Solstitiallinie.
Die genaue Definition lautet: Die Sonnenwenden sind die Zeitpunkte, in denen die scheinbare geozentrische ekliptikale Länge der Sonne 90° oder 270° beträgt.
* Scheinbar heißt: unter Berücksichtigung von Aberration und Nutation.
* Geozentrisch heißt: von einem hypothetischen Beobachter im Erdmittelpunkt aus gesehen. Die Definition ist also unabhängig vom Standort eines realen Beobachters; die Sonnenwenden treten daher weltweit zum selben Zeitpunkt ein (der aber in verschiedenen Zeitzonen verschiedenen Uhrzeiten entspricht).
Die zwei Zeitpunkte fallen bis auf wenige Minuten mit jenen Zeitpunkten zusammen, in denen die Sonne ihre größte nördliche oder südliche Deklination – etwa 23° 26' 20" – und damit ihre nördlichste oder südlichste Stellung auf der Himmelskugel erreicht. Der geringe Zeitunterschied resultiert aus dem Umstand, dass es eigentlich das Baryzentrum des Erde/Mond-Systems ist, das sich gleichmäßig in der „Erd“bahnebene (Ekliptik) um die Sonne bewegt, während die Erde selbst diesen Schwerpunkt umkreist und sich in der Regel etwas oberhalb oder unterhalb dieser Ebene befindet. Vom geozentrischen Beobachter aus gesehen läuft die Sonne daher nicht exakt auf der Ekliptik (sie hat eine ekliptikale Breite ungleich null). Sie passiert deshalb zum einen nicht exakt durch den nördlichsten bzw. südlichsten Punkt der Ekliptik, zum anderen führt ihre veränderliche ekliptikale Breite dazu, dass die maximale Deklination in der Regel nicht genau an den Sonnwendpunkten angenommen wird.
Die Sonnenwenden markieren den Beginn des astronomischen Sommers bzw. des astronomischen Winters. Wenn die Sonne ihre größte nördliche oder südliche Deklination von 23,4° erreicht, steht sie senkrecht über den so genannten Wendekreisen der Erde (nämlich den Breitenkreisen auf 23,4° nördlicher bzw. südlicher Breite). Sie steht also
* am 21. Juni über dem nördlichen Wendekreis (Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel, Wintersonnenwende auf der Südhalbkugel),
* am 21. oder 22. Dezember über dem südlichen Wendekreis (Wintersonnenwende auf der Nordhalbkugel, Sommersonnenwende auf der Südhalbkugel).
Für beide Erdhalbkugeln gilt jeweils: Zur Wintersonnenwende erreicht die Sonne im Jahreslauf ihren tiefsten Stand in Bezug auf den Meridiandurchgang. Zu diesem Zeitpunkt herrscht der kürzeste Tag und die längste Nacht, weil der größere Teil der täglichen Sonnenbahn unterhalb des Horizonts liegt. Umgekehrt erreicht die Sonne zur Sommersonnenwende ihren höchsten Stand. Zu diesem Zeitpunkt herrscht der längste Tag und die kürzeste Nacht, weil der größere Teil der täglichen Sonnenbahn oberhalb des Horizonts liegt.
Nahe den Polarkreisen gibt es zur Wintersonnenwende einen Tag ohne Sonnenaufgang sowie zur Sommersonnenwende einen Tag ohne Sonnenuntergang (Mitternachtssonne, „Weiße Nächte“). Weiter polwärts herrscht dann wochen- bis monatelang der Polartag, bzw. am anderen Pol die Polarnacht. Während dieser Zeiträume liegt die tägliche Sonnenbahn vollständig oberhalb bzw. unterhalb des Horizonts.
Zwischen den Sonnenwenden überschreitet die Sonne jeweils den Himmelsäquator und steht dann senkrecht über dem Äquator der Erde. Diese Zeitpunkte sind die Äquinoktien oder Tagundnachtgleichen. Äquinoktien und Sonnenwenden stellen den Beginn der jeweiligen astronomischen Jahreszeiten dar.
Obwohl der Tag der Wintersonnenwende der kürzeste Tag ist, tritt der früheste Sonnenuntergang bereits etwa zehn Tage früher und der späteste Sonnenaufgang erst etwa zehn Tage später ein. Ursache hierfür ist die Zeitgleichung. Zur Sommersonnenwende macht dieser Effekt analog etwa vier Tage aus.
Weil das Sonnenjahr knapp sechs Stunden länger ist als das kalendarische Gemeinjahr mit genau 365 Tagen, verschiebt sich der Zeitpunkt der Sonnenwenden in Jahren, die keine Schaltjahre sind, um etwa sechs Stunden zu späteren Uhrzeiten. In einem Schaltjahr (z. B. 2004, 2008; siehe Tabelle) springt der Termin zum Ausgleich wieder um etwa 18 Stunden zurück.
In der Mitteleuropäischen Zeitzone fällt die Sommersonnenwende gegenwärtig stets auf den 21. Juni. Im 20. Jahrhundert konnte sie auch am 22. Juni eintreten. Im 21. Jahrhundert wird sie manchmal am 20. Juni sein, weil die Schaltregel (365,2425 Tage) die tatsächliche Jahreslänge (365,2422 Tage) nur näherungsweise darstellen kann. Ohne die Gregorianische Kalenderreform würde sich ihr Datum pro Jahrtausend um sieben bis acht Tage verschieben. Diese Verkürzung erfolgte dadurch, dass – abweichend von der Schaltregel des Julianischen Kalenders – die Säkular-Jahre (das sind Jahre, deren Zahl durch 100 teilbar ist) keinen Schalttag mehr erhalten, es sei denn, die Jahreszahl ist durch 400 teilbar.
Die Wintersonnenwende fällt in der Mitteleuropäischen Zeitzone gegenwärtig etwa gleich häufig auf den 21. und 22. Dezember; der 21. wird künftig häufiger werden.
Text: Wikipedia
Heute: 21. Juni 2009, 07:45 Uhr MESZ war es soweit.
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