Bez obzira gdje živite, gotovo sigurno uživate u blagodatima veće duljine dnevnog svjetla u ljetnim mjesecima. Ako živite na sjevernoj hemisferi, ljeto traje od kraja lipnja do kraja rujna; na južnoj hemisferi, ljeto zauzima isto razdoblje kao i zima sjeverno od ekvatora, od kraja prosinca do kraja ožujka. Ovo povećanje ljetne sunčeve svjetlosti rezultat je kombinacije sve ranijih izlaska sunca i sve kasnijih zalazaka sunca.
Zašto planet ljeti doživljava više sunčeve svjetlosti, a zimi manje sunca? Odgovor kombinira osnovnu geometriju s osnovnom astronomijom, iako ne na način na koji možda mislite.
Astronomski čimbenici koji određuju duljinu dnevnog svjetla
Zemlja je u prosjeku udaljena od Sunca oko 150 milijuna kilometara. Oblik orbite nije krug već elipsa, pa se Zemlja u siječnju približava Suncu u iznosu od oko 91 milijuna milja, a u srpnju zaluta oko 95 milijuna milja.
Jasno je, međutim, da ova varijacija ljetne mjesece ne čini toplijima i osvijetljenijima od zimskih. Umjesto toga, godišnja doba u cjelini su rezultat nagiba Zemlje za 23,5 stupnjeva od crte okomite na njezin orbitalni put oko Sunca. Ovaj nagib uvijek "usmjerava" u istom smjeru u odnosu na Sunce, dok Zemlja tijekom godine završava krug oko sebe. To znači da, umjesto da svaki dio planete svake godine dobije 12 sati sunca i 12 sati tame, kao što bi se dogodilo da Zemljina rotacija bila je okomita na njezinu orbitalnu ravninu, svako mjesto (osim samog ekvatora) doživljava više dnevnog svjetla nego mraka u ljeto. Nadalje, ova neravnoteža postaje sve izraženija s povećanjem udaljenosti od ekvatora (a time i blizine polova). Na sjevernoj hemisferi, lipanj je najsunčaniji mjesec u cjelini, a prosinac, najmračniji.
Možda ste čuli za Arktički krug, liniju širine koja kruži oko Zemlje 66,5 stupnjeva sjeverno od ekvatora (ili 23,5 stupnjeva južno od Sjevernog pola) i Antarktičkog kruga, sličnog smještaja Arktičkog kruga u Južnom Hemisfera. Značaj tih imaginarnih granica je u tome što su regije bliže polovima od ovih iskustava danonoćno sunčevo svjetlo mjesec dana ili više počevši s početkom ljeta, zvano ljeto solsticij. To je zato što nagnuta os Zemljine rotacije na ovaj datum pokazuje izravno prema Suncu i mali dijelovi planeta ne okreću se u potpunosti iz sunčevih zraka dok neko vrijeme ne prođe prošao. Broj ljetnih solsticijskih sati dnevnog svjetla vrhunac je na današnji dan posvuda na Zemlji.
Krajem ljeta, na jesensku (jesensku) ravnodnevnicu koja se održava 21. ili 22. rujna na sjevernoj hemisferi, os ili rotacija ne usmjeravaju ni prema suncu ni prema njemu. To ima za posljedicu da se jedan dan Zemlje uopće ne nagne prema svojoj osi i svugdje na Zemlji dobije 12 sati sunčeve svjetlosti i 12 sati tame. To se također događa na proljetnu (proljetnu) ravnodnevnicu šest mjeseci kasnije, kada se količina dnevne sunčeve svjetlosti povećavala s godišnjeg minimuma tri mjeseca, a ne smanjivala.
Geografski primjeri
Brojne web stranice, uključujući stranicu kojom upravlja Američka mornarica (vidi Resurse), integriraju ih principi i omogućuju vam brzo utvrđivanje količine sunčeve svjetlosti koju daje određeno mjesto svaki dan godina. Na primjer, ako uđete u Portland u Oregonu, SAD, koji ima geografsku širinu nešto više od 45 stupnjeva i prema tome je nešto više od pola puta prema sjeveru Stup s ekvatora, nalazite da je grad osvijetljen 15 sati i 41 minutu u vrijeme ljetnog solsticija i 8 sati i 42 sata minuta u vrijeme zimskog solsticija šest mjeseci kasnije, što znači da vrijeme zalaska Oregona može varirati otprilike tri i pol sati. Sjeverniji gradovi pokazuju isti obrazac, ali veću amplitudu između maksimalne i minimalne količine sunčeve svjetlosti tijekom godišnjih doba.