Oavsett var du bor, njuter du nästan säkert av fördelarna med en större dagsljus under sommarmånaderna. Om du bor på norra halvklotet, går sommaren från slutet av juni till slutet av september; på södra halvklotet upptar sommaren samma period som norr om ekvatorn, i slutet av december till slutet av mars. Denna ökning av sommarsolljuset beror på en kombination av allt tidigare soluppgångar och allt senare solnedgångar.
Varför upplever planeten mer solljus på sommaren och motsvarande mindre på vintern? Svaret kombinerar grundläggande geometri med grundläggande astronomi, men inte på det sätt du kanske tror.
Astronomiska faktorer som bestämmer dagslängd
Jorden ligger i genomsnitt cirka 150 miljoner kilometer från solen. Banans form är inte en cirkel utan en ellips, så jorden kommer så nära cirka 91 miljoner miles till solen i januari och sträcker sig så långt som cirka 95 miljoner miles i juli.
Uppenbarligen är det dock inte denna variation som gör sommarmånaderna varmare och bättre upplysta än vintermånaderna. Istället beror årstiderna i sin helhet på att jorden lutas med 23,5 grader från en linje vinkelrät mot dess omloppsbana runt solen. Denna lutning "pekar" alltid i samma riktning med avseende på solen, medan jorden fullbordar en krets kring den under ett år. Detta innebär att istället för att varje del av planeten får 12 soltimmar och 12 timmars mörker varje år, vilket skulle ske om Jordens rotation var vinkelrät mot dess omloppsplan, varje plats (förutom själva ekvatorn) upplever mer dagsljus än mörker i sommar. Dessutom blir denna obalans mer uttalad med ökande avstånd från ekvatorn (och därmed närhet till polerna). På norra halvklotet är juni den soligaste månaden totalt och december motsvarande den mörkaste.
Du kanske har hört talas om polcirkeln, en latitud som cirklar jorden 66,5 grader norr om ekvatorn (eller 23,5 grader söder om nordpolen) och Antarktiscirkeln, polcirkeln är motsvarande motsvarighet i södra Hemisfär. Betydelsen av dessa imaginära gränser är att regioner närmare polerna än dessa upplever dygnet runt solljus i en månad eller mer med början på sommaren, kallad sommaren solstånd. Detta beror på att den lutande axeln för jordens rotation pekar direkt mot solen på detta datum, och små delar av planeten roterar inte helt ur solens strålar förrän någon tid har gått passerade. Antalet sommarsolståndstimmar i dagsljus är som högst denna dag överallt på jorden.
I slutet av sommaren, på höstdagjämjämningen som äger rum den 21 eller 22 september på norra halvklotet, pekar axeln eller rotationen varken mot eller bort från solen. Detta har effekten för en dag av att jorden inte lutas alls på sin axel, och överallt på jorden får 12 timmars solljus och 12 timmars mörker. Detta inträffar också på vårjämjämndagen sex månader senare, när mängden dagligt solljus har ökat från sitt årliga minimum i tre månader snarare än att minska.
Geografiska exempel
Ett antal webbplatser, inklusive en sida som drivs av US Navy (se Resurser), integrerar dessa principer och låter dig snabbt avgöra hur mycket solljus en viss plats får varje dag året. Om du till exempel går in i Portland, Oregon, USA, som har en latitud på drygt 45 grader och därmed ligger drygt halvvägs mot norr Pole från ekvatorn, du upptäcker att staden är upplyst i 15 timmar och 41 minuter vid sommarsolståndet och i 8 timmar och 42 minuter vid vintersolståndet sex månader senare, vilket innebär att tidpunkten för en solnedgång i Oregon kan variera med cirka tre och en halv timmar. Mer nordliga städer visar samma mönster, men en större amplitud mellan maximala och minimala mängder solljus över årstiderna.