Przesilenie zimowe: definicja, data, przyczyny i znaczenie
Przesilenie zimowe: definicja, data (ok. 21 grudnia), przyczyny i znaczenie dla klimatu, dnia i tradycji — przystępne wyjaśnienie naukowe i kulturowe.
Przesilenie zimowe to moment astronomiczny, w którym Słońce osiąga największą deklinację południową i w zenicie (punkt pod którym Słońce znajduje się dokładnie nad głową) przechodzi nad Zwrotnikiem Koziorożca, w odległości 23,44° (około 23,5°) na południe od równika. Dla obserwatorów na półkuli północnej oznacza to najkrótszy dzień i najdłuższą noc w roku; na półkuli południowej jednocześnie trwa przesilenie letnie (najdłuższy dzień).
Podstawy astronomiczne
Ziemia obraca się nie tylko wokół własnej osi, ale także krąży wokół Słońca po orbicie, która jest bliska kołowej, lecz lekko eliptyczna. Główną przyczyną występowania pór roku i przesileń jest nachylenie osi obrotu Ziemi względem płaszczyzny orbity — tzw. nachylenie osi (osiowy tilt) wynoszące około 23,44°. W wyniku tego nachylenia punkt, nad którym Słońce znajduje się w zenicie o godzinie lokalnej południa (tzw. punkt subsolarny), przesuwa się w ciągu roku między dwoma zwrotnikami: Zwrotnik Rak (ok. 23,5°N) a Zwrotnikiem Koziorożca, w odległości (ok. 23,5°S).
W dniach równonocy (początek wiosny i początek jesieni) Słońce przechodzi nad równikiem. W przesileniu czerwcowym znajduje się nad Zwrotnikiem Rak, na około 23,5° na północ; na półkuli północnej to wtedy przesilenie letnie. W przesileniu grudniowym Słońce jest nad Zwrotnikiem Koziorożca, w odległości około 23,5° na południe; dla półkuli północnej jest to przesilenie zimowe.
Data i czas występowania
Przesilenie zimowe na półkuli północnej zwykle przypada około 21 grudnia, ale w zależności od roku i strefy czasowej może wystąpić 20, 21 lub 22 grudnia. Dla półkuli południowej przesilenie zimowe przypada analogicznie około 21 czerwca. Dokładny moment wyznacza moment osiągnięcia przez Słońce maksymalnej deklinacji (najbardziej na południe lub na północ).
Historia rachuby dat związana jest z wprowadzeniem kalendarza gregoriańskiego w 1582 roku — od tego czasu daty przesileń są bardziej stabilne względem roku cywilnego. W 1582 roku papież Grzegorz XIII wprowadził kalendarz gregoriański, który skorygował narastające przesunięcie wynikające z kalendarza juliańskiego.
Dlaczego Słońce "stoi"
Nazwa „przesilenie” pochodzi od łacińskiego określenia łacińskiego słowa solstitium (utworzonego od sol — słońce oraz sistere — stać, zatrzymać się). W okolicach przesilenia zmiany wysokości Słońca nad horyzontem między kolejnymi dniami są bardzo małe, dlatego z perspektywy obserwatora Słońce „staje” i przez kilka dni wschody i zachody prawie nie zmieniają położenia — stąd obrazowe określenie.
Skutki przesilenia zimowego
- Zmiana długości dnia i nocy: na określonych szerokościach geograficznych dzień jest najkrótszy (półkula północna) lub najdłuższy (półkula południowa).
- Kąt padania promieni słonecznych: niższa wysokość Słońca nad horyzontem oznacza mniejszą ilość promieniowania padającego na jednostkę powierzchni, co sprzyja ochłodzeniu atmosfery i powierzchni.
- Strefy polarne: za kołem podbiegunowym panuje wielodniowa lub wielotygodniowa noc polarna (na północy) lub dzień polarny (na południu) — w zależności od półkuli.
- Efekty klimatyczne: dłuższe noce i krótsze dni wpływają na bilans energetyczny, temperatury i sezonowe zjawiska pogodowe.
Znaczenie kulturowe i obrzędowe
Przesilenie zimowe od zawsze miało duże znaczenie dla kultur tradycyjnych — było punktem odniesienia w kalendarzach rolniczych i religijnych. W wielu cywilizacjach obchodzono święta związane z „odnową światła” i narodzinami słońca: przykłady to święta takie jak Yule, Saturnalia, a w Azji — święto Dongzhi. W kulturze zachodniej święta związane z okresem przesilenia (przede wszystkim Boże Narodzenie) odziedziczyły część symboliki od starszych obrzędów solarnych.
Jak obserwować przesilenie
- Najprostsze obserwacje to pomiar czasu wschodu i zachodu Słońca — w dniach wokół przesilenia zmiany są minimalne.
- Pomiar kąta wysokości Słońca w południe (solarny zenit) pokaże największe (dla półkuli północnej: najniższe) odchylenie w roku.
- Przyrządy: zegar słoneczny, prosty gnomon lub współczesne aplikacje i almanachy astronomiczne podają dokładny moment przesilenia dla danej lokalizacji.
Warto też pamiętać, że ruch Ziemi po orbicie jest lekko eliptyczny (stąd w tekście pojawia się odwołanie do eliptyczny), ale to głównie nachylenie osi powoduje przesilenia i pory roku, a nie odległość Ziemi od Słońca.
W tekście wykorzystano i zachowano odsyłacze do terminów i pojęć takich jak prostopadłe do Ziemi na danej szerokości geograficznej, a także wskazówki dotyczące występowania przesileń w różnych porach roku i na różnych półkulach.
Ten rysunek przedstawia oświetlenie ziemi, w przesileniu zimowym, na półkuli północnej.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest przesilenie zimowe?
O: Przesilenie zimowe to czas, kiedy Słońce znajduje się w największej odległości od Zwrotnika Raka. Jest to również najkrótszy dzień w roku na półkuli północnej, w którym panuje najdłuższa noc i nazywany jest przesileniem zimowym.
P: Kiedy to się dzieje?
A: Na półkuli północnej występuje około 21 grudnia, a na południowej około 21 czerwca.
P: Gdzie dociera światło słoneczne każdego dnia w roku?
O: Każdego dnia w roku światło słoneczne dociera pod kątem prostopadłym do danej szerokości geograficznej. Na początku wiosny i jesieni przechodzi nad równikiem, podczas gdy w dniu przesilenia czerwcowego przechodzi nad Zwrotnikiem Raka na wysokości 23,5 stopnia na północ, a w dniu przesilenia grudniowego przechodzi nad Zwrotnikiem Koziorożca na wysokości 23,5 stopnia na południe.
P: Co oznacza słowo "przesilenie"?
O: Słowo "przesilenie" pochodzi od łacińskich słów "Sol" oznaczającego słońce i "sistere" oznaczającego nie poruszać się, a więc przesilenie zimowe oznacza zatrzymanie się słońca w zimie.
P: W jaki sposób Ziemia obraca się wokół Słońca?
O: Ziemia krąży wokół Słońca w sposób eliptyczny, przy czym punkt, z którego świeci Słońce, znajduje się pomiędzy Zwrotnikiem Koziorożca a Zwrotnikiem Raka.
P: Kiedy wprowadzono kalendarz gregoriański?
O: Kalendarz gregoriański został wprowadzony przez papieża Grzegorza XIII w 1582 roku.
P: Dlaczego obchodzi się przesilenie zimowe?
A: Przesilenie zimowe jest obchodzone od 1582 roku, kiedy wprowadzono kalendarz gregoriański, ponieważ oznacza ono najdłuższą noc i najkrótszy dzień dla półkuli północnej, natomiast dla półkuli południowej oznacza najdłuższy dzień i najkrótszą noc.
Przeszukaj encyklopedię