Napkelte-napnyugta anomália?

Lehet, hogy félreérthetően írtam.

A Föld tengelye, illetve annak az iránya nem változik, mindig ugyanarra áll, leszámítva a már említett precessziót és nutációt, amelyek periodusa sokkal hosszabb, mint egy év, ezért most azzal ne foglalkozzunk.

Csupán a Naphoz képest viszonyítva fordul felé, illetve fordul el tőle, a pozíciója adja ezt a helyzetet, hogy a Nap melyik irányból világít a Földre, ezt a dőlést elölről, vagy hátulról világítja meg.

Érthető?

Az 1./3. válaszoló írta le a lényeget, egy kicsit kifejtem, hogy érthetőbb legyen. (Elnézést, de van egy olyan érzésem, hogy a többi válaszoló nem érti a kérdés lényegét.)

A Föld ellipszis pályán kering a Nap körül. Kepler óta tudjuk, hogy ilyen pályán a központi égitesttől való távolságtól függ a keringés sebessége: a Naphoz közelebbi pályán gyorsabban mozog a pálya mentén a Föld, mint a Naptól távolabbi részen.

Ehhez hozzá kell venni, hogy a Föld két delelés között több, mint 360°-os fordulatot tesz meg. Ez azért van, mert 24 óra alatt kicsit a pályáján is elmozdul, így megváltozik a Naphoz viszonyított helyzete. Azaz nem elég a 360°-os fordulat, még el kell annyit fordulnia, amennyit elmozdult a Naphoz képest. (Emiatt van az, hogy a Föld tengelyforgási ideje nem pont 24 óra, hanem kicsit rövidebb.)

Ha a Föld a tengely körüli pályáján a Nap közelében van (az északi féltekén ilyenkor van tél), akkor kicsit gyorsabban halad, azaz kicsit többet mozdul el két delelés között, így két delelés között kicsit több idő telik el, mint 24 óra. Emiatt kicsit később lesz a tényleges dél minden nap, emiatt (is) tolódik egyre későbbre a napkelte és a napnyugta is. Ezért van, hogy korábbi van a legkorábbi napnyugta, mint a legkésőbbi napkelte. Nyáron pedig épp fordított a helyzet.

Napéjegyenlőség kétszer van egy évben, az egyik félévben a nappalok egyre hosszabbak lesznek és az éjszakák egyre rövidebbek, a másik félévben meg fordítva.

Ez összefügg a tengely ferdeségével, mert nyáron, mármint amikor az északi félgömbön nyár van, akkor annak nagyobb területét világítja meg a Nap, télen meg fordítva, kevesebbet, mert a tengely a Nap felé dől, vagy ellenkező irányba, ez a fő oka a napfelkelte és naplemente időpontjának változására, de az is számít, amit előbb írtam, hogy a Föld forgástengelyét milyen irányból érik a Nap sugarai, mert ezzel is hamarabb lesz napfelkelte. Úgy hosszabbodnak nyár felé a napok, hogy előbb van napfelkelte és később a naplemente.

Vegyél egy papírt és a közepére rajzolj egy korongot, ami a Nap.

Ettől jobbra rajzold fel a Földet, a forgástengelyével együtt, ami a merőlegestől kb. 23,5 fokban tér el, mondjuk jobbra felfelé tartva.

Ugyanezt a baloldalra kopizd át, ami a fél évvel későbbi állapotot jelzi.

Így láthatod, hogy ugyanazzal a tengelyferdeséggel egyszer a Nap felé dől a Föld tengelye, egyszer meg tőle el és azt is láthatod, hogy a két féltekét eltérő módon világítja meg a Nap.

Mennél északabbra megyünk az egyenlítőtől, annál nagyobb a különbség a nappalok és az éjszakák között, az északi sarkon fél évig van nappal, majd fél évig éjszaka.

Természetesen ugyanez vonatkozik a déli félgömbre, csak ellenkező féléves periodussal.

Annak a két állapotnak is, amikor a Föld tengelye a Nap felé, vagy az ellenkező irányba néz, annak is kell átmenet, illetve minden egyes nappal az átmenetek sorozata fél évig.

Kedves Sadam87!

Valóban igazad van a változó sebességgel kapcsolatban, de a földpálya elliptikussága nem nagy, így a sebességkülönbség sem jelentős, másrészt meg ez a hatás éppen ellenkezően hat az északi félgömbön, mert télen van közelebb a Föld a Naphoz, amikor ezért gyorsabb a pályasebesség, mégis későbbi a napfelkelte, nyáron meg távolabb, amikor lassabb a pályasebesség, mégis hamarabb van napfelkelte.

Az általad írt hatás így ellenkezően hat, de csak kis mértékben kompenzálja a tengelyferdeségből eredő napszak változást.

Csakis az eredeti kérdésre válaszolva (Miért nem szimmetrikus egymással a napforduló ideje körüli napnyugta és napkelte időpontja?) ezt adom:

Stopperórával megmérve a napfelkelte, a Nap csillagászati delelése, és lenyugvása közötti időtartamot, teljes szimmetriát találunk az egész év folyamán. (Mellékesen megjegyzem, hogy a téli napfordulót követően növekedik a nappalok időtartama, tehát a délutánok néhány másodperccel hosszabbak lesznek a délelőttnél. Adott kérdés megválaszolásánál ez a jelenség azonban elhanyagolható)

Mi okozza a kérdésben jelzett jelentős asszimetriát ?

Az, hogy a naptárak az órák járásához képest adják meg a napfelkelte és napnyugta időpontját. Az órák pedig nem járnak szinkronban a Nappal; ennek miértjére most nem térek ki.

Lássuk az asszimetria magyarázatát. Egy grafikus ábrázolást fogok leírni, mert szerintem ez a legérthetőbb (az ábrázolást elvégeztem a Stellarium /ingyenesen letölthető/ csillagászati program segítségével, állításaim a program használatával ellenőrizhetőek.):

1. Vegyünk egy koordináta rendszert, melynek függőleges tengelyén dec.01.-jan. 10. közötti napok szerepelnek, a vízszintes tengelyén pedig az adott napok eltelt másodpercei. Az origóban jan. 10., és 0 mp. legyen.

2. Ábrázoljuk e koordinátarendszerben, hogy a Nap a tényleges (csillagászati) delelésétől számítva hány másodpercre kelt fel, és nyugodott le. Két görbét fogunk kapni; ezek kb. úgy néznek ki, mint két szembeállított íj (sinus görbék csúcspontjai körüli tartományt kapunk, de ez mellékes). Teljes a szimmetria. A két görbe dec. 21.-én kerül a legközelebb egymáshoz, ezen a napon a legrövidebb nappal. A csillagászati értelemben vett déli időponthoz képest ezek a kelési és nyugvási időpontok teljesen szimmetrikusak.

3. Ábrázoljuk e koordinátarendszerben az órák által mutatott déli időt, 12:00 h -t, a Nap tényleges (csillagászati) deleléséhez képest. (csillagászati program nélkül ez nem lehetséges).Egy balról jobbra emelkedő egyenest kapunk, amely a kelési és nyugvási görbe között van. Rajzoljuk be e kapott ferde egyenest az ábrába.

4. Vizsgáljuk meg, hogy az órák által mutatott 12: 00 idő (ferde egyenes) milyen távolságra (hány másodpercre) van a Nap kelési és nyugvási görbéitől egy - egy adott napon. Azt fogjuk látni, hogy a napfelkelte görbéjéhez január első napjaiban, a napnyugta görbéjéhez pedig december első harmadában lesz a legközelebb. Ebből következik, hogy a naptárak a legkésőbbi napfelkeltét január elejére, a legkorábbi napnyugtát december első harmadára teszik.

Az asszimetria tehát az időmérés (kényszerű) sajátosságaiból adódik.

Remélem, hogy érthető voltam.