Изменения продолжительности светового дня в разные сезоны объясняются вращением Земли вокруг ее оси. Если бы Земля не вращалась, дневной и ночной циклы были бы совсем иными. Хотя, вполне вероятно, что они и вовсе бы отсутствовали. Сокращение или увеличение продолжительности светового дня зависит от времени года и того, где вы находитесь на Земле. Кроме того, на дневное время влияет угол наклона земной оси и ее путь вокруг Солнца.

Продолжительность вращения

Сутки, продолжающиеся 24 часа, — это время, которое требуется для того, чтобы Земля совершила целый оборот вокруг собственной оси: именно поэтому на следующий день Солнце появляется в одном и том же месте на небе. Однако не стоит забывать, что Земля продолжает двигаться вокруг Солнца, и это явление оказывает огромное влияние на продолжительность светового дня.

Фактическое время одного вращения Земли несколько короче, чем мы привыкли думать: около 23 часов и 56 минут. Астрономы обнаружили это, регистрируя время, когда звезда появилась на одном и том же месте на небе на следующий день — это явление было названо звездным днем.

Более длинные и короткие дни

Хотя солнечный день составляет 24 часа, не в каждом дне содержится 12 часов светового дня и 12 часов темного времени суток. Зимой ночи длиннее, чем летом. Это явление объясняется тем, что воображаемая ось Земли расположена не под прямым углом: она наклоняется под углом в 23,5 градуса. Собственно, поскольку наша планета вращается вокруг Солнца на протяжении года, северная половина Земли наклоняется к Солнцу летом, вызывая продолжительный световой день и короткую ночь. Зимой это меняется: наша планета отдаляется от Солнца, и ночное время становится длиннее. Весной и осенью Земля ни наклонена к Солнцу, ни от него, а где-то между, поэтому день и ночь в эти времена года одинаковы. Вот как можно объяснить, почему весной продолжительность светового дня возрастает: наша планета поворачивается к солнышку!

Наше количество дневных часов зависит от нашей широты и того факта, каково положение Земли по отношению к Солнцу. Ось вращения нашей планеты наклонена от орбитальной плоскости и всегда расположена в одном направлении — к полярной звезде. В результате положение земной оси по отношению к Солнцу постоянно меняется в течение года.

Собственно, именно этот фактор влияет на распространение солнечного света по поверхности Земли на любой заданной широте.

Изменение угла приводит к изменению количества солнечной энергии, которая достигает определенных областей планеты. Это вызывает сезонное изменение интенсивности солнечного света, достигающего поверхности, и влияет на продолжительность светового дня.

Изменение интенсивности происходит потому, что угол, под которым лучи от Солнца двигаются и попадают на Землю, изменяется по мере смены сезонов.

Докажем на практике

Если вы посветите фонарем на потолок, площадь освещенной области будет изменяться в зависимости от того, будете ли вы направлять свет под прямым углом или нет. Точно также энергия Солнца распространяется по разным географическим районам, когда она достигает поверхности Земли. Он более сконцентрирован в наши летние месяцы, когда солнце выше в небе.

Между летним и зимним солнцестоянием количество дневных часов уменьшается, а темпы их уменьшения больше, чем выше широта. Чем меньше солнечных часов, тем холоднее ночи. Вот почему продолжительность светового дня весной возрастает: планета постепенно поворачивается к Солнцу, поглощая одной из своих сторон все больше солнечной энергии.

Поскольку параллельно вращению вокруг Солнца Земля также продолжает вращаться вокруг собственной оси, то за 24 часа она делает один полный оборот. Интересно, что продолжительность суток меняется со временем. Так, около 650 миллионов лет назад сутки длились около 22 часов вместо привычных нам 24!

Солнцестояние

Солнцестояние представляют собой явление, когда при определенном положении орбиты Земли отмечают самые длинные и кратчайшие дни года. Зимнее солнцестояние, происходящее в Северном полушарии, знаменует собой самый короткий день, после которого световой день начинает медленно расти. Летнее солнцестояние в этом же полушарии приходится на самый продолжительный световой день, после чего он начинает становиться короче. Солнцестояние также называют в честь месяца, в котором оно происходит.

Также важно понимать, что то, какая продолжительность светового дня в день солнцестояния, зависит от полушария, в котором вы находитесь. Так, в Северном полушарии июньское солнцестояние отмечает самый продолжительный световой день в году. В то время, как в Южном полушарии июньское солнцестояние обозначает самую длинную ночь.

Два раза в год Солнце проходит самые удаленные от небесного экватора точки эклиптики. При таком положении светила относительно Земли летом продолжительность дня достигает максимума, а зимой - минимума.

Солнцестояние - что это?

Этот астрономический период носит название "солнцестояние". Самый длинный день в году в северном полушарии приходится обычно на 21 июня. В високосные годы эта дата может на сутки смещаться.

Иногда солнцестояние выпадает на 20 июня. Самый короткий зимний день и, следовательно, самую длинную ночь, можно наблюдать каждый год 21 или 22 декабря.

Именно летнее солнцестояние считается днем, когда заканчивается астрономическая весна и начинается лето. Зима, по мнению астрономов, тоже наступает не первого декабря и не в день первого снега, а только после зимнего солнцестояния.

Самый длинный и самый короткий дни в году в языческих культурах

Необычные астрономические явления людям всегда казались загадочными и многозначительными. Появление комет, метеоритные дожди, затмения были слишком заметны, чтобы существовать «просто так». У них обязан был быть какой-то тайный смысл.

Точно так же выделяли наши предки и дни равноденствия, самый короткий и самый длинный день. В году таких дат было всего четыре, но каждая обладала особым сакральным смыслом. Они служили своеобразными вехами между временами года - а значит, тоже обладали особыми свойствами.

У самых несхожих культур эти дни вызывали одни и те же ассоциации. День весеннего равноденствия обязательно оказывался праздником возрождения, воскрешения.

Отголоски этих традиций видны до сих пор - символом весенней Пасхи является яйцо, классический космогонический символ возрождения. Диаметрально противоположным по смыслу был день осеннего равноденствия - период сбора урожая, но и время увядания природы, смерти. В эту пору загробный мир опасно приближается к миру живых, и темные духи выходят на свет. Осенний Хэллоуин - тому очевидное подтверждение. Тыквы как символ собранного урожая, пугающее наполнение праздника как эхо языческих традиций, связывавших эту дату с миром мертвых.

Дуализм летнего и зимнего солнцестояния

Люди, не имеющие никакого представления об астрономии, отлично знали, когда самый длинный день и самый короткий день в году. Летнее солнцестояние - праздник буйства жизни, ее пестрого, радостного цветения, праздник плодородия. Поэтому самый длинный день в году - праздник витальный, радостный и беспечный. А вот самая длинная ночь зимнего солнцестояния - время, удивительное своей двойственностью. Это темные часы, когда в последний раз бесчинствуют темные осенние духи, но это же и надежда на их скорый уход, на очищение мира. Это сон природы, глубокий, как смерть.

Традиции славян, галлов, бриттов, древних греков удивительным образом повторяют друг друга. Они настолько впечатались в память людей, что даже некоторые христианские праздники имеют явственный отголосок язычества. Произошло своеобразное наложение традиций.

Летнее солнцестояние в славянской культуре

Хотя возникает логичный вопрос: почему и самый длинный день в году, и самый короткий, и дни равноденствий приходятся на христианские праздники? Точнее, если принимать во внимание хронологию, почему христианские праздники приходятся на эти дни? Вряд ли это совпадение случайно.

Даже Рождество, которое мы сейчас празднуем 7 января, по старому стилю было на две недели раньше. А уж что такое ночь перед Рождеством, знает каждый.

Самый длинный день в году - это праздник святого Иоанна Предтечи. Но это же и кристально языческий праздник Ивана Купалы - с прыганьем через костер, ночными игрищами, гаданиями, разгулом нечистой силы, то бишь духов, сил природы. Само название праздника - это гибрид христианства и язычества. Иоанн Креститель, проводящий обряд крещения в воде, - и Купала, персонификация языческого празднества, такая же, как, к примеру, Масленица.

Смысловое наполнение праздника летнего солнцестояния

Это праздник травы, воды и огня. Праздник жизни, любви и страсти. Девушки купались обнаженными в росе, обменивались с парнями венками - классическим символом девственности и чистоты, прыгали через очистительный костер, взявшись за руки. Ведь это отнюдь не просто развлечения. Это отголоски древних брачных ритуалов. А уж совместные блуждания по ночному лесу в поисках цветка растения, цвести не способного… В этом был совсем другой смысл - и всем понятно какой. Самый длинный день в году был посвящен плодородию, а значит, и заключению брачных союзов. Отнюдь не за кладом охотились эти молодые люди. Просто в ночном лесу пусто и темно. Хотя сам цветок и наделял нашедшего его счастливчика необыкновенными талантами и удачей.

С точки зрения древних славян это вовсе не было развратным или аморальным. Брачный союз, заключенный в такой день, должен был быть удачным и счастливым. Дети, зачатые на Ивана Купалу, родятся красивыми, сильными, здоровыми. А сам факт заключения союза именно в этот день, ритуальная страсть в ночном лесу - это жертва, посвящение Купале, великой стихии жизни.

Зимнее солнцестояние

Этот аспект вызывал особое негодование представителей церкви. Самый длинный день в году, посвященный великому христианскому мученику, наполнялся не просто языческим, а совсем уж непотребным смыслом.

Самая длинная ночь в году приходится на Рождество. Точнее, приходилась до смены календаря. Ночь перед Рождеством считалась временем, когда нечистая сила особенно активна. Она беснуется и ярится, нужны особые ритуалы, чтобы защититься от злых духов. У этого вполне невинное объяснение - ведь вот-вот родится Христос, а значит, власти нечистой силы на земле придет конец. Но был во всем происходящем и другой смысл. Мир мертвых распахнул свои двери еще в день осеннего равноденствия, и все это время злые духи набирали силу. Но зимнее солнцестояние завершает эту круговерть. Духам пора обратно, вот они и беснуются в последнюю ночь, не желая смириться с поражением.

Сокращение в осенне-зимний период продолжительности светового дня сказывается на ухудшении самочувствия и ослаблении иммунитета человека, смены фазы подъёма фазой спада во всех жизненных циклах, увеличении расходной части бюджетов стран, приостановке сезонных работ в ряде отраслей экономики (сельском хозяйстве, строительстве и других).

День зимнего солнцестояния фиксирует световой день минимальной продолжительности. В этот день Солнце пересекает наиболее дальнюю точку эллипса, по которому вращается Земля. Этот день для жителей северного полушария нашей планеты наступает 21-22 декабря, в то же время у жителей южного полушария наступает день летнего солнцестояния максимальной продолжительности.

Солнечный свет содействует выработке в организме человека гормона серотонина, вызывающего эмоции радости и счастья. При коротком световом дне выработка серотонина сокращается, что угнетает эмоциональную сферу организма и приводит к ухудшению его состояния. Равенство длительности дня и ночи в дни осеннего и весеннего равноденствия создает идеальные условия для суточных биоритмов. Промежуток цикла, начинающийся в день осеннего равноденствия, и оканчивающийся в день зимнего солнцестояния, представляет собой этап сокращения светового дня в фазе его отставания от длительности ночи. Этот этап наиболее неблагоприятный, на его протяжении все живое на Земле все более угнетается. Второй этап, начинающийся в день зимнего солнцестояния и оканчивающийся в день весеннего равноденствия, также находится в фазе отставания светового дня от ночи, но это отставание постепенно сокращается, негативное влияние недостатка солнечного света постепенно ослабевает. Чем меньше в сутки человек получает солнечных лучей, тем больше он подвержен нервным срывам, вплоть до депрессивных состояний и психических расстройств. Техническая цивилизация пытается компенсировать недостаток солнечного света искусственным освещением, к которому человеческий организм не приспособлен, воспринимает искусственно освещенные ночные часы за дневные, впадая в так называемое состояние десинхроноза, усугубляющего хронические заболевания.

Вместе с тем население северного полушария меньше ощущает влияние смены сезонов года, чем население южного полушария, т.к. зимой северное полушарие находится ближе к Солнцу. Промежуток от восхода до захода Солнца называют долготой дня. Эта величина зависит от географической широты. На экваторе долгота дня является константой продолжительностью 12 часов. На северном полушарии в осенне-зимний период долгота дня меньше 12 часов, а в весенне-летний период больше 12 часов. На полюсах Земли полярные день и ночь длятся полгода. Учитывая важность продолжительности дня, составлены ежедневные и среднемесячные таблицы долготы дня для каждой географической широты.

Например, минимальная среднемесячная долгота дня на широте Москвы фиксируется в декабре месяце 7 часов 16 минут и в январе месяце 7 часов 51 минута.

После зимнего солнцестояния начинает увеличиваться световой день. С виду незаметное - всего на одну-две минуты - прибавление дневного света, тем не менее, положительно влияет на организм человека.

В старину говорили, что после зимнего солнцестояния день прибавляется на "куриный шаг".С виду незаметное — всего на одну-две минуты в течение двух-трех дней после 22 декабря — прибавление дневного света, тем не менее, положительно влияет на организм человека.

После зимнего солнцестояния Солнце может восходить даже позже, чем до него, а продолжительность дня постепенно прибавляется с вечера из-за более высокой скорости движения Земли вокруг Солнца.

Зимнее солнцестояние с точки зрения астрономов - момент, когда Солнце достигает минимального склонения, то есть находится на наименьшей угловой высоте над горизонтом. Солнцестояние произошло 21 декабря в 23.28 по всемирному времени, 22 декабря в 02.38 по Москве.

По словам руководителя Отдела астрометриии службы времени Астрономического института имени Штернберга МГУ доктора наук Константина Куимова , после солнцестояния световой день начинает увеличиваться, но это происходит не равномерно, и не с "обеих сторон" - сначала отодвигается во времени момент захода Солнца. "Если вы посмотрите таблицу восходов и заходов Солнца, вы увидите, что несмотря на то, что продолжительность светового дня увеличивается, восход первые несколько дней бывает чуть-чуть позже, и заход тоже чуть позже. Говорят, что день прибавляется с вечера", - сказал астроном.
Так, в пятницу Солнце в Москве взошло в 08.58, а зайдет в 15.59, а в субботу уже в 08.59 и в 15.59 соответственно. В следующие несколько дней момент заката будет отодвигаться примерно на минуту в день, а восход будет "стоять на месте" - в 08.59.

"Это происходит потому, что Земля вращается вокруг своей оси с определенной скоростью, но зимой находится близко к Солнцу и по орбите движется чуть быстрее, чем летом. Годовое движение Солнца по небу несколько быстрее, чем летом, и, сочетаясь с суточным движением, это и дает такой эффект", - пояснил Куимов.
Орбита Земли, хотя и очень близка к круговой, но имеет заметный эксцентриситет (степень вытянутости эллипса), на ней есть точка, максимально близкая к Солнцу - перигелий, и максимально далекая - афелий. Согласно законам Кеплера, тело, двигающееся по эллиптической орбите, имеет большую скорость в точках, близких к центральному телу.

"Поэтому и получается, что зимой Солнце движется по небосводу чуть-чуть быстрее, а летом чуть-чуть медленнее", - сказал собеседник агентства.
По его словам, Земля находится в перигелии около 3 января, а в афелии - около 3 июля. Дата может на день-два меняться, потому что на расстояние влияет и движение Луны, добавил ученый.

Эллиптичность земной орбиты влияет на климат: когда в северном полушарии зима - Земля ближе к Солнцу, а летом - дальше, что несколько смягчает разницу между сезонами в северном полушарии и несколько увеличивает - в южном.

Из-за возмущений планет через 100 тысяч лет ситуация станет обратной. Точка перигелия совершает примерно один оборот в 200 тысяч лет.
"Разница в расстояниях зимой и летом между Землей и Солнцем - 0,3%-0,4%. Освещенность убывает с квадратом расстояния, и разница уже может достигать 6%, а это уже заметная величина. Приблизительно через 100 тысяч лет эти 6% могут вызвать заметные изменения климата", - сказал астроном.

По его словам, некоторые специалисты считают, что это одна из причин регулярных оледенений, хотя только эта астрономическая причина должна менять климат в разных полушариях разнонаправлено.

Увеличение продолжительности светового дня после зимнего солнцестояния может улучшить психоэмоциональное состояние и самочувствие россиян, сообщили РИА Новости врачи и психологи.

"Свет вообще положительно влияет на эмоциональное состояние, потому что в организме увеличивается количество серотонина, который "отвечает" за чувство радости и счастья. Темнота подавляет выработку этого важного вещества. Увеличение светового дня улучшает эмоциональное состояние человека. А если улучшается эмоциональное состояние, улучшается и самочувствие", - отметил врач-сомнолог Сергей Ярош.

Самочувствие человека зависит от продолжительности светового дня, поскольку внутренние околосуточные биоритмы человека привязаны к чередованию светлого и темного времени суток, считает психотерапевт европейского регистра, кандидат медицинских наук Марк Сандомирский. "Человеку нужна определенная доза света для поддержания адекватного состояния нервной системы. Уменьшение количества дневного света приводит к обострению нервных срывов, психических расстройств", - сказал он.

Также Ярош отметил, что при недостатке света развиваются депрессивные состояния. С недостатком света связаны также сезонные аффективные расстройства, которые проявляются в подавленном состоянии.

Еще одним фактором, нарушающим естественные биоритмы человека, может стать город. Жизнь человека в мегаполисе парадоксальна. Большое количество искусственного света приводит к тому, что организм путается во времени. Такой десинхроноз ведет не только к обострению заболеваний нервной системы, но и всех хронических заболеваний.