Що відбувається під час зимового сонцестояння? Чому цей день є найкоротшим днем у році, з найменшою кількістю годин світлового дня? Давайте з’ясовувати.
У Північній півкулі зимове сонцестояння припадає на 21 або 22 грудня щороку.
Зимове сонцестояння сповіщає про астрономічний початок зими і відзначає день з найкоротшою тривалістю світлового дня в році. Але що стоїть за найкоротшим днем і найдовшою ніччю з наукової точки зору?
Зимове сонцестояння – як і всі чотири пори року – відбувається тому, що Земля нахилена під кутом близько 23,5 градусів відносно Сонця. Замість того, щоб обертатися по прямій осі, наша планета “трохи нахилена”.
Цей нахил означає, що Північна і Південна півкулі отримують різну кількість сонячного світла, і кількість світла, яку отримує кожна півкуля, змінюється протягом року, коли наша планета рухається навколо Сонця – саме тому ми відчуваємо пори року. Більша частина Північної півкулі отримує мало денного світла в зимові місяці, в той час як Південна півкуля відчуває протилежне – насолоджується літом під час зими Північної півкулі і витримує зиму так само, як Північна півкуля ніжиться влітку.
Але хоча зимове сонцестояння в Північній півкулі триває цілий день, воно відбувається в одну мить, коли Північний полюс знаходиться в найдальшому нахилі від Сонця на 23,5 градуса. Таке положення залишає Північний полюс поза зоною досяжності Сонця, занурюючи його в повну темряву.
У Південній півкулі цей момент ознаменує літнє сонцестояння, або день цього року з найбільшою кількістю світлових годин, оскільки Південний полюс буде нахилений до сонця і матиме більше сонячного освітлення. Зимове сонцестояння – це коли Північний полюс повністю оповитий темрявою, а Південний полюс повністю світлий – там все навпаки, тобто там літо.
Що відбувається з сонцем у день зимового сонцестояння
Під час зимового сонцестояння у грудні сонячні години стають тим коротшими, чим далі на північ у Північній півкулі. Жителі цієї півкулі можуть помітити, що сонце не так високо в небі, навіть опівдні.
У день рівнодення – два дні в році, коли обидві півкулі мають однакову кількість денного і нічного світла – сонце опівдні з’являється прямо над головою, на висоті 90 градусів над екватором. Але в день північного зимового сонцестояння полуденне сонце з’являється прямо над головою на нижчій широті: тропік Козерога, який знаходиться приблизно на 23,5 градуса на південь від екватора і проходить через Австралію, Чилі, південну Бразилію і північ Південної Африки. Тропік Козерога – це найпівденніша широта, на якій опівдні сонце може з’являтися прямо над головою.
Оскільки сонце досягає зеніту опівдні на такій південній широті, на більш високих північних широтах сонце ледь-ледь піднімається над горизонтом і знову заходить.
Чому дата зимового сонцестояння змінюється?
Щороку зимове сонцестояння в Північній півкулі припадає на один з двох днів: 21 або 22 грудня. У Південній півкулі зимове сонцестояння відбувається 20 або 21 червня.
Дата змінюється через те, що григоріанський календар має 365 днів, до яких додається додатковий високосний день у лютому кожні чотири роки. Насправді ж орбіта Землі навколо Сонця триває 365,25 днів. Через цю розбіжність зимове сонцестояння не завжди припадає на один і той самий день.
Відстань землі від сонця
У деяких частинах Північної півкулі взимку буває так холодно, що можна подумати, ніби Земля в цей час знаходиться далі від Сонця. Насправді все зовсім навпаки. У Північній півкулі зима настає тоді, коли ми найближче до Сонця.
За даними НАСА, в середньому Земля знаходиться на відстані близько 150 мільйонів кілометрів від Сонця. Найближче до Сонця, або в перигелії, Земля буде об 02:38 ранку 3 січня 2024 року, коли вона перебуватиме на відстані 147 098 924 км від Сонця.
Найдалі від Сонця, або в афелії, Земля перебуватиме о 08:06 5 липня 2024 року, коли вона буде на відстані 152 093 250 км від нашого світила.
| Рік | Перигелій | Відстань | Афелій | Відстань |
| 2024 | 3 Січень 2024 p. 2:38 | 147 100 632 км | 5 Липень 2024 p. 8:06 | 152 099 968 км |
| 2025 | 4 Січень 2025 p. 15:28 | 147 103 686 км | 3 Липень 2025 p. 22:54 | 152 087 738 км |
| 2026 | 3 Січень 2026 p. 19:15 | 147 099 894 км | 6 Липень 2026 p. 20:30 | 152 087 774 км |
| 2027 | 3 Січень 2027 p. 4:32 | 147 104 592 км | 5 Липень 2027 p. 8:05 | 152 100 481 км |
Скільки триває зима?
Астрономічно, або відповідно до сонцестоянь і рівнодень, зима починається в день зимового сонцестояння і закінчується в день весняного рівнодення. Отже, зима в Північній півкулі триває з 21 або 22 грудня до 19, 20 або 21 березня. Оскільки Земля має овальну або еліптичну орбіту, пори року не однакові за тривалістю; зима триває в середньому 89 днів у Північній півкулі і в середньому 93,6 днів у Південній півкулі.
З метеорологічної точки зору (з точки зору клімату), в Україні зима триває з 1 грудня по 28 або 29 лютого, які зазвичай є холодними місяцями на більшій частині країни.
Використовуючи це визначення, зима триває 89 або 90 днів.
Що означає сонцестояння?
За кілька днів до і після сонцестояння шлях сонця по небу виглядає настільки схожим, що здається, ніби воно проходить один і той самий шлях щодня – звідси і назва “сонцестояння”, що в перекладі з латини означає “сонце стоїть на місці”. Насправді це не так; шлях Сонця в ці дні дещо відрізняється, але це важко помітити без сучасних приладів.
Чому зимове сонцестояння не є найхолоднішим днем?
Якщо в Північній півкулі під час зимового сонцестояння так мало сонячного світла, чому це не найхолодніший день у році?
Найбільш інтуїтивний спосіб зрозуміти це полягає в тому, що потрібен час, щоб все охололо. Сонце отримує менше випромінювання, менше тепла на Землю. Потрібно багато часу, щоб Земля і океани випромінювали всю цю енергію і охололи від нестачі сонячного світла.
Після того, як суша та океани охолонуть, можуть знадобитися тижні або місяці, щоб знову нагрітися. Після зимового сонцестояння дні в Північній півкулі починають ставати довшими. Але сонце все ще не світить так довго, як влітку; наприклад, у північних середніх широтах протягом наступних тижнів після сонцестояння спостерігається близько 9 годин денного світла, порівняно з приблизно 15 годинами щоденного сонячного світла, які вони отримують під час літнього сонцестояння. Крім того, Північна півкуля все ще нахилена від сонця, що робить її прохолодною.
Коли зимове сонцестояння?
| Рік | Дата та час |
| 2023 | 22 грудня, 5:27 |
| 2024 | 21 грудня, 11:20 |
| 2025 | 21 грудня, 17:03 |
Святкування зимового сонцестояння
Багато культур визнавали зимове сонцестояння. Найвідоміше доісторичне місце, пов’язане з сонцестоянням, знаходиться в Стоунхенджі в Англії. Коли сонце сідає в найкоротший день року, сонячні промені вирівнюються з центральним Вівтарним каменем Стоунхенджа і Каменем забою, які, можливо, мали духовне значення для людей, що побудували пам’ятник.
На мексиканському півострові Юкатан у стародавньому мурованому місті майя Тулум також є споруда на честь сонцестояння. Коли сонце сходить під час зимового та літнього сонцестояння, його промені просвічують крізь невеликий отвір на вершині однієї з кам’яних будівель, що створює ефект зорепаду.
Джерела:
- weather.gov: Earth Seasons – Equinoxes and Solstices – 2023-2026
- PacIOOS: Tropic of Capricorn
- timeanddate.com: Perihelion and Aphelion
- timeanddate.com: Winter Solstice: When Does Winter Start?
