Våren kommer med jevndøgn tirsdag, den tidligste på over et århundre

Blue Marble Earth

Dette sammensatte bildet bruker en rekke skår av jordens overflate tatt 4. januar 2012. (Bildekreditt: NASA / NOAA / GSFC / Finland NPP / VIIRS / Norman Kuring)



I store deler av USA har dette vært en uvanlig mild vinter, spesielt for de som bor øst for Mississippi. Ikke få mennesker har bemerket at våren ser ut til å ha kommet tidlig i år. Selvfølgelig, i meteorologisk forstand kan det være sant, men i 2012 vil det også være sant i astronomisk forstand, for i år kommer våren sin første ankomst siden slutten av 1800 -tallet: 1896, for å være nøyaktig.



Vårjevndøgn - den første vårdagen - kommer i morgen (20. mars) kl. 05:14 Universell tid, eller 01:14 EDT. Enda mer spennende er at for dem i tidene i fjellet og Stillehavet, vil jevndøgn faktisk komme i kveld (19. mars).

Astronomer definerer en jevndøgn som det øyeblikket når solen kommer til et av to skjæringspunkter på ekliptikken (solens vei over himmelen) og den himmelske ekvator (jordens ekvator projisert på himmelen). Et slikt skjæringspunkt ligger i vestlige Jomfruen; solen kommer dit 22. eller 23. september, og ser ut til å krysse ekvator fra nord til sør, og markerer begynnelsen på høsten på den nordlige halvkule.



Det andre skjæringspunktet, i østlige Fiskene, er hvor solen vil være i morgen. Solen vandrer nå nord for ekvator, derfor er dette vernal- eller vårjevndøgn. 5:14 UT neste tirsdag vil solen skinne rett over ekvator fra et sted i Det indiske hav, 1.218 km sørøst for Colombo, Sri Lanka. [ Jordens jevndøgn og solverv (infografisk) ]

Hvorfor så tidlig?

Nå er dette kanskje feil. Tross alt, når noen av oss i en viss alder vokste opp, var vårens første dag alltid 21. mars, ikke 20. mars, ikke sant? Nå kommer våren plutselig 20. mars, og som vi nettopp noterte, enda tidligere - 19. mars - for noen.



Er dette uhørt? Ikke hvis du ser på statistikken. Faktisk visste du at i løpet av 1900 -tallet var 21. mars faktisk unntaket fremfor regelen? Vårjevndøgn landet 21. mars bare 36 av 100 år - de fleste av disse anledningene kom i begynnelsen og midten av 1900 -tallet. Men fra 1981 til 2102 feirer amerikanerne begynnelsen av våren senest 20. mars Likevel er for mange 21. mars forankret i kulturen vår som den tradisjonelle første vårdag , selv om det er mer enn 30 år siden det sist skjedde.

Det er noen grunner til at sesongdatoer kan variere fra år til år.

  • Et år er ikke et likt antall dager, og det er heller ikke sesongene. For å prøve å oppnå en verdi så nær som mulig på den eksakte lengden på året, ble vår gregorianske kalender konstruert for å gi en nær tilnærming til det tropiske året, som er den faktiske tiden det tar for jorden å fullføre en bane rundt sol. Det eliminerer sprangdager i århundreår som ikke er jevnt delelig med 400, for eksempel 1700, 1800 og 2100, og årtusenår som kan deles med 4000, for eksempel 8000 og 12000.
  • En annen årsak er at Jordens elliptiske bane endrer orientering i forhold til solen (den skjever seg), noe som får Jordas akse til konstant å peke i en annen retning, kalt presesjon. Siden årstidene er definert som begynnelse med strenge 90-graders intervaller, påvirker disse posisjonsendringene tiden jorden når hvert 90-graders sted i sin bane rundt solen.
  • Tyngdekraften fra de andre planetene påvirker også plasseringen av jorden i sin bane.

De nåværende sesonglengdene for 2012 på den nordlige halvkule er:



Vinter:88,994 dager
Vår:92,758 dager
Sommer:93,651 dager
Høst:89 842

De varme årstidene vår og sommer tilsammen er 7,573 dager lengre enn de kaldere årstidene, høsten og vinteren (gode nyheter for beundrere av varmt vær). Imidlertid reduseres våren for tiden med omtrent ett minutt i året og vinteren med omtrent et halvt minutt per år.

Sommeren får det tapte minuttet fra våren, og høsten får det halve minuttet tapt fra vinteren. Vinteren er den korteste astronomiske sesongen, og med sin sesongvarighet som fortsetter å avta, forventes den å oppnå minimumsverdien - 88,71 dager - med omtrent år 3500.

Ikke lik på jevndøgn

En annen komplikasjon som dreier seg om vårjevndøgn, angår lengden på dag versus natt. Vi har blitt lært at de første dagene vår og høst er dagen og natten lik nøyaktig 12 timer over hele verden. Likevel, hvis du sjekker beregningene gjort av U.S.Naval Observatory eller tabellene for soloppgang/solnedgang i en anerkjent almanakk, vil du oppdage at dette ikke er slik. På dagene vår- og høstjevndøgn er faktisk lengden på dagslys lengre enn mørket med flere minutter.

Ta for eksempel New York City. Som tabellen nedenfor viser, er dager og netter ikke like på jevndøgn, men på Saint Patrick's Day.

Dette diagrammet viser de lokale tidene for soloppgang, solnedgang og total daglengde for New York City, NY i mars 2012.

Dette diagrammet viser de lokale tidene for soloppgang, solnedgang og total daglengde for New York City, NY i mars 2012.(Bildekreditt: demokratija.eu/Joe Rao)

En faktor er at øyeblikkene av soloppgang og solnedgang anses å være når toppen av solen, og ikke midten, er i horisonten. Dette faktum alene ville gjøre tiden for soloppgang og solnedgang litt mer enn 12 timers mellomrom i disse dager. Solens tilsynelatende diameter er omtrent lik en halv grad.

Men hovedårsaken til at dette skjer kan tilskrives atmosfæren vår, som fungerer som en linse og bryter (bøyer) solens lys over kanten av horisonten.

I sine beregninger av soloppgangs- og solnedgangstider bruker U.S.Naval Observatory rutinemessig 34 minutter med lysbue for brytningsvinkelen og 16 minutter med lysbue for halvdiameteren på solskiven. Med andre ord er det geometriske sentrum av solen faktisk 0,83 grader under en flat og uhindret horisont i soloppgangsøyeblikket.

Eller sagt på en annen måte: Når du ser solen enten komme opp over horisonten ved soloppgang eller gå ned under horisonten ved solnedgang, ser du faktisk på en illusjon - solen er egentlig ikke der, men er faktisk under horisonten !

Som et resultat ender vi med å se solen i noen minutter før disken faktisk stiger og i noen minutter etter at den virkelig har gått ned. Takket være atmosfærisk brytning økes lengden på dagslys på en gitt dag med omtrent seks eller syv minutter.

Andre deler av verden

For Europa begynte våren 21. mars i 2007. Det var imidlertid siste gangen frem til 2102.

For steder langt lenger øst, for eksempel Tokyo (ni timer foran Greenwich, England), vil våren falle 21. mars om to av hvert fjerde år fra 2014 til 2023 (2014, 2015, 2018, 2019, etc.) , og deretter hvert fjerde år fra 2027 til 2055. Men så er det det til 2101.

Joe Rao fungerer som instruktør og gjesteforeleser ved Hayden Planetarium i New York. Han skriver om astronomi for The New York Times og andre publikasjoner, og han er også en meteorolog på kameraet for News 12 Westchester, New York.