Dziś, 21 grudnia 2024, dokładnie o godzinie 10:20 czasu środkowoeuropejskiego nastąpiło przesilenie zimowe, czyli początek astronomicznej zimy ; a w praktyce, najkrótszy dzień w roku, w którym słońce w południe góruje w zenicie dokladnie nad Zwrotnikiem Koziorożca na południowej półkuli Ziemi. Ale co roku zwrotnik przesuwa się nieco...
Zwrotniki to równoleżniki o takiej szerokości geodezyjnej, której wartość kątowa jest taka sama, jak kąt o jaki odchylona jest oś obrotu Ziemi od pionu, względem płaszczyzny orbity okołosłonecznej. Rzecz tylko w tym, że oś Ziemi nie ma stałego nachylenia, a w dodatku zmienia się jej orientacja względem bryły fizycznej planety. W momencie tegorocznego przesilenia zimowego kąt nachylenia osi Ziemi wynosi dokładnie 23°26'18,389" co oznacza, że Zwrotnik Koziorożca ma szerokość geodezyjną 23°26'18,389" S. Drugim, znacznie subtelniejszym czynnikiem, mającym wpływ na położenie zwrotnika (a także całej siatki współrzędnych geodezyjnych elipsoidalnych) jest chybotanie osi ziemskiej względem jej fizycznej bryły - chybotanie Chandlera.
Okazuje się bowiem, że w efekcie tego drugiego zjawiska bieguny rzeczywiste wędrują po powierzchni Ziemi kreśląc spiralę o zmiennej średnicy (do 21 metrów) tuż obok biegunów geodezyjnych ITRF, czyli tych, które wskazał by odbiornik satelitarny GNSS . W momencie przesilenia zimowego rzeczywisty biegun północny leżał 10,70 metra od bieguna ITRF na południku 61°46'58" W. Z tego wynika, że Zwrotnik Koziorożca w Ameryce południowej (na południku 61°46'58" W) leżeć będzie o 0,348" dalej na południe, niż to wynika z samego kąta nachylenia osi Ziemi: analogicznie, po drugiej stronie Ziemi, na południku 118°13'02" E, przebiegać będzie o 0,348" dalej na północ o swojej geodezyjnej pozycji.
Uśredniony zwrotnik , nawet ten czysto geodezyjny, również wędruje z uwagi na niestałość kąta nachylenia osi Ziemi. Ta bowiem, w cyklu głownym o okresie 18,6 roku, waha się w zakresie ±9,21" co odpowiada w terenie pasowi o szerokości aż 560 metrów! Jest to zjawisko nutacji osi, wynikające z wpływu grawitacyjnego Księżyca i zmian orientacji jego orbity względem osi Ziemi. Ale nawet uśredniony kąt nachylenia osi Ziemi systematycznie maleje o 0,47" rocznie, czego efektem jest przybliżanie się zwrotników do równika o 14,3 metra rocznie w terenie. Tak samo z resztą dzieje się z kołami podbiegunowymi...
A żeby było jeszcze ciekawiej, to w dniu przesilenia zimowego - choć faktycznie najkrótszym w roku - słońce wcale nie wschodzi najpóźniej w roku, ani też nie zachodzi najwcześniej! Jak to możliwe? W Krakowie dzień 21 grudnia 2024 trwa jedynie 8 godzin 3 minuty i 48 sekund (tak czysto teoretycznie, bo pomijam wpływ pogody i topografii): słońce wzeszło o godzinie 0737 a zajdzie o godzinie 1525. Rzecz tylko w tym, że najpóźniejszy wschód słońca w roku na krakowskim niebie nastąpi dopiero 31 grudnia, o godzinie 0704, zaś najwcześniejszy zachód słońca miał już miejsce 11 grudnia, o godzinie 1558. O co tu chodzi!?
Jest to efekt eliptyczności orbity Ziemi wokół Słońca , przez co raz Ziemia na orbicie przyspiesza ("spadając" ku Słońcu i najbliższemu punktowi orbity - peryhelium - wypadającym 3 stycznia), a raz zwalnia (zbliżając się do najdalszego punktu, aphelium, 5 lipca). To wpływa na orientację osi względem słońca i przesuwa moment prawdziwego południa słonecznego względem czasu uśrednionego nawet o 19 minut, co opisuje tzw. równanie czasu a prezentuje wykres w kształcie "8", zwany analemmą; kształt ten kreśli słońce w rzeczywiste południe, obserwowane co dnia przez cały rok.
Jak widać, początek astronomicznej zimy jest nie tylko mało zimowy, ale generalnie bardzo nieoczywisty...
#ciekawostki #latonapierdalaj
przekleiłem z fb
