Почему самый ранний закат не приходится на самый короткий день
Сегодня Солнце может зайти позже, хотя общая продолжительность света все еще сокращается. Это кажется невозможным, только если ожидать, что восход и закат движутся симметрично вокруг неподвижного полудня. Ответ на вопрос «Почему самый ранний закат не приходится на самый короткий день» связан с движением самого полудня.
Одновременно происходят два изменения. В Северном полушарии световой промежуток сокращается до декабрьского солнцестояния, но в эту часть года истинный солнечный полдень также сдвигается на более позднее время по часам. В конце концов сдвиг всего светового промежутка к более позднему времени перевешивает потерю на его вечернем краю. Закат меняет направление до солнцестояния; восход — лишь после него.
Самый короткий день остается самым коротким. Просто от одной даты к следующей его середина не приходится на одно и то же время часов.
Три кривые решают декабрьский парадокс
Представьте на декабрьском календаре три линии: восход, солнечный полдень и закат. Восход наступает все позже. Закат сначала наступает раньше, достигает минимума, а затем тоже сдвигается на более позднее время. Между ними солнечный полдень также смещается вперед.
Продолжительность света — расстояние между линиями восхода и заката. Оно продолжает сужаться до солнцестояния даже после того, как линия заката развернулась. Восход все еще сдвигается позже достаточно быстро, чтобы отнять утром больше света, чем закат добавляет вечером. После солнцестояния промежуток начинает расти, однако восход еще некоторое время может становиться позже, потому что весь интервал продолжает скользить по часам.
Так разделяются три даты, которые в обычной речи часто считают одной:
- самый ранний закат, до декабрьского солнцестояния;
- самый короткий световой промежуток, в солнцестояние; и
- самый поздний восход, после солнцестояния.
На широте около 40° к северу Военно-морская обсерватория США приводит типичные даты около 8 декабря для самого раннего заката и 5 января для самого позднего восхода, а солнцестояние лежит между ними. Широта и местные условия горизонта меняют наблюдаемый результат.
Почему самый ранний закат не приходится на самый короткий день?
Обычные часы ведут среднее солнечное время: они представляют равномерные 24-часовые солнечные сутки и усредняют неравномерное движение Солнца за год. Солнечные часы следуют за истинным Солнцем. Истинные солнечные сутки не всегда равны точно 24 часам обычных часов, поэтому истинный полдень может опережать средний или отставать от него.
Разница называется уравнением времени. Она возникает из двух особенностей земной геометрии. Орбита Земли слегка эксцентрична, поэтому орбитальная скорость меняется. Ось наклонена, поэтому равное движение по видимому годовому пути Солнца не превращается в равное движение вдоль небесного экватора, по которому ведется отсчет времени. Ближе к концу года совокупное действие причин заставляет последовательные солнечные полудни приходить позже по часам.
Зимнее смещение солнечного полудня передвигает восход и закат вместе на более позднее время. Между тем изменение солнечного склонения сокращает промежуток между ними до солнцестояния. Поэтому на закат действуют противоположные силы: световой день сокращается с вечернего края, но весь его промежуток сдвигается на более позднее время. Самый ранний закат наступает, когда эти скорости уравновешиваются, а не тогда, когда световой день достигает минимума.
Это также объясняет, почему до солнцестояния темнеет раньше. Световой промежуток сокращается, и часть сезона это сокращение сильнее более позднего сдвига полудня. Как только сдвиг полудня начинает побеждать у вечерней границы, закаты понемногу идут позже, хотя утро продолжает терять свет.
Дата самого раннего заката в декабре зависит от широты
Единой всемирной даты самого раннего декабрьского заката нет. Таблица Военно-морской обсерватории США для 2026 года, составленная для долготы 0° со стандартным горизонтом и округлением времени до минуты, дает такое сравнение. Даты — приблизительные середины пологих плато в таблице, а не точки разворота с точностью до секунды.
| Северная широта | Самый ранний закат | Самый поздний восход |
|---|---|---|
| 0° | Около 2 ноября | Около 11 февраля |
| 20° | Около 25 ноября | Около 17 января |
| 40° | Около 8 декабря | Около 5 января |
| 60° | Около 16 декабря | Около 28 декабря |
Возле экватора смещение уравнения времени преобладает, потому что продолжительность света меняется мало. На более высоких северных широтах крайние точки теснее сходятся к солнцестоянию, пока полярный день или ночь не сделают обычное сравнение восхода и заката невозможным.
Долгота внутри часового пояса меняет показания, но обычно не их порядок. Холмы, здания и неровный горизонт тоже могут передвинуть наблюдаемое время самого раннего или самого позднего заката. Опубликованные времена альманаха обычно предполагают стандартный горизонт и условную модель атмосферной рефракции.
Правила летнего времени могут также скачком передвинуть все показанные времена на час. Это изменение гражданских часов, а не солнечной геометрии; отдельно его рассматривает статья почему мы переводим часы.
Когда вечера начинают становиться светлее?
Если «светлее» означает более поздний закат в таблице, ответ — день после самого раннего заката в вашем месте с учетом округления. Во многих местах средних северных широт это первая половина декабря. Событие может наступить примерно за две недели до солнцестояния, но местный астрономический альманах надежнее лозунга.
Если «светлее» означает больше света за весь день, подождите, пока не пройдет декабрьское солнцестояние. Это разные вопросы. Несколько дней закат может становиться позже, хотя самый поздний январский восход еще приближается. Вечерняя прибавка меньше утренней потери, поэтому весь световой промежуток продолжает сокращаться; после солнцестояния утренняя потеря на время может стать меньше вечерней прибавки.
Таблицы с округлением до минуты могут показывать одно время заката для нескольких дат. Реальное астрономическое изменение непрерывно, но показание только часов и минут превращает пологую кривую в короткое плато. Погода тоже может скрыть изменение. Сравнивайте расчетные времена за две недели, а не судите по одной пасмурной поездке.
Различие напоминает другой календарный сюрприз: день и ночь не вполне равны в большинство дат равноденствия. Названное астрономическое мгновение и местная таблица восхода отвечают на связанные, но не одинаковые вопросы.
У лета есть зеркальная, но более тихая версия
Около июньского солнцестояния в Северном полушарии порядок обращается. Самый ранний восход обычно предшествует самому длинному дню, а самый поздний закат следует за ним. Световой промежуток снова достигает крайнего значения в солнцестояние, пока положение солнечного полудня на часах продолжает смещаться.
По данным Военно-морской обсерватории, летнее разделение обычно менее заметно, чем зимнее. Две причины в июне сочетаются с другой силой и ритмом. К югу от экватора поменяйте сезонные названия: декабрь дает рисунок самого длинного дня, а июнь — самого короткого.
Все это не меняет определение солнцестояния. Это мгновение, когда Солнце достигает крайнего склонения, как объясняет статья равноденствие и солнцестояние. «Самый короткий день» означает минимальный промежуток от восхода до заката в месте зимнего полушария. «Самый ранний закат» означает одну границу этого промежутка, измеренную гражданским временем. Разным крайним значениям необязательно приходиться на одну дату.
Day 4 не публикует местное время заката и не вычисляет эту точку разворота. Счет священного года привязан к мартовскому равноденствию в канонической таблице — это другое применение той же геометрии Солнца и Земли в масштабе целого дня, а не минут местного времени.
Частые вопросы
Почему самый ранний закат бывает за несколько недель до зимнего солнцестояния?
Световой день продолжает сокращаться до солнцестояния, но в начале зимы истинный солнечный полдень сдвигается вперед по часам. Закат зависит от обоих изменений. Когда более поздний сдвиг всего светового промежутка становится больше сокращения его вечерней стороны, закат начинает идти позже. Примерно на широте 40° к северу равновесие часто наступает примерно за две недели до солнцестояния, но единой даты для всех мест нет.
Почему самый поздний восход бывает в начале января?
После декабрьского солнцестояния общая продолжительность света начинает расти, но световой промежуток еще может сдвигаться вперед по часам. Некоторое время этот сдвиг переносит восход на более позднее время быстрее, чем удлинение дня сдвигает его к раннему. На многих средних северных широтах равновесие меняется в начале января. Местную дату в таблице определяют широта, горизонт и округление.
Когда вечера на самом деле начинают становиться длиннее?
Вечера начинают получать время по часам сразу после местного самого раннего заката. Во многих местах средних широт Северного полушария это происходит в начале или середине декабря, до солнцестояния. Общая продолжительность света начинает расти только после солнцестояния. Пользуйтесь альманахом для своего места: широта меняет дату, а округленные до минуты таблицы могут показывать многодневное равенство.
Происходит ли то же самое около летнего солнцестояния?
Да, но утренняя и вечерняя роли отражаются зеркально. В Северном полушарии самый ранний восход обычно предшествует июньскому солнцестоянию, а самый поздний закат следует за ним. Эффект обычно меньше декабрьского разделения. В Южном полушарии сезонные названия обращаются, потому что там декабрь — летнее солнцестояние, а июнь — зимнее.
Источники:
- Годовые таблицы восхода и заката Военно-морской обсерватории США
- Военно-морская обсерватория США об уравнении времени
- Уравнения солнечных расчетов NOAA
Следите за всеми тремя кривыми, а не только за закатом. Кажущееся противоречие исчезает, как только полудню разрешают двигаться.
