بمناسبة بدء الانقلاب الشتوي اليوم، الدكتورة نادية جولدوفسكي - مسؤولة قياسات الوقت والتردد في مختبر الفيزياء الوطني بوزارة الاقتصاد والصناعة - توضح كيفية الحساب الدقيق لموعد حدوث الانقلاب
اليوم الأول من فصل الشتاء (الانقلاب الشتوي أو انقلاب ديسمبر) هو عندما تكون الشمس في أقصى موقعها الجنوبي فوق دائرة الجدي مباشرة.
يبدأ الشتاء الفلكي في أوقات مختلفة حول الأرض بسبب اختلاف المناطق الزمنية. تلك الواقعة غرب خط الطول الصفر – غرينتش ستبدأ فصل الشتاء مبكراً عن الدول الواقعة شرق هذا الخط. وبحسب الحاسبات الفلكية، سيبدأ فصل الشتاء اليوم 21 ديسمبر 2021، عند حوالي عشر دقائق من منتصف الليل. (23:48 مساءً للمشاهدين من وسط إسرائيل)
فصل الشتاء الفلكي والأرصاد الجوية
الشتاء يتم تحديد الفلك من خلال تغير موقع الأرض بالنسبة للشمس مما يعطينا الانقلابات والاعتدالات. تحدث الفصول بسبب ميل الأرض حول محورها بمقدار 23.5 درجة. ولا يتغير ميل الأرض أثناء دورانها حول الشمس، لذلك يميل نصف الكرة الشمالي نحو الشمس في يونيو ويبتعد عنها في ديسمبر.
فعندما تكون الشمس فوق خط الاستواء يحدث الاعتدالان، وعندما تكون الشمس فوق دائرة السرطان في أقصى موضعها الشمالي يحدث الانقلاب الصيفي، وفي المقابل يحدث الانقلاب الصيفي عندما تكون الشمس فوق أقصى موضع جنوبي في مجموعة الشمس. برج الجدي، يحدث الانقلاب الشتوي.
يحدث الانقلاب الشتوي في نصف الكرة الشمالي في الفترة من 20 إلى 23 ديسمبر، يليه الاعتدال الربيعي من 19 إلى 21 مارس، والانقلاب الصيفي من 20 إلى 22 يونيو، وأخيرًا الاعتدال الخريفي من 21 إلى 23 سبتمبر. تستخدم الولايات المتحدة ومعظم أمريكا الشمالية وأوروبا والعديد من البلدان في نصف الكرة الشمالي تعريف الشتاء الفلكي لتحديد متى يبدأ فصل الشتاء رسميًا وينتهي.
الشتاء الأرصاد الجوية تحددها دورات درجة الحرارة السنوية والتقويم. يبدأ فصل الشتاء الجوي في 1 ديسمبر في نصف الكرة الشمالي ويستمر لمدة 3 أشهر (ديسمبر ويناير وفبراير) مع فصل الربيع (مارس وأبريل ومايو) وموسم الصيف (يونيو ويوليو وأغسطس) وأخيرا فصل الخريف (سبتمبر وأكتوبر ونوفمبر). تستخدم أستراليا ونيوزيلندا في نصف الكرة الجنوبي فصل الشتاء للأرصاد الجوية، أي في يونيو ويوليو وأغسطس لتحديد فصل الشتاء.
إلا أن التعريف الدقيق لمفهوم فصل الشتاء يختلف من بلد إلى آخر حسب مناخه الخاص. ويبدو الآن أن الأمر سيتغير أيضاً تبعاً لتأثيرات أزمة المناخ. على الرغم من أن الأرض لن تتحرك أبعد أو أقرب إلى الشمس، إلا أنها سوف تصبح أكثر سخونة. في إسرائيل، على سبيل المثال، يقدرون ذلك أتمنى أن يقصر فصل الشتاء وتزداد وتتضاعف الظواهر الجوية القاسية مثل عاصفة الكرمل التي نعيشها.
غدا 21 ديسمبر هو أقصر يوم في السنة. وفي هذا اليوم يكون اليوم أحلك، أي أن ساعات الظلام أكثر من ساعات النهار. في مثل هذا اليوم يبدأ فصل الشتاء في نصف الكرة الشمالي.
ابتداءً من 21 ديسمبر، يبدأ طول النهار في نصف الكرة الشمالي ويصبح الليل أقصر. وفي هذا اليوم تكون الشمس أيضًا في أدنى مستوياتها خلال العام. أما في نصف الكرة الجنوبي، فيحدث العكس تماماً، فمن هذا اليوم يصبح اليوم أطول، والأيام تصبح أقصر فأقصر.
وفي أقصر يوم في السنة يوم 21 ديسمبر تبلغ مدة النهار 10 ساعات و3 دقائق، وفي أطول يوم في السنة يوم 21 يونيو تبلغ مدة النهار 14 ساعة و14 دقيقة.
"أقصر يوم في السنة" سمي بذلك لأن عدد ساعات الضوء أقل، فالنهار هو الأقصر والليل هو الأطول في السنة.
ما هي أيام الانقلاب؟
الدكتور نادية جولدوفسكي - مسؤول قياسات الزمن والتردد في مختبر الفيزياء الوطني بوزارة الاقتصاد والصناعة، يوضح:
نعلم اليوم أن الأرض تدور حول الشمس، وحول نفسها على محور ثابت - لذلك يواجه القطب الشمالي دائمًا النجم الشمالي، الذي يقع خارج المجموعة الشمسية. لذلك، في مدار الأرض حول الشمس، على أحد جانبيها، يميل نصف الكرة الشمالي نحو الشمس (الشكلان 1 و2) وبالتالي يتلقى إشعاعًا مباشرًا، مما يؤدي إلى تسخينه كثيرًا. هذه هي أيام الصيف في نصف الكرة الشمالي. من ناحية أخرى، على طول مساره حول الشمس، على الجانب الآخر منه، يميل نصف الكرة الشمالي في الاتجاه المعاكس للشمس، وبالتالي يتلقى كثافة إشعاع أقل. هذه هي أيام الشتاء في نصف الكرة الشمالي. يؤثر ميل الأرض أيضًا على مقدار الوقت الذي يكون فيه الضوء في اليوم، وبالتالي تكون الأيام أطول في الصيف وأقصر في الشتاء.
طول اليوم لا يتغير، ما نخسره أو نكسبه (في الشتاء أو الصيف على التوالي) هو ساعات من ضوء الشمس. في فصل الشتاء، نحصل على أقل كمية من ضوء الشمس خلال العام في هذا اليوم.
لفهم الانقلابات الشتوية والصيفية، نحتاج إلى فهم حقيقة أساسية - يميل محور دوران الأرض بنحو 23.5 درجة مقارنة بمستوى مدارها حول الشمس (انظر الشكلين 1 و2).
يمكن رؤية موقع الأرض بالنسبة للشمس في يومي الانقلاب في الصورة 2. في شهر ديسمبر، يكتسب نصف الكرة الشمالي ساعات أقل من الضوء، وأيضًا عند زاوية أقل للشمس، وبالتالي تكون هناك الذروة الشتاء، والعكس صحيح في نصف الكرة الجنوبي. وفي يونيو ينعكس الوضع.
وبحسب التقسيم الفلكي إلى الفصول، فإن كل فصل يبدأ وينتهي بالضبط في اليوم الذي يحدث فيه الانقلاب أو الاعتدال. الاعتدالات هي بداية الفصول "الانتقالية" - الربيع والخريف. وبحسب شعبة الأرصاد الجوية، فإن الموسم يبدأ في بداية الشهر عند حدوث إحدى نقطتي الانقلاب أو أحد الاعتدالين. عند الاعتدالين، يتساوى محررو النهار والليل، ويحدث ذلك في 21 مارس و21 سبتمبر.
لفهم الموضوع بشكل أفضل، فيما يلي رسوم بيانية لأطوال النهار والليل في تل أبيب وستوكهولم.
الرسم البياني 1. طول اليوم (من شروق الشمس إلى غروبها) في تل أبيب مقارنة باستوكهولم.
ويمكنك أن ترى من خلال الرسوم البيانية أن أقصر يوم هو يوم 21 ديسمبر وهو 10 ساعات في تل أبيب و6 ساعات فقط في ستوكهولم. أطول يوم هو يوم 21 يونيو ويصل إلى أكثر من 14 ساعة في تل أبيب وأكثر من 16 ساعة من الضوء في ستوكهولم. وفي اعتدالي 21 مارس و21 سبتمبر، يبلغ طول اليوم 12 ساعة في كل من تل أبيب وستوكهولم.
تختلف أوقات شروق الشمس وغروبها في الصيف والشتاء في كلتا المدينتين بشكل كبير. ومن ناحية أخرى، عند نقاط الاعتدال، يكون لكلا المدينتين نفس أوقات شروق الشمس وغروبها.
רأو أيضاً مقابلة مع الدكتورة نادية جولدوفسكي حول استخدام الساعات الذرية في المختبر الذي ترأسه.
