Скажите пожалуйста, куда выходят окна вашего дома?
Будит ли вас солнце по утрам, пробиваясь лучами в окно?
Или солнце провожает вечер ласковыми лучами, мягко отражаясь в окнах вашего дома?
Конечно, знакомая нам картина восхода и захода солнца зависит от того, на какую сторону выходят окна нашего дома. Если не брать во внимание, пасмурную погоду когда солнца попросту не видно, то встреча солнца на рассвете и провожание его на закате происходит регулярно два раза в сутки - утром и вечером.
Пример: Проведите по картинке мышкой слева направо.
Немного сложновато?
Тогда сюда: Время суток для детей +3 до>7
Что такое время суток.
Сутки - это цикл времени, в течении которого солнце поднимаясь с востока проходит по небосклону и заходит на западе, затем, когда на нашей половине земли наступает ночь, солнце проходит оборот с другой части планеты и вновь восходит со стороны востока.
Сутки длятся ровно 24 часа. Каждый час состоит из 60 минут. Каждая минута из 60 секунд. Соответственно, сутки = 24 часа = 1440 минут = 86 400 секунд. Для удобства обозначения времени применяют два формата:
- 12-ти часовой формат времени - время до полудня от 0 часов 00 минут до 11 часов 59 минут (a.m.) и послеполуденное время от 12 часов 00 минут до 11 часов 59 минут (p.m.). такой формат времени установлен в Англии, Ирландии, Франции, Греции, Турции, также применяется Австралии, Канаде, США и на Филиппинах.
- 24 часовой формат времени - от 0 часов 00 минут до 23 часов 59 минут . Наиболее распространенный формат времени применяемый в России и во многих других странах мира.
Как происходит смена дня и ночи на земле
Помимо вращения земли вокруг солнца (календарный год) земной шар вращается вокруг своей оси. Полный оборот вокруг своей оси происходит за 24 часа, которые называют сутками.
При этом находясь на поверхности Земли мы не ощущаем движения земного шара, а лишь можем наблюдать его, исходя из видимого перемещения солнца, звезд, относительно Земли.
Условно, время суток делится на несколько частей:
- Утро - начинается с рассвета неба на его восточной части и восхода солнца из-за горизонта.
- День - движение солнца по небосклону с востока на запад.
- Вечер - заход солнца на западе неба и постепенно утихающие цвета заката.
- Ночь - темное время суток. В это время солнце проходит с другой стороны земного шара относительно нас.
Так как Земля состоит из континентов, находящихся по обе стороны земного шара, то время суток в кажой части Земли разное. Так если Нью-Йорке еще длится ночь, то в Лондоне уже наступило утро, в Москве разгар дня полдень, а в Петропавловск-Камчатском уже вечер.
Что интересно, еще недавно считалось, что движение земного шара вокруг оси равномерно, однако, позже ученые высчитали неточности и оказалось, что неравномерность во вращении все же присутствует. Эти неравномерности связаны с небольшим колебанием земного шара при вращении (условно покачивание Земли, в терминологии - нутация), но эти изменения столь малы (менее 0.001 с), что в составлении календаря не учитываются.
Изменение времени суток
Смену дня и ночи пробовало запечатлеть немало фотографов. делая много снимков подряд из одного положения можно было проследить плавное перемещение солнца по небу, увидеть движение звезд, получить прекрасные видео ролики восхода и захода солнца. Особенности цейтраферной съемки, это когда фотокамера установленная на штатив в неподвижном положении в течении длительного промежутка делает ряд фотоснимков с определенными промежутками времени.
Если длительность суток постоянна, то продолжительность составных частей времени суток меняется в зависимости от времени года. Это связанно с наклоном земли и движением вокруг солнца по эллипсовидной траектории. Так летом световой день длится дольше ночи, а зимой наоборот, ночь длиннее дня.
При этом в разных частях земного шара длительность дня и ночи разная. Например, в Крыму летом вечереет быстро, ночь темная, а в Санкт-Петербурге июнь славен "белыми ночами", солнце недалеко садится за линию горизонта и поэтому ночи кажутся светлыми.
Разное время суток и выглядит и воспринимается по разному. Это связанно и с биологическими (внутренними) часами по которым человек привык жить (день - бодрствование, ночь - сон) и с разнообразием контраста цвета, а также с настроением. К утру прибавляется сил, день проходит в учебе, делах, работе, а вечер усталость, постепенный отход от дел, отдых и сон.
Смена времени суток была нарисована художником Николаем Петровичем Крымовым в учебном пейзаже под названием "Изменение в пейзаже по тону и цвету в разное время суток".
Для пейзажа был выбран несложный мотив - домик у леса, диагонально ведущая тропинка, придающая объем картине, поле и небо, иногда в поле зрения попадали проходившие по тропинке люди, что придавало картине живость. Пейзаж был запечатлен 9 раз в разное время суток, где художник наглядно показал, как изменяется пейзаж, цвета и краски на рассвете утром, при перемещении тени от солнца днем, при закате вечером и ночью.
Под ритм смены времени суток подстраивается весь растительный и живой мир природы. Утром растения распускаются, вечером бутоны закрываются. Под смену времени суток подстраивается и мир человека. Наиболее распространенный график работы, расписание уроков, работа образовательных учреждений и развлекательных центров и даже программа радио и телевидения составляется в зависимости от времени суток.
С приходом очередного времени года (сезона) изменяется продолжительность светового дня и погода. Летние дни длиннее и теплее, зимние - короче и холоднее. На протяжении года разные сезоны приносят в окружающий нас мир перемены. Положение созвездий на ночном небе ежедневно меняется. Звезды, которые ты наблюдаешь летом, совсем не те, которые ты видишь зимой.
Весной, после коротких зимних дней, солнце начинает все выше подниматься над горизонтом и день ото дня все дольше задерживается в небе. Лето - самое теплое время года. Чем выше солнце над горизонтом, тем сильнее согревающий эффект его лучей. Осенью дни снова становятся короче, многие деревья роняют листья, и чем ближе зима, тем погода прохладнее.
Вблизи экватора продолжительность светового дня за год не слишком меняется, там всегда жарко. Однако количество дождей в разное время года выпадает не одинаковое. В некоторых тропических регионах есть только два сезона: влажный (дождливый) и сухой. Сезонные изменения тем значительнее, чем дальше мы от экватора. Вблизи полюсов разница в продолжительности светового дня зимой и летом огромна, но настоящего тепла там никогда не бывает, поскольку солнце даже в разгар лета стоит низко над горизонтом.
Смена времен года:
Земле нужен год, чтобы совершить путь вокруг Солнца. Смена времен года происходит из-за того, что ось Земли (воображаемая линия, проведенная через Северный и Южный полюса) наклонена по отношению к ее орбите (пути вокруг Солнца) под углом 23 1/2 °. В период приблизительно с 21 марта по 21 сентября Северный полюс смотрит в направлении Солнца и в Северном полушарии стоит весна, сменяющаяся летом. В то же время Южный полюс находится дальше от Солнца. С сентября по март - наоборот. В это время в Северном полушарии стоят осень и зима, а в южном - весна и лето.
Ежегодно 21 марта и 23 сентября (или вблизи этих дат) повсюду в мире количество часов дневного света и темноты оказывается одинаковым. Эти дни называют весенним и осенним равноденствием. В полдень в дни равноденствия в местах, расположенных на экваторе, солнце находится строго вертикально (отвесно) над головой. Дни, в которые количество часов светового дня в сутках наибольшее или наименьшее, называют летним и зимним солнцестоянием. Это 22 июня и 22 декабря (или сутки до и после этих дней).
Полярный день:
В полярных областях солнце в середине лета много дней и даже недель не заходит за линию горизонта. Это явление называют полярным днем. Зимой солнце совсем не восходит над горизонтом. Это полярная ночь. Такой эффект объясняют наклоном земной оси. Территории с полярным днем и полярной ночью расположены внутри Северного и Южного полярных кругов. В Антарктиде нет постоянного населения, но людям, живущим в пределах Северного полярного круга, приходится адаптироваться (привыкать) к продолжительным периодам непрерывного дня или ночи.
Польза и необходимость солнечного света для человеческого организма не подвергается сомнению. Любому из нас известно, что без него невозможно существование. Зимой все мы испытываем более или менее сильный его дефицит, что отрицательно сказывается на самочувствии и подрывает без того нестойкий иммунитет.
Что происходит со световым днем
С наступлением холодного сезона световой день, продолжительность которого стремительно уменьшается, все больше уступает права. Ночи делаются длиннее и длиннее, а дни, наоборот - короче. После периода зимнего равноденствия ситуация начинает меняться в обратную сторону, чего большинство из нас ждет с нетерпением. Множество людей желает точно ориентироваться в продолжительности светового дня в настоящее время и в ближайшей перспективе.
Как известно, количество световых часов в сутках начинает увеличиваться по окончании периода так называемого зимнего солнцестояния. На его пике ежегодно бывает зафиксирован световой день, продолжительность которого самая низкая. С научной точки зрения объяснение состоит в нахождении солнца именно в это время в наиболее отдаленной точке орбиты нашей планеты. Влияние на это оказывает эллиптическая (то есть вытянутая) форма орбиты.
В северном полушарии бывает в декабре и приходится на 21-22 число. Небольшое смещение данной даты зависит от динамики Луны и сдвигов в високосные годы. В то же самое время южное полушарие переживает обратный период летнего солнцестояния.
Световой день: продолжительность, сроки
За несколько дней до и после даты каждого солнцестояния дневное светило не меняет своего положения. Лишь через два или три дня по завершении самых темных суток светлый промежуток начинает понемногу увеличиваться. Причем вначале этот процесс практически не виден, так как прибавление происходит всего лишь на несколько минут в день. В дальнейшем начинает светлеть быстрее, объясняется это возрастанием скорости солнечного вращения.
Фактически увеличение продолжительности светового дня в северном полушарии Земли начинается не ранее 24-25 декабря, и происходит оно до самой даты летнего солнцестояния. Этот день поочередно приходится на один из трех: с 20 по 22 июня. Увеличение светового дня оказывает заметный положительный эффект на состояние здоровья людей.
По мнению астрономов, зимним солнцестоянием считается момент достижения солнцем самой наименьшей угловой высоты над уровнем горизонта. После него в течение нескольких может начинать свой восход даже чуть позже (на несколько минут). Рост продолжительности светового дня наблюдается вечерами и совершается за счет все более позднего заката.
Отчего так бывает
Данный эффект также объясняется увеличением скорости движения Земли. Убедиться в этом можно, взглянув на таблицу, где отражены солнечные восходы и заходы. Как говорят астрономы, день прибавляется вечером, а неравномерно с обеих сторон. График продолжительности светового дня дает наглядное представление о динамике этого процесса.
Ежедневно закат сдвигается на несколько минут. Точные данные легко проследить по соответствующим таблицам и календарям. Как поясняют ученые, эффект этот вызван сочетанием суточного и годового движений солнца по небу, которое зимой чуть скорее, чем летом. В свою очередь, вызвано это тем, что, обращаясь с постоянной скоростью вокруг собственной оси, Земля в зимнее время расположена ближе к Солнцу и двигается по орбите вокруг него чуть-чуть быстрее.
Эллипсообразная орбита, по которой перемещается наша планета, обладает ярко выраженным эксцентриситетом. Данный термин обозначает величину вытянутости эллипса. Максимально приближенная к Солнцу точка данного эксцентриситета именуется перигелием, а самая отдаленная - афелием.
Утверждают, что для двигающегося по орбите в форме эллипса тела характерна максимальная скорость в тех точках, которые максимально приближены к центру. Именно поэтому движение солнца по небосводу зимой чуть-чуть более быстрое, чем летом.
Как движение Земли по орбите влияет на климат
Как считают астрономы, точку перегелия Земля проходит приблизительно 3 января, а афелия - 3 июля. Возможно изменения этих дат на 1-2 дня, что связано с дополнительным влиянием движения Луны.
Эллипсоподобная форма орбиты Земли оказывает влияние также и на климат. Во время зимы в Северном полушарии наша планета расположена ближе к Солнцу, летом же - дальше. Этот фактор делает чуть менее заметной разницу между климатическими сезонами нашего северного полушария.
В то же время в Южном полушарии эта разница более заметна. Как установлено учеными, один оборот точки перегелия происходит примерно за 200 000 лет. То есть примерно через 100 000 лет ситуация поменяется на прямо противоположную. Что ж, доживем - увидим!
Даешь солнечный свет!
Если вернуться к текущим проблемам, то важнее всего для нас тот факт, что эмоциональное, психическое и физическое состояние жителей Земли улучшается прямо пропорционально возрастанию длительности светового времени суток. Даже незначительное (на несколько минут) удлинение дня сразу после зимнего солнцестояния оказывает серьезный моральный эффект на уставших от темных зимних вечеров людей.
С медицинской точки зрения, положительное влияние солнечного света на организм объясняется возрастанием выработки гормона серотонина, заведующего эмоциями счастья и радости. К сожалению, в темноте он вырабатывается крайне плохо. Именно поэтому увеличение продолжительности светового промежутка путем воздействия на эмоциональную сферу ведет к общему улучшению самочувствия и укреплению человеческого иммунитета.
Немалую роль в ощущениях каждого из нас играют суточные внутренние биоритмы, которые энергетически привязаны к продолжающемуся с момента сотворения мира чередованию дня и ночи. Ученые уверены, что адекватно работать и справляться с внешними перегрузками наша нервная система может, лишь регулярно получая вполне определенную дозу солнечного света.
Когда света недостаточно
Если же солнечных лучей не хватает, последствия могут быть самыми печальными: от регулярных нервных срывов до серьезных психических расстройств. При остром недостатке света может развиться самое настоящее депрессивное состояние. А сезонные расстройства аффективного характера, которые выражаются в подавленности, плохом настроении, общем снижении эмоционального фона наблюдается сплошь и рядом.
Кроме того, современные горожане подвержены еще одной напасти. Световой день, продолжительность которого слишком мала для современной городской жизни, требует корректировки. Речь идет об огромном, зачастую излишнем количестве искусственного освещения, которое получает почти любой житель мегаполиса. Наш организм, неприспособленный к такому количеству искусственного света, способен запутаться во времени и впасть в состояние десинхроноза. Это ведет не только к ослаблению нервной системы, но и к обострению любых имеющихся хронических заболеваний.
Что такое долгота дня
Рассмотрим теперь понятие долготы дня, актуального для каждого из нас в первые дни после зимнего солнцестояния. Этим термином обозначается тот промежуток времени, что длится от восхода до захода солнца, то есть время, на протяжении которого наше светило видно над горизонтом.
Величина эта находится в прямой зависимости от солнечного склонения и географической широты точки, где ее нужно определить. В районе экватора величина долготы дня не меняется и составляет ровно 12 часов. Эта цифра является пограничной. Для северного полушария весной и летом день длится дольше 12 часов, зимой и осенью - меньше.
Осеннее и весеннее равноденствие
Дни, когда продолжительность ночи совпадает с продолжительностью дня, именуются днями весеннего равноденствия, либо осеннего. Это происходит и 23 сентября соответственно. Понятно, что самой высокой цифры долгота дня достигает в момент летнего солнцестояния, а наиболее низкой - в день зимнего.
За полярными кругами каждого из полушарий величина долготы дня зашкаливает за 24 часа. Речь идет обо всем известном понятии полярного дня. На полюсах он имеет продолжительность в целых полгода.
Долготу дня в любой точке полушария можно определить достаточно точно по специальным таблицам, содержащим расчет продолжительности светового дня. Разумеется, эта цифра ежедневно меняется. Иногда для приблизительной оценки использует такое понятие, как средняя продолжительность светового дня по месяцам. Для наглядности рассмотрим эти цифры для той географической точки, где расположена столица нашей страны.
Продолжительность светового дня в Москве
В январе световой день на широте нашей столицы составляет в среднем 7 часов 51 минуту. В феврале - 9 часов 38 минут. В марте его продолжительность достигает 11 часов 51 минуты, в апреле - 14 часов 11 минут, в мае - 16 часов 14 минут.
На протяжении трех летних месяцев: июня, июля и августа - эти цифры составляют 17 часов 19 минут, 16 часов 47 минут и 14 часов 59 минут. Мы видим, что июньские что соответствует летнему солнцестоянию.
Осенью световой день продолжает сокращаться. В сентябре и октябре его длительность 12 часов 45 минут и 10 часов 27 минут соответственно. Рекордно короткими светлыми днями славятся последние холодные темные месяцы года - ноябрь и декабрь, средняя продолжительность дня которых не превышает 8 часов 22 минут и 7 часов 16 минут соответственно.
Сокращение в осенне-зимний период продолжительности светового дня сказывается на ухудшении самочувствия и ослаблении иммунитета человека, смены фазы подъёма фазой спада во всех жизненных циклах, увеличении расходной части бюджетов стран, приостановке сезонных работ в ряде отраслей экономики (сельском хозяйстве, строительстве и других).
День зимнего солнцестояния фиксирует световой день минимальной продолжительности. В этот день Солнце пересекает наиболее дальнюю точку эллипса, по которому вращается Земля. Этот день для жителей северного полушария нашей планеты наступает 21-22 декабря, в то же время у жителей южного полушария наступает день летнего солнцестояния максимальной продолжительности.
Солнечный свет содействует выработке в организме человека гормона серотонина, вызывающего эмоции радости и счастья. При коротком световом дне выработка серотонина сокращается, что угнетает эмоциональную сферу организма и приводит к ухудшению его состояния. Равенство длительности дня и ночи в дни осеннего и весеннего равноденствия создает идеальные условия для суточных биоритмов. Промежуток цикла, начинающийся в день осеннего равноденствия, и оканчивающийся в день зимнего солнцестояния, представляет собой этап сокращения светового дня в фазе его отставания от длительности ночи. Этот этап наиболее неблагоприятный, на его протяжении все живое на Земле все более угнетается. Второй этап, начинающийся в день зимнего солнцестояния и оканчивающийся в день весеннего равноденствия, также находится в фазе отставания светового дня от ночи, но это отставание постепенно сокращается, негативное влияние недостатка солнечного света постепенно ослабевает. Чем меньше в сутки человек получает солнечных лучей, тем больше он подвержен нервным срывам, вплоть до депрессивных состояний и психических расстройств. Техническая цивилизация пытается компенсировать недостаток солнечного света искусственным освещением, к которому человеческий организм не приспособлен, воспринимает искусственно освещенные ночные часы за дневные, впадая в так называемое состояние десинхроноза, усугубляющего хронические заболевания.
Вместе с тем население северного полушария меньше ощущает влияние смены сезонов года, чем население южного полушария, т.к. зимой северное полушарие находится ближе к Солнцу. Промежуток от восхода до захода Солнца называют долготой дня. Эта величина зависит от географической широты. На экваторе долгота дня является константой продолжительностью 12 часов. На северном полушарии в осенне-зимний период долгота дня меньше 12 часов, а в весенне-летний период больше 12 часов. На полюсах Земли полярные день и ночь длятся полгода. Учитывая важность продолжительности дня, составлены ежедневные и среднемесячные таблицы долготы дня для каждой географической широты.
Например, минимальная среднемесячная долгота дня на широте Москвы фиксируется в декабре месяце 7 часов 16 минут и в январе месяце 7 часов 51 минута.
