Равноденствие и баланс дня и ночи¶

Равноденствие — астрономическое событие, при котором продолжительность дня и ночи на всей планете (кроме полярных областей) практически одинакова. В году бывают два равноденствия — весеннее и осеннее; осеннее в Северном полушарии приходится на 22–23 сентября. Запрос о том, что «длительность дня и ночи в сентябре почти такая же, как и в марте», связан именно с этим явлением: в даты равноденствия длина светового дня и ночи равны, а в месяцах, соседних с ними, эти величины близки.

¶Астрономическая причина

Длина дня и ночи определяется положением Земли на орбите и наклоном её оси к плоскости орбиты — примерно 23,44°. Когда Солнце в своём видимом годовом движении пересекает небесный экватор, день и ночь становятся равны по всей планете. Это и есть равноденствие: центр солнечного диска восходит точно на востоке и заходит точно на западе.

В сентябре (осеннее равноденствие в Северном полушарии) Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное. После этого дня в северных широтах становятся короче, а ночи — длиннее, и к декабрьскому солнцестоянию разрыв достигает максимума. В марте (весеннее равноденствие) происходит обратный переход — из южного в северное полушарие.

¶Почему сентябрь похож на март

Запрос отражает известный факт: световой день в сентябре действительно близок по продолжительности к марту. Это объясняется симметрией годового движения Солнца относительно точек равноденствия. Если отсчитать одинаковое число дней назад от 22–23 сентября (к осеннему равноденствию) и вперёд от 21 марта (к весеннему), продолжительность дня в соответствующие даты будет почти одинаковой — с точностью до долей минуты.

Например, в Москве 1 сентября длина светового дня составляет около 13 часов 40 минут, а 1 апреля — примерно столько же. К 22–23 сентября обе величины сходятся к 12 часам. Расхождение в несколько минут связано с тем, что моменты равноденствий не совпадают с календарными датами из года в год и с влиянием атмосферной рефракции.

¶Точное время равноденствий

Момент равноденствия определяется прохождением центра солнечного диска через точку весеннего равноденствия (для осеннего — через точку осеннего). Из-за того, что тропический год (365,2422 суток) длиннее календарного (365 или 366 суток), дата события смещается: осеннее равноденствие приходится на 22 или 23 сентября, весеннее — на 20 или 21 марта.

В XXI веке осеннее равноденствие в среднем наступает 22 сентября около 20–22 часа по всемирному времени. Для восточной Европы, включая Москву, это обычно приходится на вечер 22 сентября или на утро 23 сентября.

¶Влияние атмосферы и географии

Астрономическая равенство дня и ночи не означает полного совпадения светового дня с солнечным. Атмосферная рефракция поднимает солнечный диск примерно на полградуса над горизонтом, поэтому фактическое освещение длится дольше, чем «геометрическое» пребывание Солнца над горизонтом. В дни равноденствия световой день в средних широтах длиннее ночи примерно на 8–10 минут; разница тем больше, чем ближе к экватору и чем прозрачнее атмосфера.

Кроме того, рефракция зависит от температуры и влажности воздуха, поэтому в один и тот же день в разных местах продолжительность видимого светового дня различается.

¶Равноденствие в культуре и календаре

Осенние равноденствия исторически отмечались как точки завершения лета и начала подготовки к зиме. В православной традиции дата 21 сентября (по юлианскому календарю) связана с праздником Рождества Богородицы, а в языческих славянских календарях — с Обжинками. В современной астрономии равноденствия служат опорными точками для определения астрономических сезонов: в Северном полушарии осень длится от сентябрьского равноденствия до декабрьского солнцестояния.

¶Практическое значение

Близость длительности дня в сентябре и марте используется в сельском хозяйстве и энергетике: в эти периоды суммарная солнечная радиация на поверхность примерно одинакова, что упрощает планирование посевных работ и расчёт нагрузки на энергосистемы. Для наблюдателей это также означает, что закаты и восходы в сентябре происходят примерно в те же местах на горизонте, что и в марте, — с точностью до долей градуса.

Источники:

• Большая российская энциклопедия (статьи «Равноденствие», «Солнцестояние»)
• Астрономический календарь. Малая планетная константа, ГАИШ МГУ
• Энциклопедия «Кругосвет» — статьи о равноденствии и временах года
• Михайлов А. А. Курс общей астрономии. — М.: Физматлит