Солнцестояние: астрономическое значение и даты¶

Солнцестояние — астрономическое явление, при котором Солнце в своём видимом годичном движении по небесной сфере достигает крайней точки эклиптики, максимально удалённой от небесного экватора. В результате в день солнцестояния наблюдаются наибольшая или наименьшая продолжительность светового дня в году в зависимости от полушария Земли. Различают летнее и зимнее солнцестояние, соответствующие максимальному северному и южному склонению Солнца.

¶Астрономическая сущность

Причиной солнцестояний является наклон оси вращения Земли к плоскости эклиптики, составляющий примерно 23,44°. Вследствие этого наклона в течение года Солнце смещается по склонению от +23,44° до −23,44°. Момент, когда склонение достигает крайнего северного значения (+23,44°), называется летним солнцестоянием, крайнего южного (−23,44°) — зимним.

В эти моменты Солнце находится в точках эклиптики, где его эклиптическая долгота составляет 90° (летнее солнцестояние, точка летнего солнцестояния) и 270° (зимнее солнцестояние). В день солнцестояния полуденная высота Солнца над горизонтом достигает своего годового максимума (для летнего) или минимума (для зимнего) в данном полушарии. Солнце как бы «останавливается» в своём склонении на несколько дней, отсюда и происходит термин «солнцестояние».

¶Даты солнцестояний

В Северном полушарии летнее солнцестояние происходит 20–21 июня, зимнее — 21–22 декабря. В Южном полушарии даты меняются местами: летнее солнцестояние приходится на декабрь, зимнее — на июнь. Конкретные даты и время меняются год от года из-за несоответствия календарного года (365 или 366 дней) тропическому году (365,2422 суток), а также вследствие прецессии земной оси и возмущений орбиты.

Наиболее ранние даты солнцестояний приходятся на високосные годы, наиболее поздние — на годы перед високосными. В XXI веке летнее солнцестояние в Северном полушарии чаще всего выпадает на 21 июня, зимнее — на 21 или 22 декабря. Точное время солнцестояния определяется астрономическими расчётами и публикуется в астрономических ежегодниках.

¶Связь с временами года

Солнцестояния являются астрономическими границами времён года. В Северном полушарии летнее солнцестояние знаменует начало астрономического лета, зимнее — начало астрономической зимы. В Южном полушарии — наоборот. Между солнцестояниями расположены дни равноденствий (мартовское и сентябрьское), когда Солнце пересекает небесный экватор.

В день летнего солнцестояния в Северном полушарии наблюдается самый длинный световой день и самая короткая ночь. За полярным кругом Солнце вовсе не заходит за горизонт — наступает полярный день. В день зимнего солнцестояния, напротив, — самый короткий день и самая длинная ночь, а за полярным кругом — полярная ночь.

¶Историческое и культурное значение

Солнцестояния наблюдались человечеством с глубокой древности. Многие мегалитические сооружения, включая Стоунхендж в Англии и Ньюгрейндж в Ирландии, ориентированы на точки восхода или захода Солнца в дни солнцестояний. У славянских народов зимнее солнцестояние связывалось с праздником Коляды, летнее — с праздником Ивана Купалы (после распространения христианства приурочен ко дню Рождества Иоанна Предтечи). В скандинавской традиции летнее солнцестояние отмечалось как праздник Лита, у древних германцев — как Мидсоммар.

В современной России и других странах дни солнцестояний сохраняют культурное значение, хотя и утратили прежний сакральный смысл. Астрономические обсерватории фиксируют точные моменты солнцестояний для календарных и навигационных целей.

¶Практическое применение

Знание дат и времени солнцестояний необходимо в астрономии для калибровки наблюдений, в геодезии — для определения широты места, в сельском хозяйстве — для планирования сезонных работ. В навигации моменты солнцестояний используются для уточнения параметров движения Земли. В энергетике данные о продолжительности светового дня учитываются при проектировании солнечных электростанций.

¶Интересные факты

• В день солнцестояния Солнце в полдень занимает самую низкую (зимой) или самую высокую (летом) точку над горизонтом за год.
• Из-за эллиптичности земной орбиты Земля в момент зимнего солнцестояния (начало января) находится ближе к Солнцу, чем в момент летнего (начало июля), однако на смену времён года влияет не расстояние, а наклон оси.
• В тропических широтах, между Северным и Южным тропиками, солнцестояния выражены слабее, а вблизи экватора продолжительность дня меняется незначительно.
• Термин «солнцестояние» происходит от латинского solstitium — «солнце остановилось».

¶Источники

• Кононович Э. В., Мороз В. И. «Общий курс астрономии». — М.: Едиториал УРСС, 2004.
• Куликовский П. Г. «Справочник любителя астрономии». — М.: Наука, 1971.
• Даффет-Смит П. «Практическая астрономия с калькулятором». — М.: Мир, 1982.
• Астрономический календарь на текущий год (ежегодное издание).