Зимнее солнцестояние в Северном полушарии¶
Зимнее солнцестояние — астрономическое явление, при котором Солнце в своём видимом годичном движении по эклиптике достигает наиболее удалённой от небесного экватора точки в Южном полушарии неба; в результате для одного из полушарий Земли наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь в году. В Северном полушарии зимнее солнцестояние происходит в декабре, в Южном — в июне. Момент солнцестояния определяется с точностью до минуты и служит одной из ключевых календарных точек, связанных с астрономическими сезонами.
¶Астрономическая сущность
Солнцестояние обусловлено наклоном оси вращения Земли к плоскости её орбиты примерно на 23,4°. Из-за этого наклона в течение года прямое восхождение и склонение Солнца меняются, а вместе с ними меняется и высота полуденного Солнца над горизонтом. В момент декабрьского солнцестояния Солнце имеет минимальное (для Северного полушария) склонение, располагаясь над Южным тропиком — параллелью с широтой около 23,4° ю. ш.
В день зимнего солнцестояния в Северном полушарии наблюдается самый короткий световой день и самая длинная ночь. Продолжительность дня зависит от широты: на экваторе она почти не меняется и близка к 12 часам, в средних широтах России составляет примерно 7 часов, за полярным кругом наступает полярная ночь. Южнее экватора в этот же момент, напротив, отмечается самый длинный день.
С астрономической точки зрения зимнее солнцестояние часто принимают за начало астрономической зимы в Северном полушарии, хотя календарная и метеорологическая зима начинаются раньше.
¶Дата и время
В григорианском календаре декабрьское солнцестояние приходится на 21 или 22 декабря, реже — на 20 или 23 декабря. Точное время события смещается из года в год, поскольку продолжительность тропического года не кратна суткам, а сам календарь содержит високосные годы. Разница между календарной и астрономической датами корректируется введением високосов.
Момент солнцестояния рассчитывается по всемирному координированному времени (UTC) и переводится в местное время для каждого региона. Например, для Москвы декабрьское солнцестояние обычно приходится на 21 или 22 декабря.
¶Связь с календарём и традициями
Задолго до появления точных астрономических приборов люди фиксировали день зимнего солнцестояния по наблюдениям за тенью, положением Солнца на горизонте и по звёздам. Эта дата служила важным ориентиром для земледельческого цикла и календарных систем.
В ряде культур день зимнего солнцестояния связывался с представлением о «возрождении» Солнца: после самой длинной ночи световой день начинал увеличиваться. У многих народов Европы и Северной Европы с этим событием были связаны праздники, позднее во многом вытесненные или переосмысленные христианской традицией. Ряд исследователей связывает с зимним солнцестоянием происхождение отдельных элементов рождественской и новогодней обрядности.
На Руси и в России день зимнего солнцестояния также отмечался в народном календаре. С ним связаны наблюдения за погодой и приметы, посвящённые предстоящей зиме и урожаю. В русской традиции близкой по смыслу точкой был день «Спиридона-солнцеворота» (память святителя Спиридона Тримифунтского, 12 (25) декабря), когда, по народному выражению, «солнце поворачивает на лето, а зима — на мороз».
¶Наблюдения и измерения
Определение момента солнцестояния historically велось путём измерения высоты Солнца в полдень и фиксации её минимального значения для Северного полушария. В древности для этого использовались гномоны — вертикальные шесты, по длине тени которых судили о положении светила. Позднее применялись астрономические инструменты: квадранты, астролябии, а в Новое время — меридианные круги и телескопы.
Современная астрономия вычисляет моменты солнцестояний по эфемеридам — таблицам положений небесных тел, учитывающим возмущения орбиты Земли. Точность таких расчётов достигает долей секунды, что позволяет заранее публиковать даты и время солнцестояний на много лет вперёд.
¶Значение в культуре и науке
Зимнее солнцестояние остаётся заметной датой в культурной и научно-популярной сфере. Астрономические обсерватории, планетарии и музеи проводят в эти дни тематические мероприятия, посвящённые движению Солнца и смене сезонов. Древние мегалитические сооружения, такие как Стоунхендж в Великобритании и Ньюгрейндж в Ирландии, ориентированы на точки восхода и захода Солнца в дни солнцестояний, что делает их объектами изучения археоастрономии.
В научном отношении солнцестояния важны для калибровки систем счёта времени, для изучения динамики орбиты Земли и для понимания климатических сезонных циклов. В метеорологии и климатологии дата солнцестояния не совпадает с максимумом или минимумом температуры: из-за тепловой инерции атмосферы и океана самые холодные дни в Северном полушарии обычно приходятся на январь—февраль, то есть спустя несколько недель после астрономического события.
¶Близкие понятия
Помимо зимнего, различают летнее солнцестояние — момент наибольшей высоты Солнца для данного полушария. Обе точки вместе называются солнцестояниями и вместе с равноденствиями делят эклиптику на четыре примерно равных участка, соответствующих астрономическим сезонам. Термин «солнцеворот» в русском языке исторически обозначал именно дни солнцестояния и связанный с ними поворот годового круга.
Источники: астрономические справочники и эфемериды; учебники по общей астрономии; материалы по народному календарю и этнографии; публикации по археоастрономии.