Jevndøgn - Equinox

UT dato og klokkeslett for
equinoxes og solstices på jorden
begivenhet jevndøgn solstice jevndøgn solstice
måned mars juni september desember
år dag tid dag tid dag tid dag tid
2016 20 04:31 20 22:35 22 14:21 21 10:45
2017 20 10:29 21 04:25 22 20:02 21 16:29
2018 20 16:15 21 10:07 23 01:54 21 22:22
2019 20 21:58 21 15:54 23 07:50 22 04:19
2020 20 03:50 20 21:43 22 13:31 21 10:03
2021 20 09:37 21 03:32 22 19:21 21 15:59
2022 20 15:33 21 09:14 23 01:04 21 21:48
2023 20 21:25 21 14:58 23 06:50 22 03:28
2024 20 03:07 20 20:51 22 12:44 21 09:20
2025 20 09:02 21 02:42 22 18:20 21 15:03
2026 20 14:46 21 08:25 23 00:06 21 20:50

En jevndøgn er øyeblikk i tiden da flyet av Earth 's ekvator går gjennom geometriske sentrum av Sun ' s disk. Dette skjer to ganger hvert år, rundt 20. mars og 23. september . Med andre ord er det øyeblikket da sentrum av den synlige solen er rett over ekvator.

Ordet er avledet fra det latinske aequinoctium , fra aequus (like) og nox ( genitiv noctis ) (natt). På dagen for jevndøgn har dagtid og nattetid omtrent like lang varighet over hele planeten. De er imidlertid ikke akkurat like på grunn av solens vinkelstørrelse , atmosfærisk brytning og den raskt skiftende varigheten av lengden på dagen som oppstår på de fleste breddegrader rundt jevndøgn. Lenge før unnfangelsen av denne likestillingen, noterte primitive ekvatorialkulturer dagen da solen stiger rett øst og går ned vest , og dette skjer faktisk på dagen nærmest den astronomisk definerte hendelsen. Som en konsekvens, i henhold til et riktig konstruert og justert solur , er varigheten på dagtid 12 timer.

I nordlige halvkule , er vårjevndøgn kalles Vårjevndøgn mens vårjevndøgn september kalles høst eller høsten jevndøgn. På den sørlige halvkule er det motsatte sant. I løpet av året veksler equinoxes med solstices . Skuddår og andre faktorer fører til at datoene for begge hendelsene varierer noe.

Halvkule-nøytrale navn er nordjevndøgn for marsjevndøgn , noe som indikerer at solnedgangen i det øyeblikket krysser den himmelske ekvator i nordlig retning, og sørjevndøgn for septemberjevndøgn , noe som indikerer at solnedgangen i det øyeblikket krysser det himmelske ekvator i sørlig retning.

Siden månen (og i mindre grad planetene) får Jordens bane til å variere noe fra en perfekt ellipse , er equinox offisielt definert av solens mer vanlige ekliptiske lengdegrad i stedet for av deklinasjonen . Øyeblikkene av jevndøgn er for øyeblikket definert til å være når den tilsynelatende geosentriske lengdegraden til solen er 0 ° og 180 °.

Jevndøgn på jorden

Generell

Systematisk observere soloppgangen , oppdaget folk at det forekommer mellom to ekstreme steder i horisonten og merket til slutt midtpunktet mellom de to. Senere ble det innsett at dette skjer på en dag da varigheten av dagen og natten er praktisk talt like og ordet "jevndøgn" kommer fra latinsk aequus , som betyr "lik", og nox , som betyr "natt".

På den nordlige halvkule markerer vårjevndøgn (mars) konvensjonelt begynnelsen på våren i de fleste kulturer og regnes som starten på det nye året i den assyriske kalenderen , hinduer og persiske eller iranske kalendere , mens høstjevndøgn (september) markerer begynnelsen på høsten. Gamle greske kalendere hadde også begynnelsen av året enten ved høst- eller vårjevndøgn og noen ved solstice. Den Antikythera mekanisme forutjevndøgn og solstices.

Jevndøgn er de eneste gangene da solterminatoren ("kanten" mellom natt og dag) er vinkelrett på ekvator. Som et resultat er den nordlige og sørlige halvkule like belyst.

Av samme grunn er dette også tiden da solen går opp for en observatør ved en av Jordens rotasjonspoler og går ned på den andre. I en kort periode på omtrent fire dager er både nord- og sørpolen i dagslys. For eksempel, i 2021 er soloppgangen på nordpolen 18. mars 07:09 UTC, og solnedgangen på sørpolen er 22. mars 13:08 UTC. Også i 2021 er soloppgangen på sørpolen 20. september 16:08 UTC, og solnedgangen på nordpolen er 24. september 22:30 UTC.

Med andre ord er jevndøgn de eneste gangene det subsolare punktet er på ekvator, noe som betyr at Solen er nøyaktig overhead på et punkt på ekvatorlinjen . Det undersolare punktet krysser ekvator som beveger seg nordover ved jevndøgn i mars og sørover ved jevndøgnet i september.

Dato

Da Julius Caesar etablerte den julianske kalenderen i 45 f.Kr., satte han 25. mars som datoen for vårjevndøgn; dette var allerede årets startdag i de persiske og indiske kalenderne. Fordi det julianske året er lengre enn det tropiske året med omtrent 11,3 minutter i gjennomsnitt (eller 1 dag på 128 år), "drev" kalenderen med hensyn til de to jevndøgnene - slik at vårjevndøgnet i 300 e.Kr. skjedde den 21. mars , og på 1580 -tallet e.Kr. hadde den drevet bakover til 11. mars.

Denne driften fikk pave Gregor XIII til å etablere den moderne gregorianske kalenderen . Paven ønsket å fortsette å samsvare med edikatene fra Council of Nicaea i 325 e.Kr. angående datoen for påske , noe som betyr at han ønsket å flytte vårjevndøgn til datoen da den falt på den tiden (21. mars er dagen som er tildelt til den i påsketabellen i den julianske kalenderen), og for å opprettholde den på omtrent den datoen i fremtiden, noe han oppnådde ved å redusere antall skuddår fra 100 til 97 hvert 400. år. Imidlertid var det en liten gjenværende variasjon i dato og klokkeslett for vårjevndøgn på omtrent ± 27 timer fra gjennomsnittsposisjonen, praktisk talt alt fordi fordelingen av 24 timers centurial-sprangdager forårsaker store hopp (se gregoriansk kalendersprang ).

Moderne datoer

Datoen for jevndøgn endres gradvis i løpet av skuddårsyklusen, fordi det gregorianske kalenderåret ikke står i forhold til perioden med jordens revolusjon om Solen. Det er først etter en komplett gregoriansk skuddårsyklus på 400 år at sesongene begynner omtrent på samme tid. I det 21. århundre vil den tidligste jevndøgn i mars være 19. mars 2096, mens den siste var 21. mars 2003. Den tidligste septemberjevndøgn vil være 21. september 2096 mens den siste var 23. september 2003 ( universell tid ).

Navn

  • Vernal equinox og høstjevndøgn: disse klassiske navnene er direkte derivater av latin ( ver = vår og autumnus = høst). Dette er de historisk universelle og fremdeles mest brukte begrepene for jevndøgn, men er potensielt forvirrende fordi på den sørlige halvkule ikke forekommer vårjevndøgn om våren og høstjevndøgn ikke forekommer om høsten. De tilsvarende engelskspråklige begrepene vårjevndøgn og høst (eller høst) jevndøgn er enda mer tvetydige. Det har blitt stadig mer vanlig at folk omtaler september -jevndøgn på den sørlige halvkule som venerjevndøgn.
  • Marsjevndøgn og septemberjevndøgn : navn som refererer til månedene i året de oppstår, uten tvetydighet om hvilken halvkule som er konteksten. De er imidlertid fortsatt ikke universelle, ettersom ikke alle kulturer bruker en solbasert kalender der equinoxene forekommer hvert år i samme måned (som de ikke gjør i islamsk kalender og hebraisk kalender , for eksempel). Selv om begrepene har blitt veldig vanlige på 2000-tallet, ble de noen ganger brukt minst like lenge siden som midten av 1900-tallet.
  • Nordjevndøgn og sørjevndøgn : navn som refererer til solens tilsynelatende bevegelsesretning. Nordjevndøgn oppstår i mars når solen krysser ekvator fra sør til nord, og jevndøgn mot sør skjer i september når solen krysser ekvator fra nord til sør. Disse begrepene kan brukes entydig for andre planeter. De blir sjelden sett, selv om de først ble foreslått for over 100 år siden.
  • First Point of Aries og first point of Libra : navn som refererer til de astrologiske tegnene solen kommer inn. Imidlertid har presisjonen av jevndøgn flyttet disse punktene til henholdsvis stjernebildene Fiskene og Jomfruen .

Lengde på equinoctial dag og natt

Konturdiagram av timene med dagslys som en funksjon av breddegrad og årets dag, som viser omtrent 12 timer med dagslys på alle breddegrader under jevndøgn
Jorden ved jevndøgn i mars 2019

Dag er vanligvis definert som perioden da sollyset når bakken i fravær av lokale hindringer. På datoen for jevndøgn bruker solens sentrum omtrent like lang tid over og under horisonten på alle steder på jorden, så natt og dag er omtrent like lange. Soloppgang og solnedgang kan defineres på flere måter, men en utbredt definisjon er tiden da solens øverste lem er i vater med horisonten. Med denne definisjonen er dagen lengre enn natten ved jevndøgn:

  1. Fra jorden fremstår solen som en skive i stedet for et lyspunkt, så når midten av solen er under horisonten, kan den øvre kanten være synlig. Soloppgang , som begynner på dagtid, oppstår når toppen av solskiven vises over den østlige horisonten . I det øyeblikket er diskens senter fortsatt under horisonten.
  2. Jordens atmosfære bryter sollys. Som et resultat ser en observatør dagslys før toppen av solskiven vises over horisonten.

I tabeller for soloppgang/solnedgang antas atmosfærisk brytning å være 34 bueminutter, og antatt halvdiameter (tilsynelatende radius ) for Solen er 16  bueminutter . (Den tilsynelatende radius varierer litt avhengig av årstiden, litt større ved perihelion i januar enn aphelion i juli , men forskjellen er relativt liten.) Kombinasjonen betyr at når solens øvre lem er i den synlige horisonten, vil dens sentrum være er 50 bueminutter under den geometriske horisonten, som er skjæringspunktet med himmelsfæren til et horisontalt plan gjennom observatørens øye.

Disse effektene gjør dagen omtrent 14 minutter lengre enn natten ved ekvator og lengre stille mot polene. Den virkelige likheten mellom dag og natt skjer bare på steder langt nok fra ekvator til å ha en sesongmessig forskjell i daglengde på minst 7 minutter, som faktisk skjer noen dager mot vintersiden av hver jevndøgn.

Tidene for solnedgang og soloppgang varierer med observatørens plassering ( lengdegrad og breddegrad ), så datoene når dag og natt er like, avhenger også av observatørens plassering.

En tredje korreksjon for den visuelle observasjonen av en soloppgang (eller solnedgang) er vinkelen mellom den tilsynelatende horisonten sett av en observatør og den geometriske (eller fornuftige) horisonten. Dette er kjent som dukkert i horisonten og varierer fra 3 bueminutter for en betrakter som står på kysten til 160 bueminutter for en fjellklatrer på Everest. Effekten av en større dukkert på høyere objekter (når over 2½ ° bue på Everest) står for fenomenet snø på en fjelltopp som blir gull i sollyset lenge før de nedre bakkene blir belyst.

Datoen da dagen og natten er nøyaktig den samme er kjent som en equilux ; den neologism , antas å ha blitt oppfunnet i 1980, oppnådde mer utbredt anerkjennelse i det 21. århundre. Ved de mest presise målingene er en ekte equilux sjelden, fordi lengden på dag og natt endres raskere enn noen annen tid på året rundt jevndøgn. På midten av breddegrader øker eller reduseres dagslyset med omtrent tre minutter per dag ved jevndøgn, og dermed når tilstøtende dager og netter bare et minutt fra hverandre. Datoen for den nærmeste tilnærmingen til equilux varierer litt etter breddegrad; på midten av breddegrader, skjer det noen dager før vårjevndøgn og etter høstjevndøgn på hver respektive halvkule.

Geosentrisk syn på de astronomiske årstidene

I halvåret sentrert om junisolverv, stiger solen nord for øst og går nord for vest, noe som betyr lengre dager med kortere netter for den nordlige halvkule og kortere dager med lengre netter på den sørlige halvkule. I halvåret sentrert på desember solhverv, stiger solen sør for øst og går sør for vest, og varigheten av dag og natt er omvendt.

Også på dagen for en jevndøgn stiger solen overalt på jorden (unntatt ved polene) klokken 06.00 og går ned klokken 18.00 (lokal soltid). Disse tidspunktene er ikke eksakte av flere grunner:

  • De fleste steder på jorden bruker en tidssone som skiller seg fra den lokale soltiden med minutter eller timer. For eksempel, hvis et sted bruker en tidssone med referansemeridian 15 ° mot øst, vil Solen stå opp rundt 07:00 ved jevndøgn og gå ned 12 timer senere rundt 19:00.
  • Daglengden påvirkes også av jordens variable banehastighet rundt solen. Denne kombinerte effekten beskrives som tidsligningen . Således vil ikke steder som ligger på tidssonens referansemeridian, se soloppgang og solnedgang kl. 6.00 og 18.00. Ved jevndøgn i mars er de 7–8 minutter senere, og ved jevndøgn i september er de omtrent 7–8 minutter tidligere.
  • Soloppgang og solnedgang er vanligvis definert for solskivens øvre lem, i stedet for midten. Den øvre lemmen er allerede oppe i minst et minutt før midten vises, og den øvre lemmen setter seg også senere enn midten av solskiven. Når solen er nær horisonten, forskyver atmosfærisk brytning sin tilsynelatende posisjon over sin sanne posisjon med litt mer enn sin egen diameter. Dette gjør soloppgang mer enn to minutter tidligere og solnedgang til like mye senere. Disse to effektene kombinerer for å gjøre jevndøgn dagen 12 t 7 m lang og natten bare 11 t 53 m . Vær imidlertid oppmerksom på at disse tallene bare gjelder for tropene. For moderate breddegrader øker avviket (f.eks. 12 minutter i London); og nærmere polene blir det veldig mye større (tidsmessig). Opptil omtrent 100 km fra hver pol, er solen oppe i hele 24 timer på en jevndøgn.
  • Høyden på horisonten endrer dagens lengde. For en observatør på toppen av et fjell er dagen lengre, mens det å stå i en dal vil forkorte dagen.
  • Solen er større i diameter enn jorden, så mer enn halvparten av jorden er i sollys til enhver tid (fordi ikke-parallelle stråler skaper tangentpunkter utover en linje mellom dag og natt).

Solens dagbuer

Noen av utsagnene ovenfor kan gjøres tydeligere ved å vise dagsbuen (dvs. banen som solen ser ut til å bevege seg over himmelen). Bildene viser dette for hver time på jevndøgn. I tillegg er det også angitt noen "spøkelsessoler" under horisonten, opptil 18 ° under den; solen i slike områder forårsaker fortsatt skumring . Skildringene som presenteres nedenfor, kan brukes både på den nordlige og den sørlige halvkule. Det er forstått at observatøren sitter i nærheten av treet på øya avbildet midt i havet; de grønne pilene gir kardinalretninger.

  • På den nordlige halvkule er nord til venstre, solen stiger i øst (pil langt), kulminerer i sør (høyre pil), mens den beveger seg til høyre og går ned i vest (nær pil).
  • På den sørlige halvkule er sør til venstre, solen stiger i øst (nær pil), kulminerer i nord (pil høyre), mens den beveger seg til venstre og går ned i vest (pil langt).

Følgende spesialtilfeller er avbildet:

Himmelske koordinatsystemer

Himmelsk sfære

Den vårjevndøgn inntreffer om når solen ser ut til å krysse himmelsk ekvator nordover. På den nordlige halvkule brukes begrepet vernal point om tidspunktet for denne forekomsten og for den nøyaktige retningen i rommet der solen eksisterer på den tiden. Dette punktet er opprinnelsen til noen himmelske koordinatsystemer , som vanligvis er forankret i en astronomisk epoke siden den gradvis varierer ( forløp ) over tid:

Diagram av forskjellen mellom solens himmelsk lengdegrad være null og dens avbud være null. Den himmelske breddegraden overstiger aldri 1,2  buesekunder , men er overdrevet i dette diagrammet.

Strengt tatt, ved jevndøgn, er solens ekliptiske lengdegrad null. Breddegraden vil ikke være nøyaktig null, siden jorden ikke akkurat er i ekliptikkens plan. Deklinasjonen vil heller ikke være nøyaktig null. Den gjennomsnittlige ekliptikken er definert av barycenteret til jorden og månen kombinert, så månens banehelling får jorden til å vandre litt over og under ekliptikken. Den moderne definisjonen av jevndøgn er øyeblikket når solens tilsynelatende geosentriske lengdegrad er 0 ° ( nordjevndøgn ) eller 180 ° ( sørjevndøgn ). Se diagrammet ved siden av.

På grunn av presesjon av jordens akse , posisjonen til vernal punkt på himmelhvelvingen endrer seg over tid, og den ekvatoriale og ecliptic koordinatsystemer endres tilsvarende. Når man skal spesifisere himmelkoordinater for et objekt, må man spesifisere på hvilket tidspunkt vernalpunktet og den himmelske ekvator blir tatt. Denne referansetiden kalles equinox of date .

Den øvre kulminasjonen av vernepunktet regnes som starten på den sideriske dagen for observatøren. Den timevinkelen av vernal punkt er, ved definisjon, observatørens Risk tid .

Ved å bruke de nåværende offisielle IAU -konstellasjonsgrensene - og ta hensyn til den variable presesjonshastigheten og rotasjonen av den himmelske ekvator - skifter jevndøgn gjennom stjernebildene som følger (uttrykt i astronomisk årstall når året 0 = 1 f.Kr., -1 = 2 BC, etc.):

  • Marsjevndøgn passerte fra Taurus til Væren i året −1865, gikk over i Fiskene i −67, vil gå over til Vannmannen i år 2597, og deretter til Capricornus i år 4312. I 1489 kom det innen 10  bueminutter fra Cetus uten å krysse grensen .
  • Septemberjevndøgn passerte fra Vekten til Jomfruen i år −729, vil gå over til Leo i år 2439.

Kulturelle aspekter

Jevndøgn regnes noen ganger som starten på våren og høsten. En rekke tradisjonelle høstfestivaler feires på datoen for jevndøgn.

Effekter på satellitter

En effekt av equinoctial perioder er midlertidig forstyrrelse av kommunikasjonssatellitter . For alle geostasjonære satellitter er det noen dager rundt jevndøgn når solen går rett bak satellitten i forhold til jorden (dvs. innenfor strålbredden til bakken-stasjonsantennen) i en kort periode hver dag. Solens enorme kraft og brede strålingsspekter overbelaster jordstasjonens mottakskretser med støy og, avhengig av antennestørrelse og andre faktorer, forstyrrer eller forringer kretsen midlertidig. Varigheten av disse effektene varierer, men kan variere fra noen få minutter til en time. (For et gitt frekvensbånd har en større antenne en smalere strålebredde og opplever derfor kortere "solbrudd" -vinduer.)

Satellitter i geostasjonær bane opplever også problemer med å opprettholde strøm under jevndøgn fordi de må reise gjennom jordens skygge og bare stole på batteristrøm. Vanligvis reiser en satellitt enten nord eller sør for jordens skygge fordi jordens akse ikke er rett vinkelrett på en linje fra jorden til solen på andre tidspunkter. Under jevndøgn, siden geostasjonære satellitter er plassert over ekvator, er de i jordens skygge for den lengste varigheten hele året.

Jevndøgn på andre planeter

Når Saturn er ved jevndøgn reflekterer ringene sine lite sollys, slik det ble sett på dette bildet av Cassini i 2009.

Jevndøgn er definert på enhver planet med en vippet rotasjonsakse. Et dramatisk eksempel er Saturn, der jevndøgn plasserer ringsystemet kant-mot-solen. Som et resultat er de bare synlige som en tynn linje sett fra jorden. Når de er sett ovenfra - en utsikt sett under en jevndøgn for første gang fra Cassini -romsonde i 2009 - får de svært lite solskinn ; de mottar faktisk mer planetskin enn lys fra solen. Dette fenomenet oppstår i gjennomsnitt hvert 14,7 år og kan vare noen uker før og etter den nøyaktige jevndøgn. Saturns siste jevndøgn var 11. august 2009, og den neste vil finne sted 6. mai 2025.

Mars siste jevndøgn var 7. februar 2021 (nordlige våren), og den neste blir 24. februar 2022 (nordlige høst).

Se også

Fotnoter

Referanser

Eksterne linker