Scientia

Ziua terestră pare un concept extrem de simplu. Ştim cu toţi că o zi, care durează 24 de ore, corespunde unei rotaţii complete a Pământului în jurul axei sale. Aşa să fie? Acest articol îşi propune să examineze în detaliu această noţiune, a zilei terestre, dezvăluind pe parcurs şi câteva surprize despre acest subiect aparent banal.

ZIUA SOLARĂ

O zi reprezintă timpul de care Pământul are nevoie pentru a efectua o rotaţie de 360 de grade în jurul axei sale, după cum ştim cu toţii. Dar nu cumva este vorba de mai mult de 360 de grade? Să fie 361 de grade?

Pământul se roteşte în jurul Soarelui pe o traiectorie eliptică, cu Soarele dispus într-unul din focarele elipsei (vezi filmul de deasupra). Să începem investigaţiile într-o zi la momentul amiezii. Soarele se găseşte chiar sub linia roşie care va fi punctul nostru de referinţă. Privind dintr-o poziţie foarte avantajoasă, putem vedea cum Pământul execută o rotaţie cu 360 de grade. Secvenţele video de mai sus nu sunt, desigur, realizate la scară.

Pământul în mişcarea sa în jurul Soarelui

Numai că, pe parcurs, Pământul se deplasează puţin şi pe orbita circumsolară. Astfel că, după o rotaţie de 360 de grade, Soarele nu mai este exact deasupra aceluiaşi punct de pe Pământ deasupra căruia se afla la începutul rotaţiei – deci nu este chiar miezul zilei următoare. Linia roşie folosită ca referinţă trebuie să se rotească ceva mai mult de 360 de grade până se ajunge din nou la amiază.

Rotaţia de 360 de grade poartă numele de zi siderală, în timp ce rotaţia între două amiezi consecutive (două momente consecutive de înălţare maximă a Soarelui deasupra orizontului, pe bolta cerească) se numeşte zi solară. Perioada de revoluţie a Pământului în jurul Soarelui cuprinde aproximativ 366.26 zile siderale, respectiv în jur de 365.26 zile solare.

VARIAŢIILE ZILEI SOLARE

Mai mult, lungimea unei zile solare variază pe parcursul anului din două motive diferite. În primul rând, deoarece orbita circumsolară este o elipsă şi nu un cerc, viteza de revoluţie este mai mare când Pământul este mai aproape de Soare şi mai lentă când Terra se află la distanţă mare de acesta. Astfel că rotaţia suplimentară (acel surplus faţă de cele 360 de grade corespunzătoare perioadei de rotaţie) în jurul axei proprii, care trebuie efectuată între două amiezi consecutive, se schimbă pe parcursul anului.

În al doilea rând, deoarece Terra este înclinată fată de propria axă de rotaţie, acelaşi supliment de rotaţie între două amiezi consecutive este maxim la solstiţii şi minim la echinocţii. Astfel că durata unei zile solare creşte treptat pe măsură ce ne deplasăm dinspre echinocţiu (aprox. 21 martie şi 23 septembrie) către solstiţiu ( aprox. 21-22 iunie şi 21-22 decembrie).

ÎNCETINIREA VITEZEI DE ROTAŢIE A PĂMÂNTULUI

Trebuie adăugat şi că viteza de rotaţie a Pământului scade gradat, iar lungimea zilei solare creşte în consecinţă, datorită mareelor cauzate de forţele gravitaţionale dintre Pământ şi Lună. Lungimea medie a unei zile solare creşte cu aproximativ 1.4 milisecunde într-un secol. Acum două miliarde de ani, anul avea cam 750 de zile!

ÎNTUNERIC ŞI LUMINĂ

Să vorbim şi despre ziua-lumină, perioada din cadrul celor 24 de ore în care afară este lumină. Din cauza refracţiei şi difuziei luminii solare în atmosfera terestră, cerul este luminat chiar şi atunci când Soarele este puţin sub linia orizontului, dar durata zilei-lumină se referă la intervalul de timp în care discul solar se găseşte la orizont sau deasupra liniei acestuia. Astfel că ziua începe în momentul în care discul solar apare în timpul răsăritului şi se termină atunci când discul solar dispare, la asfinţit.

La ecuator duratele zilei şi nopţii diferă cu doar câteva minute, dar la diferite distanţe înspre nord sau sud de ecuator, lungimea zilei variază în funcţie de anotimp, cu cele mai lungi, respectiv cele mai scurte, zile fiind la solstiţii.

La poli, odată ce Soarele răsare, acesta rămâne pe bolta cerească pentru şase luni înainte de a apune. Pe parcursul fiecărei zile el descrie un cerc complet pe bolta cerească.

Deoarece viteza Pământului pe orbita circumsolară variază, Soarele este la nord de ecuator pentru o perioadă cu aproape 4 zile mai mare decât o jumătate de an, iar durata medie a zilei în emisfera nordică o depăşeşte pe cea din emisfera sudică cu câteva minute.

În emisfera nordică, Cercul Polar de Nord reprezintă cea mai sudică latitudine unde avem 24 de ore consecutive de lumină naturală măcar o dată pe an. În emisfera sudică, Cercul Polar de Sud reprezintă cea mai nordică latitudine unde măcar o dată pe an avem lumină naturală pentru cel puţin 24 de ore, încontinuu.
_______
Notă: articolul de mai sus este reproducerea aproximativă a textului folosit în film.
Traducerea: Scientia.ro.
Credit: www.cassiopeiaproject.com