Продолжительность дня на разных широтах

В июньское солнцестояние в Лондоне световой день длится примерно 16 часов 38 минут, а в городе на экваторе около 12 часов 7 минут.

Светораздел

В любой момент половина Земли освещена, а половина находится во тьме. Граница между ними, показанная в модели оранжевым, представляет собой большой круг, называемый светоразделом, или терминатором. Он всегда обращён прямо к Солнцу. Из-за наклона оси этот круг обычно делит параллели на неравные части. Земля совершает один оборот в сутки, и точка на данной широте движется по своей параллели, проводя часть пути на свету, а часть в темноте. Освещённая доля параллели соответствует доле светлого времени в 24 часах суток.

Экватор особенный. Светораздел всегда делит его ровно пополам независимо от времени года, поэтому день и ночь на экваторе весь год длятся примерно по 12 часов. Если двигаться от экватора в полушарие, наклонённое к Солнцу, освещена большая доля параллели; если к другому полюсу, меньшая. Поэтому колебания продолжительности дня растут с широтой.

Уравнение восхода Солнца

Продолжительность дня можно вычислить. Нужны два числа: твоя широта φ и склонение Солнца δ, то есть широта, на которой в этот день Солнце находится прямо над головой. Солнце восходит и заходит, когда часовой угол H удовлетворяет равенству cos H = −tan φ × tan δ. Земля поворачивается на 15° в час, поэтому день длится 2H ÷ 15° часов. В солнечном калькуляторе NOAA используют чуть более полную формулу, cos H = (cos 90.833° − sin φ sin δ) ÷ (cos φ cos δ), потому что воздух преломляет солнечный свет над горизонтом и восход отсчитывают по верхнему краю солнечного диска, а не по центру. Эта поправка добавляет несколько минут, поэтому в модели на экваторе показано 12 ч 7 мин, а не ровно 12 часов.

Таблица рассчитана по формуле NOAA для 2026 года, той же, что используется в модели. Заметь закономерность. На экваторе ничего не меняется. На 23.44° с. ш. самый длинный и самый короткий день различаются примерно на 3 часа, на широте Сеула примерно на 5 часов, Лондона почти на 9 часов, а на 60° с. ш. на 13 часов. Также заметь, что даже в равноденствие день везде немного длиннее ночи, опять из-за поправки на рефракцию. Бюро метеорологии Австралии указывает для большей части Австралии ту же величину: около 12 часов 8 минут светлого времени в равноденствие.

Как читать график

На графике под моделью показана продолжительность дня для каждого дня года на выбранной тобой широте. На экваторе это горизонтальная линия. В умеренных широтах это плавная волна: в Северном полушарии пик приходится на июньское солнцестояние, а минимум на декабрьское (в Южном наоборот). Пунктиром отмечены равноденствия и солнцестояния. Круче всего волна около равноденствий, поэтому в марте и сентябре световой день меняется заметно быстрее, а в конце июня почти не меняется.