На экваторе дни и ночи остаются равной продолжительности даже при наклоненной оси, хотя дальше от экватора иная ситуация. Когда Северный полюс обращен к Солнцу» в регионах, расположенных к северу от экватора, дни длиннее ночей, а в регионах, расположенных к югу от экватора, дни короче ночей. Когда Южный полюс обращен к Солнцу, ситуация противоположная. Более того, чем дальше от экватора, тем больше неравенство.
ВЗГЛЯД С ЗЕМЛИ
Как это видит некто, находясь в Нью- Йорке?
Наклон оси такой, что 21 июня Северный полюс находится максимально далеко от Солнца. В полдень нью-йоркское Солнце находится в небе довольно высоко — 161/2º от зенита. Так как широта Нью-Йорка — 40º севернее экватора, то полуденное Солнце находилось бы на 40º южнее зенита без наклона оси.
Наклон должен составлять 40 - 161/2º или 231/2º. Такую величину (если быть более точным, 23º27') составляет угол, который образует земная ось с вертикалью.
Поэтому 21 июня Солнце светит в зените над параллелью 231/2º северной широты (это около Гаваны на Кубе). Полуденное местоположение Солнца здесь самое удаленное.
Фактически, после 21 июня Северный полюс начинает удаляться от Солнца, а полуденное Солнце находится над более южными параллелями. Оно не поднимается после 22 июня, а с 23 июня начинает опускаться. Когда это происходит, в Нью-Йорке дни становятся короче, а ночи — длиннее.
Это продолжается до 23 сентября, когда полуденное Солнце в Нью-Йорке находится на 40° южнее зенита. Так как это широта Нью-Йорка, то Солнце находится точно над экватором. В это время день и ночь в Нью-Йорке (и фактически везде на Земле) равны, они длятся по 12 часов. Отсюда и название экватора; это слово латинского происхождения и означает «сделать равным».
День 23 сентября называют осенним равноденствием, поскольку дни становятся равными ночи после наступления осени.
Но Земля продолжает вращаться вокруг Солнца и после 23 сентября» Северный полюс все дальше уходит от Солнца, Из-за наклона оси полуденное Солнце оказывается южнее того местоположения, которое оно занимало бы, если бы Земля была вертикальной, Оно снова находилось бы в 40º от зенита в Нью-Йорке. Но с учетом наклона в Нью-Йорке угол составляет 40 плюс 231/2º или 631/2º южнее зенита, Это составляет чуть более 1/3 движения вверх от горизонта, поэтому 21 декабря — самый короткий день в году, а ночь самая длинная.
В это время года полуденное Солнце находится прямо над параллелью 231/2º южной широты (около Рио-де-Жанейро в Бразилии).
Но сейчас Северный полюс максимально удален от Солнца, Так как Земля продолжает вращаться, полуденное Солнце начинает снова подниматься. Дни становятся длиннее, а ночи короче. В Нью-Йорке 20 марта полуденное Солнце снова находится в 40° от зенита. Солнце снова над экватором, и этот день называют днем весеннего равноденствия. (Латинское название весны «верная» — равноденствие возвещает о весне.)
Солнце продолжает подниматься, дни удлиняются, а ночи становятся короче до 21 июня, а затем весь цикл повторяется.
Если изучать это но солнечным часам, то зимой и весной до 21 июня полуденная тень укорачивается, затем она, как нам кажется, останавливается и меняет направление. Летом и осенью до 21 декабря она удлиняется, затем, как нам кажется, останавливается и снова меняет направление. (Я упоминал это при описании северного и южного перемещения в главе 1.)
На самом деле эти изменения 21 июня и 21 декабря не являются неожиданными. В июне и декабре изменение длины тени очень небольшое; чтобы сказать, в какой день тень является самой короткой, необходимо тщательное наблюдение. Дни, когда кажется, что тень останавливается, называют солнцестоянием: 21 июня — летнее солнцестояние, а 21 декабря — зимнее солнцестояние.
НАКОНЕЦ НАЙДЕНО ОБЪЯСНЕНИЕ ВРЕМЕН ГОДА
Когда Солнце находится высоко в небе, то тепло по двум причинам. Во-первых, солнечный свет надает на Землю под меньшим углом, поэтому он распространяется на небольшую область. Свет, распространяющийся на небольшую область, означает большую концентрацию тепла.