ما هي أسباب الليل والنهار؟

بالنسبة لمعظم هنا على كوكب الأرض ، فإن شروق الشمس وغروبها ودورة النهار والليل (المعروف أيضًا باسم الدورة النهارية) هي مجرد حقائق بسيطة عن الحياة. نتيجة للتغيرات الموسمية التي تحدث مع مرور كل عام ، يمكن أن يختلف طول النهار والليل - ويكون إما أطول أو أقصر - ببضع ساعات فقط. لكن في بعض مناطق العالم (أي القطبين) لا تغرب الشمس في أوقات معينة من السنة. وهناك أيضًا فترات موسمية يمكن أن تستمر فيها ليلة واحدة عدة أيام.

بطبيعة الحال ، هذا يثير بعض الأسئلة. على وجه التحديد ، ما الذي يسبب دورة النهار والليل ، ولماذا لا تعاني جميع الأماكن على الكوكب من نفس الأنماط؟ كما هو الحال مع العديد من التجارب الموسمية الأخرى ، فإن الإجابة تتعلق بحقيقتين: الأولى ، أن الأرض تدور حول محورها وهي تدور حول الشمس. وثانيًا ، حقيقة أن محور الأرض مائل.

دوران الأرض:

يحدث دوران الأرض من الغرب إلى الشرق ، ولهذا السبب تبدو الشمس دائمًا وكأنها تشرق في الأفق الشرقي وتغرب في الغرب. إذا كان بإمكانك رؤية الأرض من أعلى ، والنظر إلى الأسفل إلى المنطقة القطبية الشمالية ، سيبدو الكوكب وكأنه يدور في عكس اتجاه عقارب الساعة. ومع ذلك ، عند النظر إليها من المنطقة القطبية الجنوبية ، يبدو أنها تدور في اتجاه عقارب الساعة.

الميل المحوري للأرض وعلاقته بمحور الدوران ومستوى المدار كما تُرى من الشمس أثناء الاعتدال الشمالي. الائتمان: ناسا

تدور الأرض مرة كل 24 ساعة تقريبًا بالنسبة للشمس ومرة ​​واحدة كل 23 ساعة و 56 دقيقة و 4 ثوانٍ بالنسبة للنجوم. علاوة على ذلك ، فإن محوره المركزي يتماشى مع نجمتين. يشير المحور الشمالي إلى الخارج إلى Polaris ، ولهذا السبب يطلق عليه 'النجم الشمالي' ، بينما يشير المحور الجنوبي إلى Sigma Octantis.

الميل المحوري:

كما لوحظ بالفعل ، بسبب الأرض الميل المحوري (أو الانحراف) ، ليلا ونهارا لا يتم تقسيمهما بالتساوي. إذا كان محور الأرض عموديًا على مستواها المداري حول الشمس ، فإن جميع الأماكن على الأرض ستشهد كميات متساوية من النهار والليل (أي 12 ساعة من النهار والليل ، على التوالي) كل يوم خلال العام ولن يكون هناك تغير موسمي.

بدلاً من ذلك ، في أي وقت من السنة ، يكون أحد نصفي الكرة الأرضية متجهًا أكثر قليلاً نحو الشمس ، تاركًا الآخر متجهًا بعيدًا. خلال هذا الوقت ، سيعاني أحد نصفي الكرة الأرضية من درجات حرارة أكثر دفئًا وأيامًا أطول بينما سيشهد النصف الآخر درجات حرارة أكثر برودة وليالي أطول.

التغييرات الموسمية:

بالطبع ، نظرًا لأن الأرض تدور حول الشمس وليس فقط حول محورها ، تنعكس هذه العملية على مدار عام. كل ستة أشهر ، تدخل الأرض نصف مدار وتغير مواقعها إلى الجانب الآخر من الشمس ، مما يسمح لنصف الكرة الآخر بتجربة أيام أطول ودرجات حرارة أكثر دفئًا.

أداء الفنان لدوران الأرض ومباشرة الاعتدالات. الائتمان: ناسا

وبالتالي ، في الأماكن المتطرفة مثل القطب الشمالي والجنوبي ، يمكن أن يستمر ضوء النهار أو الليل لأيام. تلك الأوقات من العام التي يمر فيها نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي بأطول أيامها ولياليها تسمى الانقلابات ، والتي تحدث مرتين في السنة لنصف الكرة الشمالي والجنوبي.

ال الانقلاب الصيفي يقام بين 20 و 22 يونيو في نصف الكرة الشمالي وبين 20 و 23 ديسمبر من كل عام في نصف الكرة الجنوبي. ال الانقلاب الشتوي يحدث في نفس الوقت ولكن في الاتجاه المعاكس - بين 20 و 23 ديسمبر لنصف الكرة الشمالي و 20 و 22 يونيو لنصف الكرة الجنوبي.

وفق NOAA ، حول الانقلاب الشتوي في القطب الشمالي ، لن يكون هناك ضوء الشمس أو حتى الشفق الذي يبدأ في أوائل أكتوبر ، ويستمر الظلام حتى بداية الفجر في أوائل مارس. على العكس من ذلك ، حول الانقلاب الصيفي ، يظل القطب الشمالي في ضوء الشمس الكامل طوال اليوم طوال الصيف بأكمله (ما لم تكن هناك غيوم). بعد الانقلاب الصيفي ، تبدأ الشمس في الغرق نحو الأفق.

ميزة أخرى مشتركة في دورة النهار والليل هي رؤية القمر والنجوم والأجرام السماوية الأخرى. من الناحية الفنية ، لا نرى القمر دائمًا في الليل. في أيام معينة ، عندما يكون القمر في وضع جيد بين الأرض والشمس ، يكون كذلك مرئي خلال النهار. ومع ذلك ، لا تظهر النجوم والكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي إلا في الليل بعد غروب الشمس بالكامل.

'سماء الليل'. في ليلة صافية ، تظهر النجوم والشريط المتوهج لمجرة درب التبانة بشكل عام. الائتمان: سام كريممين

والسبب في ذلك هو أن ضوء هذه الأشياء خافت جدًا بحيث لا يمكن رؤيته خلال ساعات النهار. الشمس ، كونها أقرب نجم إلينا وأكثر جسم مشع مرئي من الأرض ، تحجبها بشكل طبيعي عندما تكون في السماء. ومع ذلك ، مع ميل الأرض بعيدًا عن الشمس ، يمكننا أن نرى القمر يشع ضوء الشمس بشكل أكثر وضوحًا ، وضوء النجوم يمكن اكتشافه.

في ليلة صافية بشكل خاص ، وافتراض التلوث الضوئي ليس عاملاً رئيسياً ، فقد يكون النطاق المتوهج لمجرة درب التبانة وغيوم الغبار والغاز الأخرى مرئيًا أيضًا في سماء الليل. هذه الأجسام أبعد من النجوم الموجودة في محيطنا من المجرة ، وبالتالي فهي أقل لمعانًا ويصعب رؤيتها.

شيء آخر مثير للاهتمام حول دورة النهار والليل هو أنها تصبح أبطأ مع مرور الوقت. هذا يرجع إلى آثار المد والجزر القمر له دوران الأرض ، مما يجعل الأيام أطول (ولكن بشكل هامشي فقط). وفقًا للساعات الذرية حول العالم ، فإن العصر الحديث أطول بنحو 1.7 مللي ثانية مما كان عليه قبل قرن من الزمان - وهو تغيير قد يتطلب إضافة المزيد ثواني كبيسة فى المستقبل.

لدينا العديد من المقالات الشيقة في دوران الأرض هنا في Universe Today. لمعرفة المزيد حول الانقلاب الشتوي هنا في Universe Today ، تأكد من مراجعة مقالاتنا حول أقصر يوم في السنة و ال الانقلاب الصيفي .

يمكن العثور على مزيد من المعلومات في وكالة ناسا ، فصول السنة و الشمس في الانقلاب الشمسي

تحقق من هذا البودكاست في Astronomy Cast: حياة الشمس