20 марта 2020 года — день весеннего равноденствия
Март перевалил за середину — в природе все ощутимее дыхание приближающейся весны. Если на юге России первый весенний месяц приносит и первое тепло, то в средней полосе России и на севере приближение весны ощущается прежде всего как стремительное нарастание светового дня.
В Москве световой день в марте прибавляется в среднем на 4,5 минуты за сутки. В Петербурге — на 5,5 минут! Если в начале месяца солнце пребывало на небе Петербурга 10 часов 30 минут, то в конце месяца уже 13 часов и 12 минут. За один лишь месяц день увеличивается почти на 3 часа!
Восход и заход Солнца в Петербурге с 16 по 22 марта 2020 года. Источник: voshod-solnca.ru
Именно в марте наступает дата, когда день становится равным ночи — солнце пребывает ровно 12 часов над горизонтом и 12 часов под горизонтом. Такая дата называется днем весеннего равноденствия.
Весеннее равноденствие в 2020 году
В этом году весеннее равноденствие наступает 20 марта в 6 часов 49 минут по московскому времени или в 3 часа 49 минут по всемирному (UTC).
Почему наступление равноденствия известно с такой точностью? Потому что по сути это не дата, а момент во времени, когда Солнце пересекает небесный экватор.
Движение Солнца на фоне звезд известно с высокой точностью. Сегодня мы можем на годы вперед рассчитать, когда наше дневное светило окажется в созвездии Тельца или, скажем, рядом со звездой Регул во Льве. Не представляет особых трудностей и расчет времени прохождения Солнца через небесный экватор.
В день равноденствия Солнце находится точно над экватором Земли, поэтому его лучи равномерно освещают северное и южное полушария Земли. Источник: EarthSky/Большая Вселенная
Кстати, а что такое небесный экватор? Это проекция земного экватора на небесную сферу, то есть в бесконечность. И вот 20 марта Солнце пересекает эту самую проекцию. Это значит, что в этот момент оно находится строго над экватором Земли, то есть освещает нашу планету не «сверху», не «снизу», а сбоку!
Возможно, вы не задумывались над этим, но летом или зимой это не так. Когда у нас лето, Солнце освещает Землю немного «сверху» (под «верхом» мы подразумеваем северный полюс Земли). Поэтому северному полушарию достается больше света, чем южному, а Солнце поднимается высоко в небе. Ясно, что северное полушарие прогревается гораздо лучше южного.
Обратная картина наблюдается зимой. Тогда лето наступает уже в южном полушарии Земли.
Ну а 20 марта 2020 года Солнце освещает оба полушария Земли равномерно. Это означает наступление астрономической весны в северном полушарии Земли (где день растет) и одновременно наступление астрономической осени в южном полушарии (где день убывает). Также это означает, что в день весеннего равноденствия везде, в любой точке Земли, кроме полюсов, день равен ночи.
Что же происходит на полюсах Земли? На северном полюсе Солнце в этот день впервые после полугодичного отсутствия показывается над горизонтом. Здесь начинается полярный день. На южном полюсе, в Антарктиде, Солнце, наоборот, скрывается под горизонтом. Здесь начинается долгая полярная ночь.
Равен ли день ночи в равноденствие?
Описанная выше картина была бы верной, если бы Земля не имела атмосферы, как Луна или планета Меркурий. На деле же день сравнивается с ночью еще до того, как Солнце пересекает небесный экватор. Например, в Петербурге уже 18 марта Солнце пробудет на небе 12 часов и 1 минуту. А 20 марта — целых 12 часов и 12 минут (см. таблицу выше).
Причина тому — рефракция в атмосфере, то есть преломление света на границе двух сред с разной плотностью (в нашем случае космической среды и воздуха). Простейший пример рефракции в бытовых условиях — преломление ложки, погруженной в стакан с водой.
Вот как раз из-за рефракции Солнце приподнимается над горизонтом «раньше срока» и наблюдается, фактически, до своего истинного восхода. Та же картина и с закатом — видимое Солнце садится за горизонт несколько позже, чем это происходит на самом деле.