Höstjämdag: Vetenskapen bakom höstens första dag

Idag, den 23 september, kommer hela världen att uppleva en dag och natt av lika längd när solen skiner direkt över ekvatorn - mittpunkten på jorden. (För 2019 kommer detta ögonblick att hända kl. 03.50 ET.) På norra halvklotet kallar vi detta höst- eller höstjämdag och det markerar den första höstdagen. Runt om i världen firar människor dagen med ceremonier, några av dem gamla och andra mindre.

Du kanske undrar två saker. Varför nästan varannan dag på året (vår- eller vårdagjämning är undantaget) har olika delar av världen dagar och nätter med olika längd? Och vad kallar de höstjämdag på södra halvklotet?

Hur höstjämjämningen fungerar

allou / iStock via Getty Images

Svaret på var och en av dessa frågor ligger i jordens axiella lutning. Det enklaste sättet att föreställa sig att luta är att tänka på att garva på stranden. (Stanna med mig här.) Om du lägger dig på magen blir din rygg sprängd av solen. Du väntar inte i 30 minuter och floppar sedan över och kallar det en dag. Snarare, när du solar dig, då och då, byter du positioner lite. Du kanske lägger lite mer på ena sidan. Du kanske lyfter en axel, rör ett ben. Varför? För att du vill att solen ska skina direkt på en annan del av dig. Du vill ha en jämn solbränna.

Det kan tyckas lite dumt när du tänker på det. Solen är en gigantisk fusionsreaktor 93 miljoner mil bort. Solstrålning träffar hela ryggen och armar och ben och så vidare, oavsett om du justerar axeln eller inte. Men du justerar, och det verkligengörförbättra din solbränna, och du vet detta instinktivt.

Jorden fungerar mycket så, förutom att den drivs av fysik, inte av instinkt. Om det inte fanns någon lutning skulle bara en latitud någonsin få den mest direkta solstrålningen: ekvatorn. När jorden kretsade kring solen skulle planeten badas i solljus, men det skulle bara vara ekvatorn som alltid skulle få den mest direkta träffen (och den mörkaste solbränna). Men jorden har en lutning. Skjut en pol genom planeten med den ena änden som sticker ut nordpolen och den ena änden sticker ut södern, och vinkla hela saken med 23,5 °. Det är graden av jordens lutning.

Snurra nu vår lilla skevade jord och placera den i en bana runt solen. Vid olika punkter i banan kommer solen att skina direkt på olika breddgrader. Det kommer att lysa direkt på ekvatorn två gånger i en komplett omlopp - vår- och höstjämdagarna - och vid olika tidpunkter under året kommer den mest direkta solstrålningen att glida upp eller ner. Den högsta breddgraden som får direkt solljus kallas Cancer-vändkretsen. Den lägsta punkten är Stenbockens vändkrets. Stolparna, kommer du att notera, är snövit. De har, om du vill, en fruktansvärd solbränna - och det beror på att de aldrig får solstrålning från en direkt överliggande sol (inte ens under den långa polarsommaren, när solen aldrig sjunker under horisonten).

När börjar fallet?

Kesu01 / iStock via Getty Images

Årstiderna har inget att göra med jordens avstånd från solen. Axiell lutning är orsaken till årstiderna. Solen är direkt över Cancer-vändkretsen (66,5 ° latitud på norra halvklotet) den 21 eller 22. juni. När det inträffar är norra halvklotet i sommarsolståndet. Dagarna blir långa och varma. När året går, blir dagarna långsammare och svalare när sommaren viker för hösten. Den 21 eller 22 september har solens direkta ljus nått ekvatorn. Dagar och natt når paritet, och eftersom solen slår hela världen direkt, upplever varje latitud detta samtidigt.

Den 21 eller 22 december är solen direkt över Stenbockens vändkrets på södra halvklotet, vilket betyder att norra halvklotet får minst solljus det kommer att få hela året. Norra halvklotet är därför i vintersolstånd. Våra dagar är korta och nätterna är långa. Paritet uppnås igen den 21 eller 22 mars, vårjämvärdet för norra halvklotet, och hela processen kommer att upprepas.

Vänd nu allt detta för södra halvklotet. När vi är på höstdagjämning är de vid vårdagjämning. Lycklig första vårdag, södra halvklotet!

varför är den amerikanska flaggan bakåt

Och välkommen att falla, norra halvklotet! Njut av denna långa dag med solljus, för mörka dagar är framåt. Du får mindre och mindre ljus fram till vintersolståndet och dagarna blir kallare. Ta dock tröst i att veta att hela världen upplever samma sak. Nu är det södra halvklotets tur att göra sig redo att spendera lite tid på stranden.

Denna historia sprang först 2016.