ההסבר הפשוט - הזמן שאנו קובעים באופן שרירותי בשעון לא תואם תמיד לזמן הנקבע ע"י השמש.

ההסבר לעומק - התופעה מתרחשת בגלל "שוויון הזמנים" (equation of time).
שוויון הזמנים מתאר את ההבדל בין השעה לפי שעון השמש (Apparent solar time) והשעה לפי השעון הרשמי - זמן השמש הממוצע, Mean solar time

Apparent solar time או "הזמן לפי השמש" הוא הזמן "למעשה".
אם ניקח שעון ונבדוק את המיקום של השמש כל יום כאשר השעה למשל 12:00 בצהריים נגלה שמיקום השמש משתנה; השמש תהיה במרידיאן שונה (מרידיאן (או מצהר בעברית) הוא קו דמיוני הניצב לאופק וחותך את השמים מקוטב לקוטב).
למעשה "חצות היום" האמיתי ניתן למדידה ע"י שעון שמש והוא מתרחש כאשר השמש בנקודה הגבוה ביותר בשמים (זהו למעשה 12:00 בצהריים על פי "זמן השמש").
המונחים AM וPM הנהוגים במדינות מסוימות והמוצמדים לשעה פירושם: Ante Meridian = לפני חצות היום או לפני שהשמש עוברת את קו המרידיאן ו Post Meridian = לאחר חצות היום או אחרי שהשמש עוברת את קו המרידיאן.


קווי רוחב ומרדיאנים, בתמונה הקווים האדומים הם קוו הרוחב והשחורים הם מרדיאנים. תמונה באדיבות ויקיפדיה.

אם נציב מצלמה במקום קבוע ונצלם כל יום באותה שעה את השמש נגלה שהיא לא שומרת על מיקום קבוע בשמיים אלא מציירת את הספרה 8 בצורת מוארכת במצב שכיבה (כמו סמל האינסוף); תנועה זו של השמש (או למעשה של כל גרם שמימי) קרויה ה"אנאלמה" (Analemma) של השמש.
 


האנלמה של השמש. תמונה באדיבות ויקיפדיה.

הסיבה למיקום השונה של השמש היא שאורך היום שונה בעונות השנה השונות (מה שנגרם בגלל הנטייה של כדור הארץ בזווית של 23 מעלות וחצי ביחס לציר הסיבוב סביב השמש).

Mean solar time או השעון הרשמי.
בגלל השוני באורך היום בעונות השנה השונות (הכוונה לאורך היום כולו, יום +לילה) היה נוצר מצב שאורך של שעה היה משתנה ולא קבוע (יכול להגיע להפרש של שנייה כל שעה בהשוואה בין יום אחד למשנהו). מצב כזה כמובן לא רצוי ולא נוח ולכן חישבו ערך "ממוצע" של שעה שבחשבון כללי יוצר שוויון בין השנה הממוצעת לשנה שמשית.

אבל באותה נשימה, מצב זה יוצר הבדלים של עד 15 דקות (כלומר 15 דקות מקסימום) בין אורך היום ה"אמיתי" (הנקבע על פי השמש) לאורך היום הממוצע הנקבע על פי השעון.

היום הארוך ביותר הוא היום בו יש הכי הרבה שעות אור – זהו ערך הנקבע ע"י השמש.
שעת השקיעה והזריחה נקבעות ע"י השעון הרשמי (Mean solar time).
ויש סטייה של מספר ימים בין השניים.

כמה ימים?
העסק לא נעשה יותר פשוט.
למעשה התאריך המדויק של היום בו הזריחה המקודמת ביותר והשקיעה המאוחרת ביותר משתנה על פי קווי הרוחב.
לדוגמא -
בקו רוחב 52 (הולנד למשל) התאריכים הם:
הזריחה המוקדמת ביותר-  17 ליוני
הזריחה המאוחרת ביותר- 31 לדצמבר
השקיעה המוקדמת ביותר- 13 לדצמבר
השקיעה המאוחרת ביותר-  25 ליוני

בקו רוחב 14 (תאילנד למשל) התאריכים הם:
הזריחה המוקדמת ביותר- 2 ליוני
הזריחה המאוחרת ביותר- 23 לינואר
השקיעה המוקדמת ביותר- 21 לנובמבר
השקיעה המאוחרת ביותר- 9 ליולי

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע
 

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

9 תגובות

  • עינב

    שקיעה וזריחה של השמש

    איך נוצרת שקיעה וזריחה של השמש על כדור הארץ?

  • שאבי

    יום קצר בחורף וארוך בקיץ

    אני מבין שהזווית של השמש משתנה מהקיץ לחורף.. אבל מה הסיבה? מה משתנה כיוון השמש או כדור הארץ? והאם זו הסיבה שכך היום ארוך יותר בקיץ וקצר (שמש שוקעת מוקדם) בחורף?
    הרי זה לא נכון להגיד שכל המדינות בעולם כך, זה תלוי בקו הרוחב? נכון?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןחגי אדרי

    תשובה

    <p>
    שלום שאבי,</p>
    <p>
    אתה מוזמן לקרוא על הנושא בכתבות הבאות <a href="http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/earth_sci/%D7%90%D7%99%D... <a href="http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/earth_sci%D7%9E%D7%93%D7... <a href="http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/astrophysics/%D7%9E%D7%9... .<br />
    אני מקווה שזה יענה על השאלות שלך.</p>

  • שאבי

    עונות

    את התשובה אני מוצא בכתבה 3
    אבל זה רק מתקיים רק אם כדור הארץ נע במעגל שהוא למעלה ומטה סביב השמש. נכון?
    כלומר אם הוא מסתובב סביב השמש במעגל פנימה והחוצה זה לא מתקיים כי הזווית נשארת 23.5 כל הזמן. נכון?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןחגי אדרי

    תשובה

    <p>
    שלום שאבי,</p>
    <p>
    מחוץ לשדה הכבידה של כדור הארץ אין כל כך משמעות ללמעלה ולמטה או פנימה והחוצה - צריך להגדיר את הכיוונים בצורה שונה.<br />
    זווית הנטיה 23.5 היא ביחס למישור הסיבוב של כדור הארץ סביב השמש (מישור המילקה). אתה יכול להסתכל ב<a href="http://lcogt.net/files/styles/fourcol-image/public/spacebook/Ecliptic%20...תמונה הזו</a> להמחשה.</p>

  • ירון

    מיקום הזריחה

    האם מיקום הזריחה ביום הקצר ביותר הוא הדרומי ביותר וביום הארוך ביותר הוא הצפוני ביותר ובאילו תארכים מתקימים ימים אלו ?תודה

  • חיים חביב

    מיקום הזריחה

    שלום ירון,

    אכן אתה צודק, מיקום הזריחה הוא הדרום מזרחי ביותר ביום הקצר יותר קרוב למזרחי ביום הארוך (זה לפחות לגבי ישראל). את התאריכים לימים אלו תוכל למצוא בוויקיפדיה, בהגדרה ליום נקודת ההיפוך או כאן בטבלה:

    UT date and time of
    equinoxes and solstices on Earth[1]
    event equinox solstice equinox solstice
    month March June September December
    year
    day time day time day time day time
    2010 20 17:32 21 11:28 23 03:09 21 23:38
    2011 20 23:21 21 17:16 23 09:04 22 05:30
    2012 20 05:14 20 23:09 22 14:49 21 11:12
    2013 20 11:02 21 05:04 22 20:44 21 17:11
    2014 20 16:57 21 10:51 23 02:29 21 23:03
    2015 20 22:45 21 16:38 23 08:20 22 04:48
    2016 20 04:30 20 22:34 22 14:21 21 10:44
    2017 20 10:28 21 04:24 22 20:02 21 16:28
    2018 20 16:15 21 10:07 23 01:54 21 22:23
    2019 20 21:58 21 15:54 23 07:50 22 04:19
    2020 20 03:50 20 21:44 22 13:31 21 10:02

  • ד"ר אהרן קולנדר

    מוקדם ומאוחר הם כנראה מונחים בעייתיים

    מה שצריך להיות ברור הוא שביום הארוך ביותר הזריחה מוקדמת יותר ביחס ליום האתמול וליום המחר, וכך גם השקיעה היא מאוחרת יותר ביחס ליום האתמול וליום המחר. כל השאר, ענייני השרירותיות של קביעת השעה, אמורים להיות לא רלוונטיים לעניין.

  • ד"ר שקשוקה

    וואו!

    מזל שאתה יפה!!!
    (וכל הכבוד לצוות המכון - שמשאיר תגובה !@#$%^ כזו ללא מענה, 5 שנים. מצדיק את המאמץ שהושקע במאמר...)