הנוסח המקורי של השאלה: הבנתי תודות להסבריכם מדוע היום בקיץ באירופה ארוך יותר ככל שמתרחקים מקו המשווה, אך אינני מבין מדוע שם נמשך האור כשלוש וחצי שעות אחרי שנעלמה השמש מן האופק, ואילו כאן בארץ, אפילו בקיץ, אחרי שעה כבר יש חושך גמור.
יש כאלו שהיו אומרים לך שבאירופה הכל יותר מפואר, אז גם בשקיעות משקיעים יותר. עם זאת, ישנו הסבר פשוט לתופעת הדמדומים הארוכים. דמדומים הם תופעה הנגרמת בשל שבירת (refraction) קרני האור באטמוספרה כתוצאה מהבדלי הצפיפויות בין האטמוספירה העליונה הפחות צפופה לתחתונה היותר צפופה. מכיוון שקרני האור נשברים כלפי הצופה, אנו רואים את השמש נוגעת בים כאשר היא נמצאת למעשה כבר יותר מקוטר שמש אחד מתחת לאופק (35 דקות של מעלה) כפי שניתן לראות באיור מספר אחד, המצוייר בהגזמה לשם המחשה. בפועל האור בשעות הדמדומים בהם לא רואים את השמש מגיע משבירה ופיזור (diffraction) של אור על ידי הגזים באטמוספירה.
איור 1: שבירת האור בשל שינויים בצפיפות האטמוספירה גורמת לשמש להראות לצופה גם לאחר שכל קוטרה כבר ירד מתחת לאופק. אור ממשיך להגיע אל הצופה גם אחרי שקיעת השמש בשל פיזור האור על ידי האטמוספירה
דמדומים מתחלקים לשלושה זמנים עיקריים: דמדומים אזרחיים (מרכז השמש נמצא בין 0 ל 6 מעלות מתחת לקו האופק), בהם יש מספיק אור לראות בבירור עצמים ארציים, דמדומים ימיים (6 עד 12 מעלות מתחת לאופק) בהם ניתן בתנאים טובים (ללא עננים) לראות מתאר של עצמים על קו האופק אך לא בפרטיהם, ודמדומים אסטרונומיים (12 עד 18 מעלות מתחת לאופק), שזה הזמן שכל אדם מהישוב קורא לו חושך, ולמרות זאת כמות האור המזערית עדיין מפריעה לאסטרופיזיקאים לראות עצמים שמיימיים חיוורים במיוחד.
איור 2: מסלול השמש בשמיים בקווי גובה שונים. האיש האדום נמצא בקו המשווה, הירוק על חוג הסרטן (23.5 מעלות צפון), והכחול על החוג הארקטי (65 מעלות צפון). מסלולים צבעוניים מציינים את מעבר השמש יחסית לצופה בתאריך השיוויון (equinox) ובשיאי הקיץ (summer solstice) והחורף (winter solstice). זנית היא הנקודה בשמיים בדיוק מעל ראש הצופה, והחץ מצביע על הצפון השמימי, שהיא הנקודה בשמיים מעל הקוטב הצפוני.
אם קראת והבנת מדוע הימים במשך הקיץ ארוכים יותר ככל שמצפינים מקו המשווה, ידוע לך שנטיית ציר סיבוב כדור הארץ כלפי מישור הקפת השמש גורמת להסטת מיקום השמש בצהריים מקו המשווה בימי השוויון (equinox) צפונה עד לשיא (חוג הסרטן ב-23.5 מעלות צפון) ביום הארוך בשנה (summer solstice), ודרומה עד לשיא (חוג הגדי ב-23.5 מעלות דרום) ביום הקצר (winter solstice). אורך היום תלוי באורך המסלול שהשמש עושה בשמים, והמסלול הארוך ביותר הוא זה שמתבצע בזוית השטוחה ביותר. זוית מסלולה של השמש לעומת קו האופק תלוייה אך ורק במיקום הצופה על פני כדור הארץ. כפי שניתן לראות באיור 2 מסלול השמש ניצב לקו האופק בקו המשווה, וזויתו הולכת וקטנה ככל שמצפינים או מדרימים.
איור 3: ככל שזוית המסלול חדה יותר, כך מסלול השמש עד 6 מעלות מתחת לאופק ארוך יותר, ולפיכך לוקח יותר זמן.
מכיוון שקצב סיבוב כדור הארץ קבוע, הזמן בו יורדת השמש לזוית מסויימת מתחת לאופק תלוי באורך המסלול שקשור ישירות לזוית המסלול. על קו המשווה הזוית ישרה ומשך הדמדומים הם כ 45 דקות לאורך כל השנה. ככל שזוית המסלול קטנה מתארך המסלול אותו צריכה לעבור השמש מתחת לקו האופק עד שהיא מגיעה ל 6 מעלות, ומשום כך נמשכים הדמדומים זמן רב יותר (איור 3). במקומות שנמצאים קרוב יותר למעגל הארקטי (בערך 65 מעלות צפון) מהזויות שהוזכרו לעיל נמשכים הדמדומים עד שיא החושך בחצות הלילה ביום הארוך ביותר בשנה. למשל, בעיר הסנט פטרסבורג (59 מעלות צפון) נחגג היום הארוך בשנה בפסטיבלי לילה לבן, בו הדמדומים האזרחיים בשקיעה נמשכים עד חצות, ואז מתחילים דמדומי הזריחה.
אוני צברי
דוקטורנט, המחלקה לכימיה ביולוגית
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 יתקבלו תמיד בברכה.
