Что на самом деле выравнивается в Осеннее Равноденствие?

Многие, даже в прессе, утверждают, что в Осеннее равнодентвие: "День и ночь одинаковые, день выравнивается с ночью" - увы, это утверждение неверно по сути.

Рис.1 Движение Солнца в День Осеннего равноденствия в местности севернее тропика Рака. Восход близ востока, заход - запада

"В День Осеннего Равноденствия продолжительность дня равна продолжительности ночи на всей планете Земля и составляет 12 часов" - вероятно, ответит большинство взрослых на вопрос: "Чем примечательно Осеннее равноденствие?", а дети в ответ могут сказать - "День и ночь одинаковые", но увы, и те и другие будут не правы по сути.
Нет, действительно, если бы Земля была гладким вращающимся шаром без атмосферы, а Солнце точечным удаленным источником света, то все так бы и было.
К счастью, у планеты Земля есть атмосфера, а наше Солнце мы видим как диск с угловым размером 0,5°!
Наличие у Солнца значимого углового размера почти в половину градуса, приводит к тому, что утром солнце даже на экваторе появляется над горизонтом на 1 мин раньше, а вечером скрывается за горизонтом на 1 минуту позже, чем если б оно было светящейся точкой-звездочкой (Земля поворачивается на 1 градус за 4 минуты).
Благодаря близости Солнца, день даже на экваторе, выигрывает у ночи 2 минуты! (на крайнем севере и юге, где солнце заходит вскользь к горизонту этот эффект может добавлять не только минуты, иногда даже часы).
Наша земная атмосфера создает еще один замечательный эффект увеличивающий продолжительность дня - это рефракция, отклонение лучей света, вследствие их преломления в воздушной среде. Этот эффект иллюстрирует рисунок 2.

Рис.2. Рефракция атмосферы. Солнце как физическое тело еще за горизонтом, но его лучи, преломляясь в атмосфере отклоняются к поверхности Земли и освещают ее там, где должна быть ночь, а наблюдатели видят Солнце раньше, чем оно реально взошло!

Вклад рефракции в увеличение дня зависит от состояния атмосферы и на экваторе может варьироваться от 1,5 до 4 мин (в среднем по 2,5 минуты на каждый восход или заход Солнца и сезонные визуальные перемещения Солнца большого вклада не вносят). Получается, что даже на экваторе всегда день длиннее ночи не менее чем на 10 минут!
Давайте посмотрим, что происходит с продолжительностью светлого времени суток, в День осеннего равноденствия в разных городах планеты Земля, как в северном полушарии, так и в южном (рис. 3)

Рис. 3. Точное время восхода и захода Солнца в различных городах планеты в День Осеннего Равноденствия:
Рис. 3. Точное время восхода и захода Солнца в различных городах планеты в День Осеннего Равноденствия:
  • Мурманск - продолжительность дня 12 часов 22 минуты, разница в долготе дня и следующей ночи Δ = 40 мин;
  • Рим - продолжительность дня 12 часов 10 минут, разница в долготе дня и следующей ночи Δ = 19 мин;
  • Кампала (почти на экваторе)- продолжительность дня 12 часов 7 минут, разница в долготе дня и следующей ночи Δ = 14 мин;
  • Кейптаун - продолжительность дня 12 часов 6 минут, разница в долготе дня и следующей ночи Δ = 12 мин.

(если кликнуть по карте Кампалы, то меняя даты, можно наглядно убедиться, что на экваторе день всегда длиннее ночи)

Получается, что в нашем родном, российском Мурманске, кстати, самом большом городе мира за полярным кругом, в осеннее равноденствие, день длиннее ночи на целых 40 минут, даже гораздо южнее, в Риме, разница все равно существенная - 19 минут.
Ошибка изначального высказывания о равенстве дня и ночи легко исправляется добавлением слова "почти" как это сделано в Большой Советской энциклопедии: "в равноденствие день почти равен ночи..." 1.
При точном же подходе получается как раз наоборот в день равноденствия на планете Земля нет ни одной точки где бы день был равен ночи!
В Северном полушарии выравнивание дня и ночи происходит позже осеннего равноденствия, а в Южном до него. В Москве, например, выравнивание дня и ночи приходится на 25 - 26 сентября, после этих дней ночь становится длиннее дня:

Москва ( 55.83 37.62 )Пятница, 23 сентября 2018Восход Солнца:   06:17 
Заход Солнца:     18:28 
Солнечный полдень: 12:23:19 MSK 
( Fri, 22 Sep 2018 09:23:19 GMT )
Угол возвышения Солнца (max): 34,172° 
(или 34° 10′ 20″ )
День: 12 часов 11 мин;
Ночь: 11 часов 45 мин; Δ = 26 мин!
Москва ( 55.83 37.62 )Пятница, 23 сентября 2018Восход Солнца:   06:17 Заход Солнца:     18:28 Солнечный полдень: 12:23:19 MSK ( Fri, 22 Sep 2018 09:23:19 GMT ) Угол возвышения Солнца (max): 34,172° (или 34° 10′ 20″ ) День: 12 часов 11 мин; Ночь: 11 часов 45 мин; Δ = 26 мин!

Москва ( 55.83 37.62 ) Понедельник, 25 сентября 2018 Восход Солнца:   6:20
Заход Солнца:     18:21
Солнечный полдень: 12:21:25 MSK
( Mon, 25 Sep 2018 09:21:25 GMT )
Угол возвышения Солнца (max): 33,395°
(или или 33° 23′ 37″ )

Вот теперь пришла пора разобраться, почему сторонники сравнения дня и ночи в равноденствие оказались "не правы по сути".
Как наглядно показывают данные на рисунке 3

в Равноденствие продолжительность дня выравнивается в наибольшей степени по всему Земному шару.


Именно этот признак решили взять как основополагающий для названия события наши предки: Равный день по всей Земле = Равноденствие - это звучит объединяюще, оптимистично и по сути более верно, в отличие от мрачного Западного Equinox (буквально от латинского "равный ночи" - вот, где корни всеобщего многовекового заблуждения!).

Как "назначается" День Осеннего Равноденствия и что такое равноденствие?

В рамках современной астрономической науки принято наиболее очевидное для земного наблюдателя определение: Точная дата пересечения центра Солнца с небесным экватором2 называется моментом равноденствия. С точки же зрения космического наблюдателя в момент равноденствия наклон земной оси совпадает с направлением ее орбитального движения (плоскость земной оси перпендикулярна линии соединяющей центры масс Земли и Солнца - Схема 1).
Таким образом точка пересечения небесного экватора с эклиптикой 3 через которую Солнце проходит двигаясь с севера на юг называется точкой осеннего равноденствия(эклиптические координаты 180°, 0°; экваториальные 12ч00м00с , 0°; в настоящее время находится в созвездии Дева)

- Точка орбиты в которой находится Земля в момент осеннего равноденствия называется орбитальной точкой осеннего равноденствия.

- Днем Осеннего Равноденствия называется тот день, на дату которого приходится момент осеннего равноденствия.

В 2018 году на всей территории России День Осеннего Равноденствия справляют 23 сентября от Камчатки с Чукоткой до Калининграда (МСК-1 от момента времени 04:54 укладывется в пределы 23.09.2018 с запасом).

Схема 1. Планета Земля в орбитальной точке осеннего равноденствия, плоскость эклиптики и наклон земной оси

Чтобы увеличить изображение и увидеть пояснения кликните по нему...

Главный признак орбитальной точки осеннего равноденствия заключается в том, что в этой точке плоскость земной оси перпендикулярная эклиптике, так же образует прямой угол с направлением на Солнце и, следовательно, угол между направлением на центр Солнца и линией земной оси составляет ровно 90°(Земля повернута так, что со стороны Солнца видны оба полюса).

События, связанные с осенним равноденствием

Согласно основам небесной механики, а так же Закону РФ "Об Исчислении Времени" датой Дня осеннего равноденствия в Центральной России в високосный и следующий за ним годы является обычно 22 сентября, в последующие 2 года 23 сентября.

ГодДата осеннего равноденствия (МСК)ГодДата осеннего равноденствия (МСК)201622.09.2016 17:21202022.09.2020 16:31201722.09.2017 23:02202122.09.2021 22:21201823.09.2018 04:54202223.09.2022 4:03201923.09.2019 10:50202323.09.2023 9:49

В 2018 году Земля окажется в точке осеннего равноденствия 23 сентября 2018 04:54 MSK (23.09.2018 01:54 UTC - Солнце: вхождения в знаки зодиака, солнцестояния, равноденствия - точные даты).

При этом произойдут следующие события:

1. Наступит астрономическая осень.
2. Согласно зодиакальному положению Солнце перейдет в знак зодиака Весы.
3. Продолжительность дня на всей планете станет максимально возможно равной.
4. На экваторе в полдень Солнце окажется в зените.
5. Солнце взойдет почти точно на востоке, а зайдет почти точно на западе (Рис.1).
6. Измерив угол максимального возвышения Солнца  hsun (Рис.1), можно определить широту местности

φ  = 90° - hsun ,

в Москве, например,

φ = 90° - 34,460° = 55,54° .

7. По всей Земле день будет длиннее ночи.
8. В Северном полушарии вскоре после равноденствия день сравняется с ночью (в Германии, например, такой день отмечен особо, как Equilux), а за полярным кругом наступит полярная ночь

Утром этого дня, при чистом рассвете, в Стоунхендже луч солнца коснется каменной метки осеннего равноденствия, точно так же как и в других древних сооружениях, предназначенных для обеспечения календарного исчисления времени.

Обычаи и традиции, связанные с днем осеннего равноденствия

В дореволюционной России День осеннего равноденствия приходился на 9-10 сентября, к этому времени народ уже успевал отметить как новолетье, так и календарный приход осени. Ко дню равноденствия, как правило, наступала "унылая пора", поэтому осеннее равноденствие никто особого не праздновал. На эту дату очень часто приходится православный День памяти Петра и Павла - "Петр и Павел Осенние", так что это равноденствие поминают вместе с ними...
А вот в Японии День Осеннего Равноденствия - это государственный праздник (яп. 秋分の日 Сю:бун-но хи или Шубун но хи), но так же и в России, - это "День поминовения".
В современной Европе к этому дню приурочивают всевозможные осенние ярмарки и фестивали, но устойчивые традиции пока еще не сложились.

К сожалению, о древнеславянских празднованиях в канун осеннего равноденствия достоверно ничего сказать нельзя - от языческой мифологии Руси практически ничего до наших дней не дошло.
Кроме того, письменно упоминаемый в древних источниках пантеон восточно-славянских богов так малочисленен, что предоставляет возможность для неограниченный полета фантазии в сочинении "праславянской мифологии" и "воссоздании" многочисленных "древних" праздников...

Пословицы и поговорки связанные с осенним равноденствием

"В сентябре лето кончается".
"Равноденствие весною свет кажет, осенью - сумерки".

Орбитальная точка осеннего равноденствия Земли

По определению, равноденствие - это момент, который довольно сложно практически установить с большой точностью (и как следствие - дорого), поэтому его определяют расчетным путем, а непосредственно в равноденствие проводят уточняющие измерения.
При расчетах можно использовать следующие признаки осеннего равноденствия:

- угол между направлением на центр Солнца (SосеньO) и линией земной оси (SосеньN) составляет ровно 90° (схема 1);
- плоскость, проходящая через центр Солнца и ось Земли, имеет наклон к плоскости эклиптики 90° - ε = 90° - 23,44° = 66,56°,
- линия пересечения плоскости экватора с плоскостью эклиптики совпадает с линией, соединяющей центр Солнца и центр Земли (направлению на Солнце - B2O, схема 1);
- линия, соединяющая центр Солнца и центр Земли, проходит через экватор.

На рисунке схемы 1 совсем не случайно полуось орбиты Земли - линия А1О изображена заметно меньшей, чем полуось ОА2. Это действительно так - орбита Земли в настоящее время вытянута в сторону точки летнего солнцестояния.
Вследствие этого, промежуток времени от момента весеннего равноденствия до осеннего, больше чем от осеннего равноденствия до весеннего на 7 дней 13 часов 21 минуту (март 2018 - сентябрь 2018 интервал 186,4 дня и сентябрь 2018-март 2019 интервал 178,84 дня). Средняя за это столетие разница интервалов равноденствия 7 дн. 13 ч. 37 м.

Sergey Ov (Seosnews9

По материалам: День Осеннего Равноденствия, момент осеннего равноденствия и орбита Земли