יום השוויון: היום הראשון של עונת הסתיו

 

היום (22.9) אפשר לקחת נשימה עמוקה ולהתכונן להשאיר את החום והלחות של הקיץ מאחור. בלילה של ה-22 החל באופן רשמי הסתיו. זהו למעשה "יום השוויון", שבו משך היום והלילה שווים. 

 

ביום השוויון השמש חולפת בדיוק בנקודה בה מתלכדים שני מישורי הסיבוב של כדור הארץ: מישור המילקה, שהוא המישור שבו כדור הארץ מקיף את השמש, ומישור קו המשווה- שהוא מישור המאונך לציר הסיבוב של כדור הארץ סביב עצמו. למעשה זה קורה פעמיים בשנה, פעם אחת ביום הראשון של הסתיו ופעם אחת ביום הראשון של האביב. הפעם, השמש תעבור את הנקודה מצפון לדרום, ויגיע שוויון הסתיו (בלועזית: Autumnal Equinox). ב 21 במרץ עוברת השמש את נקודת החיתוך השנייה מדרום לצפון, ויתרחש שוויון האביב (Vernal Equinox). אלה שתי העונות האהובות ביותר על רוב האנשים אבל מדוע בכלל הם קיימות?

 

 

כל מי שניווט אי פעם בחושך במדבר, כשרק נצנוצי הכוכבים שולחים לו רמזים על מיקומו במרחב, יודע ודאי היטב כיצד למצוא את הצפון. כוכב הצפון נמצא במקום יחסית קבוע מפני שכדור הארץ מסתובב סביב עצמו בהטיה די קבועה וציר הסיבוב מצביע היישר לקוטב השמיימי הצפוני. העולם שלנו היה שונה מאוד לולא ההטיה הזו. לציפורים לא הייתה סיבה לנדוד, בארון הבגדים היה הרבה יותר מקום, וחזאי מזג האוויר היו צריכים לחפש להם מקצוע אחר. במילים אחרות: לולא ההטיה הזו עונות השנה לא היו קיימות.

 

כאשר הקוטב הצפוני של כדור הארץ מוטה לכיוון השמש, אלה שנמצאים בחצי הכדור הצפוני, כמונו למשל, רואים את השמש יחסית גבוה בשמים. במצב כזה שטף הקרינה שמגיע מהשמש חזק ומרוכז יותר. לכן יהיה גם חם יותר יחסית לחצי כדור הארץ הדרומי, שם השמש תהיה קרובה יותר לאופק, הקרינה תתפזר יותר ויהיה פחות חם. ממש כפי שבשעות הבוקר, כאשר השמש נמוכה בשמים, קרניה מתפזרות על שטח גדול יותר מאשר בשעות הצהריים, אז היא גבוהה בשמים ושולחת את קרניה בזווית ישרה.

 

 

 

תוכלו להמחיש זאת אם תכוונו פנס לעבר הקיר במאונך אליו, כך שהאלומה תתרכז בכתם עגול קטן אך חזק. אבל ככל שתטו את הפנס האלומה על הקיר תימרח על פני שטח גדול יותר ועצמת האור תיחלש. 

 

 

 

למזלנו הקוטב הצפוני של כדור הארץ לא מוטה תמיד לכיוון השמש. מי יכול היה לסבול קיץ כל השנה? כיוון שכיוון הציר קבוע בחלל, במשך חצי שנת הקפה סביב השמש הקצה הצפוני של הציר מוטה לכיוון השמש, ובמשך חצי שנה נוספת של הקפה, הקצה הדרומי מוטה לכיוון השמש. הנה, כך: 

 

 

 

 

וזו בעצם הסיבה שעונות השנה מתחלפות. כשהקוטב הצפוני נוטה אל השמש (בצד שמאל) הקרינה הישירה והאנכית על החלק הצפוני מחממת אותו יותר מאשר את החלק הדרומי, שם קרני האור מתפזרות יותר"נמרחות" מהצד. כשהקוטב הדרומי נוטה אל השמש (בצד ימין) קורה בדיוק להפך. 

 

בין עונות הקיץ והחורף, מתקיימים מצבי ביניים, סתיו ואביב, בהם חצי הכדור הצפוני והדרומי סופגים כמות קרינה דומה, והיום והלילה הולכים ומשתווים. בנקודות השוויון, ציר הסיבוב של כדור הארץ אינו פונה לשמש- לא חלקו הצפוני ולא חלקו הדרומי. במצב כזה השמש נמצאת במרחק שווה משני הקטבים.

 

אנחנו נמצאים עתה בכדור הארץ הקרוב באיור למעלה. הזווית הקבועה הזו של ציר סיבוב כדור הארץ, זווית קטנה של 23.5 מעלות בסך הכל, היא זו שבגללה הימים עתה יתחילו להתקרר והם יוסיפו להתקרר ככל שנעבור לצד השמש שבו הקוטב הצפוני יפנה הלאה מהשמש (כדור הארץ הימני באיור). 

 

 

המונח הלועזי ליום השוויון – equinox נגזר מהמילה הלטינית שמשמעותה "לילה שווה". לפי ההגדרה האסטרונומית, הלילה מתחיל רשמית כאשר בדיוק מחצית מדסקת השמש שוקעת באופק, והיום מפציע כאשר מחצית מהעיגול האדמדם מבצבצת לה במזרח. על פי ההגדרה בימי השוויון בסתיו ובאביב משך היום שווה למשך הלילה: 12 שעות. אבל בפועל המצב קצת שונה. אור היום, ודמדומי השקיעה והזריחה, נמשכים כמה דקות מעבר לאורכו של היום הרשמי. מצב זה נוצר כתוצאה מעיוות אופטי בשבירת קרני האור באטמוספרה, הגורם לכך, שכאשר השמש נמצאת בקרבת האופק היא נראית כאילו היא נמצאת כשלושת רבעי מעלה (כשלושה רדיוסי שמש) מעל מיקומה האמיתי. כתוצאה מכך, ביום השוויון, אורכו של היום גדול מאורכו של הלילה. 

 

 

 

 

אורך היום אינו שווה גם בין קווי הרוחב השונים. משך הזמן שהשמש נראית מעל האופק למרות שהיא למעשה מתחת לאופק משתנה ממקום למקום. בקו המשווה, שם השמש חותכת את קו האופק במאונך, העיוות האופטי שגורף לשמש להיראות גבוה יותר ממה שהיא באמת, מוסיף 3 דקות אור בשעת הזריחה ו-‏3 דקות אור בשעת השקיעה, ובסך הכל 6 דקות בלבד. 

 

ככל שנתרחק מקו המשווה, כך ייקח לשמש יותר זמן לרדת מתחת לאופק ויתווספו עוד כמה דקות לשעות היום. בישראל, למשל, אורך שעות היום בימי השוויון הוא כ-‏12 שעות ו-‏8 דקות. בקטבים, שם השמש נעה בתנועה כמעט מקבילה לחלוטין לקו האופק, היא נראית מעל האופק רוב הזמן וזה אומר שרוב היממה, גם בקוטב הדרומי וגם בקוטב הצפוני, יש אור יום בימי השוויון הסתווי והאביבי.  אז מתי נוכל בכל זאת ליהנות משוויון אמיתי? אורך יום של 12 שעות בדיוק יתקבל כאן אצלנו כארבעה ימים אחרי יום השוויון הסתווי וארבעה ימים לפני יום השוויון האביבי.

 

אם תהיתם למה תאריך תחילת הסתיו אינה מסמן את תחילת הסתיו הממשי, עם הרוחות וכולי, אז זה לא רק אתם. לרוב תושבי כדור הארץ תחילת הסתיו אינה מסמנת שינוי מיידי במזג האוויר. כ-70% מפני כדור הארץ מכוסים במים, ואלה צוברים את החום הנקלט מקרינת השמש באטיות וכן, גם פולטים אותו באטיות. ממש כמו שבבריכה חום המים יגיע לשיאו בשעות הערב ולא בשעת הצהריים, כשהקרינה בשיאה. זו גם הסיבה שבכל כדור הארץ העונות מתאחרות יחסית לימי ההיפוך או השוויון, ואיחור זה גדל ככל שהאזור סמוך למקור מים.