Χειμερινό και Θερινό Ηλιοστάσιο

Στις 21 Δεκεμβρίου η διάρκεια της ημέρας θα φτάσει στο ελάχιστο του έτους και η έναρξη του χειμώνα θα είναι γεγονός. Το χειμερινό ηλιοστάσιο, όπως ονομάζεται, είναι η μέρα που όταν ο Ήλιος μεσουρανεί θα βρίσκεται στη χαμηλότερη του θέση. Αντίστοιχα, η 21^η του Ιουνίου θεωρείται η πρώτη μέρα του καλοκαιριού, ή το θερινό ηλιοστάσιο, με τον ήλιο να βρίσκεται στην υψηλότερη του θέση στον ουράνιο θόλο.

Η λέξη “ηλιοστάσιο”, εκ των “Ήλιος” και “στέκω”, προέρχεται από τη φαινομενική στάση του ηλίου κατά το πέρας των ημερών. Καθ’όλη τη διάρκεια του χρόνου, το άστρο μας ανατέλλει και φτάνει σε ένα μέγιστο σημείο στον ουρανό. Αν φωτογραφίσουμε αυτό το σημείο κάθε μέρα για ολόκληρο το έτος, όπως στην Εικόνα 1 παρακάτω, θα παρατηρήσουμε ότι η μεταβολή του δημιουργεί έναν σχηματισμό σαν το νούμερο 8.

Το κάτω δεξιά μέρος της ηλιακής κίνησης αντιστοιχεί στο χειμερινό ηλιοστάσιο. Οι ημέρες που βρίσκονται κοντά στη συγκεκριμένη ημερομηνία παρουσιάζουν μόνο μία μικρή αλλαγή στη θέση του μέγιστου ήλιου, εξού και η “στάση” στη λέξη ηλιοστάσιο. Αντίστοιχα, το πάνω αριστερά μέρος παρουσιάζει το θερινό ηλιοστάσιο, όπου ο ήλιος βρίσκεται ψηλότερα στον ουρανό. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι ισημερίες βρίσκονται στη μέση του σχήματος αυτού και όχι στα σημεία τομής του “οχταριού”. Σε αυτό το σχήμα φαίνεται επίσης και η διάρκεια της ημέρας, αφού, όσο χαμηλότερα βρίσκεται το ηλιακό μέγιστο, τόσο μικρότερη διάρκεια έχει η μέρα. Πιο συγκεκριμένα, για την Ελλάδα, η διάρκεια της μέρας κατά το χειμερινό ηλιοστάσιο θα είναι 9 ώρες και 32 λεπτά. Αντίστοιχα, η διάρκεια της νύχτας θα είναι 14 ώρες και 28 λεπτά. Στο θερινό ηλιοστάσιο η ημέρα είναι η μέγιστη με διάρκεια περίπου 14 ώρες και 48 λεπτά, ενώ η νύχτα έχει διάρκεια 9 ώρες και 12 λεπτά.

Κατά το χειμερινό ηλιοστάσιο στο βόρειο ημισφαίριο, οι ακτίνες του Ηλίου σχηματίζουν την ελάχιστη τους γωνία, με την Ελλάδα να λαμβάνει το ηλιακό φως σε γωνία περίπου 30^ο. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με το ότι οι νύχτες είναι αρκετά μεγαλύτερες από τις ημέρες, κάνει την ατμόσφαιρα και την επιφάνεια να απορροφούν όλο και λιγότερη ενέργεια από τον Ήλιο. Ως αποτέλεσμα, η μέση θερμοκρασία του ημισφαιρίου πέφτει ολοένα και περισσότερο. Έτσι, έχει καθιερωθεί να θεωρούμε το χειμερινό ηλιοστάσιο ως την αρχή του χειμώνα¹. 

Αντίστοιχα, στο θερινό ηλιοστάσιο, οι ακτίνες του Ηλίου σχηματίζουν τη μέγιστη τους γωνία, με την Ελλάδα να λαμβάνει το ηλιακό φως σε γωνία περίπου 73^ο (βλέπε Εικόνα 3). Ο Ήλιος βρίσκεται για περισσότερο χρόνο στον ουρανό και οι θερμοκρασίες αρχίζουν να αυξάνονται, οπότε το θερινό ηλιοστάσιο θεωρείται η έναρξη του καλοκαιριού.

Η υστέρηση που υπάρχει ανάμεσα στις ελάχιστες θερμοκρασίες του χρόνου και στην ημέρα του ηλιοστασίου προέρχεται κυρίως από τις μεγάλες ποσότητες νερού που υπάρχουν στην ατμόσφαιρά μας και ονομάζεται “Seasonal Lag” (Εποχιακή Καθυστέρηση). Αποτέλεσμα του φαινομένου αυτού είναι οι πιο κρύες μέρες του χειμώνα να βρίσκονται περίπου ανάμεσα στον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο, περίπου 1 μήνα αργότερα από το ηλιοστάσιο. Αντίστοιχα, οι πιο ζεστές μέρες του έτους ανάμεσα στον Ιούλιο και τον Αύγουστο απέχουν περίπου 1 μήνα από το θερινό ηλιοστάσιο του Ιουνίου. Η υστέρηση αυτή παρουσιάζεται στην Εικόνα 4.

1. Σε αυτό το σημείο αξίζει να σημειώσουμε ότι, όπως αναφέραμε παραπάνω, οι εποχιακές μεταβολές δεν εξαρτώνται από την απόσταση Γης-Ηλίου, αλλά βασικά από τη γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτίνων στη Γη. Για περισσότερες λεπτομέρειες, δείτε εδώ.