Ὁ Ἥλιος

  Ἡ νοητὴ προβολή τῆς τροχιᾶς τῆς Γῆς ἐπὶ τῆς Οὐρανίας σφαίρας καλεῖται Ἐκλειπτική. Ὠνομάσθη ἔτσι διότι ὅταν ἡ Σελήνη κατὰ τὴν τροχιά της τέμνει τὴν Ἐκλειπτική, συμβαίνουν οἱ σεληνιακὲς ἐκλείψεις. Ἡ δὲ προβολὴ τοῦ ἰσημερινοῦ τῆς Γῆς ἐπὶ τῆς Οὐρανίας σφαίρας καλεῖται οὐράνιος ἰσημερινός. Ἡ Ἐκλειπτικὴ ὁρίζεται ἐναλλακτικῶς ὡς ἡ φαινόμενη διαδρομὴ τοῦ Ἡλίου εἰς τὸν Οὐρανό, ὄπως φαίνεται ἀπὸ τὴν Γῆ.

  Ἡ Ἐκλειπτικὴ εἶναι περιφέρεια μεγίστου κύκλου τῆς Οὐρανίας σφαίρας. Τὸ ἐπίπεδο αὐτῆς σχηματίζει μὲ τὸ ἐπίπεδο τοῦ οὐρανίου ἰσημερινοῦ γωνία 23° 27′. Ἡ γωνία αὐτὴ λέγεται λόξωση τῆς Ἐκλειπτικῆς. Ἡ Ἐκλειπτικὴ τέμνει τὴν περιφέρεια τοῦ οὐρανίου ἰσημερινοῦ εἰς δύο σημεῖα. Ἀπὸ τὸ ἕνα διέρχεται ὁ Ἥλιος, ὅταν μεταβαίνῃ ἀπὸ τὸ νότιο εἰς τὸ βόρειο ἡμισφαίριο τῆς οὐρανίας σφαίρας. Ἀπὸ τὸ ἄλλο διέρχεται ὁ Ἥλιος, ὅταν μεταβαίνῃ ἀπὸ τὸ βόρειο εἰς τὸ νότιο ἡμισφαίριο τῆς οὐρανίας σφαίρας.

  Ὅταν ὁ Ἥλιος διέρχεται ἀπὸ τὶς τομές, διαγράφει τὸν οὐράνιο ἰσημερινό κατὰ τὴν ἡμερήσια κίνηση. Ἐπειδὴ τοῦτος διχοτομεῖται ὑπὸ τοῦ ὁρίζοντος παντὸς τόπου, τὸ ἡμερήσιο καὶ τὸ νυκτερινὸ τόξο τοῦ Ἡλίου εἶναι ἴσα εἰς ὅλους τοὺς τόπους τῆς Γῆς. Γι’ αὐτὸ οἱ χρονικὲς αὐτὲς στιγμὲς λέγονται ἰσημερίες, τὰ σημεῖα τομῆς λέγονται ἰσημερινὰ σημεῖα καὶ ἡ διάμετρος ποὺ τὰ ἑνῶνει λέγεται ἰσημερινὴ γραμμή. Εἰδικότερα, τὴν στιγμὴ κατὰ τὴν ὁποία ὁ Ἥλιος διέρχεται ἀπὸ τὸ σημεῖο ὅπου μεταβαίνει ἀπὸ τὸ νότιο εἰς τὸ βόρειο ἡμισφαίριο ἀρχίζει ἡ ἄνοιξη (ἔαρ), γι’ αὐτὸ καὶ λέγεται ἐαρινὸ ἰσημερινὸ σημεῖο, ἡ δὲ στιγμὴ καλεῖται ἐαρινὴ ἰσημερία. Τὴν στιγμή κατὰ τὴν ὁποία ὁ Ἥλιος διέρχεται ἀπὸ τὸ σημεῖο ὅπου μεταβαίνει ἀπὸ τὸ βόρειο εἰς τὸ νότιο ἡμισφαίριο ἀρχίζει τὸ φθινόπωρο, γι’ αὐτὸ καὶ λέγεται φθινοπωρινὸ ἰσημερινὸ σημεῖο, ἡ δὲ στιγμὴ καλεῖται φθινοπωρινὴ ἰσημερία.

  Ἡ διάμετρος τῆς Ἐκλειπτικῆς, ἡ ὁποία εἶναι κάθετη ἐπὶ τὴν ἰσημερινὴ γραμμή, καλεῖται γραμμὴ τῶν ἡλιοστασίων ἢ τῶν τροπῶν· τὰ δὲ ἄκρα αὐτῆς καλοῦνται ἡλιοστάσια ἢ τροπικὰ σημεῖα. Καὶ ἡλιοστάσια μὲν λέγονται, διότι πλησίον αὐτῶν ὁ Ἥλιος φάινεται γιὰ κάποιον χρόνο μὴ κινούμενος κατ’ ἀπόκλιση (δηλαδὴ δὲν κινεῖται πρὸς βορρᾶ ἢ πρὸς νότο)· σημεῖα δὲ τῶν τροπῶν λέγονται, διότι ἀπ’ αὐτῶν ὁ Ἥλιος τρέπεται πρὸς τὸν ἰσημερινό. Τὸ ἄκρο ποὺ κεῖται εἰς τὸ βόρειο ἡμισφαίριο τοῦ Οὐρανοῦ καλεῖται ἰδιαιτέρως θερινὸ ἡλιοστάσιο, τὸ δὲ κείμενο εἰς τὸ νότιο ἡμισφαίριο καλεῖται χειμερινὸ ἡλιοστάσιο. Τὶς στιγμές, κατὰ τὶς ὁποῖες ὁ Ἥλιος εὑρίσκεται εἰς ταῦτα, ἀρχίζει ἀντιστοίχως τὸ θέρος καὶ ὁ χειμών. Οἱ χρονικὲς στιγμές, κατὰ τὶς ὁποίες ὁ Ἥλιος διέρχεται διὰ τῶν ἡλιοστασίων, καλοῦνται τροπές καὶ ἀντιστοίχως ἡ μία τούτων καλεῖται θερινὴ τροπή, ἡ δὲ ἄλλη χειμερινὴ τροπή.

  Ὁ παράλληλος τῆς Οὐρανίου σφαίρας, ὁ ὁποῖος διέρχεται διὰ τοῦ θερινοῦ ἡλιοστασίου καλεῖται θερινὸς τροπικός (ἢ τροπικὸς τοῦ Καρκίνου)· ὁ δὲ διερχομενος διὰ τοῦ χειμερινοῦ ἡλιοστασίου καλεῖται χειμερινὸς τροπικός (ἢ τροπικὸς τοῦ Αἰγόκερω). Τὴν ἡμέρα τοῦ θερινοῦ ἡλιοστασίου ἡ φαινόμενη διαδρομὴ τοῦ Ἡλίου εἰς τὸν οὐρανὸ διαγράφει τὸν θερινὸ τροπικό· τὴν δὲ ἡμέρα τοῦ χειμερινοῦ ἡλιοστασίου διαγράφει τὸν χειμερινὸ τροπικό.

Οἱ Ἐποχές: Ἰσημερίες καὶ Ἡλιοστάσια

  Κατὰ τὴν τροχιά της ἡ Γῆ στρέφει ἄλλοτε τὸ βόρειο καὶ ἄλλοτε τὸ νότιο ἠμισφαίριο πρὸς τὸν Ἥλιο, δεχομένη ὑπὸ διαφορετικῶν γωνιῶν τὶς ἡλιακὲς ἀκτῖνες κατὰ τὴν διάρκεια τοῦ ἔτους. Ἡ διαφορὰ τούτη ὀφείλεται εἰς τὴν κλίση τοῦ ἄξονος περιστροφῆς τῆς Γῆς, ὁ ὁποῖος δὲν εἶναι κάθετος ὡς πρὸς τὸ ἐπίπεδο τῆς τροχιᾶς της ἀλλὰ κεκλιμένος κατὰ 23° 27′. Τὰ σημεῖα ὅπου τὸ ἐπίπεδο τοῦ ἰσημερινοῦ τῆς Γῆς τέμνει τὸ ἐπίπεδο τῆς τροχιᾶς της, καλοῦνται ἰσημερινά. Ὅταν ἡ Γῆ διέρχεται ἀπὸ αὐτά, οἱ ἡλιακὲς ἀκτῖνες εἶναι κάθετες εἰς τοὺς κείμενους ἐπὶ τὸν ἰσημερινὸ τόπους (γεωγρ. πλάτος 0°)· ἡ δὲ ἡμέρα καὶ νύχτα εἶναι ἴσες εἰς ὅλους τοὺς τόπους τῆς Γῆς.

  Εἰς ἀπόσταση 90° ἑκατέρωθεν τῶν ἰσημερινῶν σημείων εἶναι τὰ τροπικὰ σημεῖα ἢ ἡλιοστάσια. Ὁταν ἡ Γῆ διέρχεται ἀπὸ αύτά, οἱ ἡλιακὲς ἀκτῖνες εἶναι κάθετες εἰς τοὺς κείμενους ἐπὶ γεωγραφικοῦ πλάτους 23° 27′ τόπους, τοῦ βορείου καὶ νοτίου ἡμισφαιρίου ἀντιστοίχως. Οἱ δὲ πέριξ τῶν πόλων τόποι εἶναι ἐναλλὰξ εἰς τὸ φωτιζόμενο καὶ τὸ μή φωτιζόμενο ἡμισφαίριο. Ἔχει λοιπὸν ἕκαστος τῶν τόπων τούτων μία μακρὰ νύκτα καὶ μία μακρὰ ἡμέρα. Ἡ μακρὰ τούτη ἡμέρα καὶ νὺξ εἶναι μεγαλυτέρα εἰς τοὺς τόπους, οἱ ὁποῖοι εὑρίσκονται πλησιέστερον πρὸς τοὺς πόλους. Εἰς τοὺς πόλους ἡ διάρκεια αὐτὴ θὰ ἧταν ἕξι μηνῶν, ἐὰν ὁ Ἥλιος περιοριζόταν εἰς τὸ κέντρο του. Ἡ παρουσία ὅμως ὑπὲρ τὸν ὁρίζοντα τμήματος τοῦ ἡλιακοῦ δίσκου καὶ ἡ ἐμφάνιση τοῦ λυκαυγοῦς καὶ λυκόφωτος βραχύνει τὴν διάρκεια τῆς μακρᾶς νυκτὸς τῶν τόπων τούτων.

Ἡ ἐποχιακὴ κλίση τῆς Ἐκλειπτικῆς ὡς πρὸς τὸν ὁρίζοντα

  Ἡ γωνία τῆς Ἐκλειπτικῆς ὡς πρὸς τὸν ὁρίζοντα μεταβάλλεται τὶς διαφορετικὲς ἐποχὲς τοῦ ἔτους. Τὶς ἡμέρες τῶν ἱσημεριῶν ἔχει τὴν μεγίστη μεταβολὴ τῆς κλίσεως κατὰ τὴν ἀνατολὴ καὶ τὴν δύση τοῦ Ἡλίου. Τὴν ἐαρινὴ ἰσημερία ἡ Ἐκλειπτικὴ σχηματίζει τὴν μεγίστη γωνία μὲ τὸν ὁρίζοντα κατὰ τὴν δύση τοῦ Ἡλίου καὶ τὴν ἐλαχίστη κατὰ τὴν ἀνατολή του. Ἀντιθέτως τὴν φθινοπωρινὴ ἰσημερία σχηματίζει τὴν ἐλαχίστη γωνία μὲ τὸν ὁρίζοντα κατὰ τὴν δύση τοῦ Ἡλίου καὶ τὴν μεγίστη κατὰ τὴν ἀνατολή του. Αὐτὰ γιὰ τὸ βόρειο ἡμισφαίριο· ἀντιστρόφως συμβαίνουν γιὰ τὸ νότιο.

  Ἡ γωνία τῆς Ἐκλειπτικῆς μὲ τὸν ὁρίζοντα ἐπηρεάζει σημαντικὰ τὴν ὁρατότητα τῶν ἐγγὺς τοῦ Ἡλίου πλανητῶν Ἑρμοῦ καὶ Ἀφροδίτης, τὼν ὁποίων ἡ μεγίστη ἀπόσταση ἀπὸ τὸν Ἥλιο, ὅπως φαίνεται ἀπὸ τὴν Γῆ, δὲν ὑπερβαίνει τὶς 28° καὶ 47° μοῖρες ἀντιστοίχως. Οἱ ἐσωτερικοὶ πλανῆτες Ἑρμῆς καὶ Ἀφροδίτη ἐμφανίζονται εἰς διαφορετικὸ ὕψος ἄνω τοῦ ὁρίζοντος τὶς διαφορετικὲς ἐποχὲς τοῦ ἔτους, ἀκόμη και ὅταν ἡ ἀπόστασή τους ἀπὸ τὸν Ἥλιο εἶναι ἡ ἴδια.

Ἡ γωνία τῆς Ἐκλειπτικῆς μὲ τὸν ὁρίζοντα τὸν Μάρτιο πρὶν τὴν ἀνατολή (β. ἡμισφαίριο).

Ἡ γωνία τῆς Ἐκλειπτικῆς μὲ τὸν ὁρίζοντα τὸν Σεπτέμβριο πρὶν τὴν ἀνατολὴ (β. ἡμισφαίριο).

Πῶς ἡ γωνία τῆς Ἐκλειπτικῆς μὲ τὸν ὁρίζοντα ἐπηρεάζει τὸ ὕψος καὶ τὴν ὁρατότητα τῶν ἐσωτερικῶν πλανητῶν, ἀκόμη καὶ ὅταν ἡ ἀπόστασή τους ἀπὸ τὸν Ἥλιο εἶναι ἴδια.

Ἡ ἐκκεντρότητα τῆς τροχιᾶς τῆς Γῆς: Περιήλιον καὶ Ἀφήλιον

  Ἡ φαινόμενη διάμετρος τοῦ Ἡλιου διὰ μετρήσεως μὲ ὄργανα ἀκριβείας ἀποδεικνύεται ὅτι μεταβάλλεται ἐντὸς τοῦ ἔτους, κυμαινόμενη μεταξὺ ἐλαχίστης καὶ μεγίστης τιμῆς. Ἡ φαινόμενη διάμετρος εἶναι μεγίστη περὶ τὴν 4^η– 6^η Ἰουλίου· ἔκτοτε ἀρχίζει νὰ ἐλαττώνεται βαθμιαίως μέχρι τὴν 3^η– 5^η Ἰανουαρίου, ὅπου φθάνει τὴν ἐλαχίστη τιμή της. Ἐπειτα ἀρχίζει βαθμιαίως νὰ αὐξἀνεται καὶ οὕτω καθ’ ἐξῆς. Αὐτὸ συμβαίνει διότι ἠ ἀπόσταση τῆς Γῆς ἀπὸ τοῦ Ἡλίου δὲν εἶναι σταθερά.

  Ἡ τροχιὰ τῆς Γῆς δὲν εἶναι ἀκριβῶς κύκλος ἀλλὰ ἔλλειψη τῆς ὁποίας τὴν μία τῶν ἑστιῶν κατέχει ὁ Ἥλιος. Ἡ ἔλλειψη αὐτὴ ὀλίγο διαφέρει περιφέρειας κύκλου, ἡ δὲ ἐκκεντρότητα εἶναι μόλις 0,0167. Ἐπειδὴ λοιπόν:

— ὁ Ἥλιος δὲν κατέχει τὸ κέντρο τῆς έλλειπτικῆς τροχιᾶς τῆς Γῆς,
— καὶ ὁ ἄξων περιστροφῆς τῆς Γῆς εἶναι λοξὸς ὡς πρὸς τὸ ἐπίπεδο τῆς τροχιᾶς της,

ἡ διάρκεια τῶν ἐποχῶν εἶναι ἄνιση, μὲ τὴν ἀκόλουθη σειρὰ (ἀπὸ μεγίστη ἕως έλαχίστη):
Θέρος > Ἄνοιξη > Φθινόπωρο > Χειμῶνας.

  Ἡ Ἄνοιξη καὶ τὸ Θέρος μαζὶ ἔχουν 7 ἡμέρες καὶ 15,2 ὧρες περισσοτέρες τοῦ Φθινοπώρου καὶ τοῦ Χειμῶνος. Ὥστε ὁ Ἥλιος μένει στὸ βόρειο ἡμισφαίριο τοῦ Οὐρανοῦ 7 ἡμέρες καὶ 15,2 ὧρες περισσότερο ἀπὸ ὅτι στὸ νότιο.

Ἡ Θερμοκρασία τῶν Ἐποχῶν

  Ὅλοι γνωρίζουμε ὅτι ἡ θερμοκρασία διαφέρει κατὰ τὶς διάφορες ἐποχὲς τοῦ ἔτους καὶ ὅτι εἶναι μέγιστη κατὰ τὸ θέρος καὶ ἐλάχιστη κατὰ τὸν χειμῶνα. Τοῦτο συμβαίνει εἰς ὅλους τοὺς τόπους τοῦ βορείου καὶ νοτίου ἡμισφαιρίου τῆς Γῆς. Αἰτία τῆς ἀνισότητος τῆς θερμοκρασίας ἑκάστου τόπου εἶναι ἡ διαφορετικὴ διάρκεια τῆς ἡμέρας καὶ τὸ διαφορετικὸ ὕψος τοῦ Ἡλίου ὑπὲρ τὸν ὁρίζοντα τοῦ τόπου. Πράγματι κατὰ τὶς μακρὲς ἡμέρες τοῦ θέρους τὸ ἔδαφος δέχεται παρὰ τοῦ Ἡλίου περισσότερη θερμότητα παρὰ κατὰ τὶς βραχεῖες ἡμέρες τοῦ χειμῶνος. Ἀκόμη ἡ νυκτερινὴ ἀκτινοβολία τῆς θερμότητος διαρκεῖ ὀλιγώτερο τὸ θέρος καὶ περισσότερο τὸν χειμῶνα.

  Κατὰ τὸ θέρος ὁ Ἥλιος ἀνέρχεται ὑπὲρ τὸν ὁρίζοντα περισσότερο ἀπὸ ὅτι τὸν χειμῶνα, οἱ δὲ ἡλιακὲς ἀκτῖνες προσπίπτουν ἐπὶ τοῦ ἐδάφους ὑπὸ γωνία ὀλίγο διαφέρουσα τῆς ὀρθῆς. Γι’ αὐτό θερμαίνουν τὸ ἔδαφος περισσότερο τὸ θέρος παρὰ τὸν χειμῶνα, ὅταν οἱ ἡλιακὲς ἀκτῖνες προσπίπτουν πλαγιώτερα πρὸς τὸν ὁρίζοντα. Ἱκανὸ μέρος τῆς θερμότητος τῶν πλαγιωτέρων τούτων ἀκτίνων ἀπορροφᾶται ἀπὸ τὰ κατώτερα καὶ πυκνότερα στρώματα τῆς ἀτμόσφαιρας, διὰ τῶν ὁποίων διέρχονται.

  Κατὰ τὴν ἄνοιξη καὶ τὸ θέρος ἡ διάρκεια τῆς ἡμέρας λαμβάνει τὶς αὐτὲς τιμὲς κατ’ ἀντίστροφη τάξη. Αὐτὸ συμβαίνει καὶ γιὰ τὸ ὕψος τοῦ Ἡλίου κατὰ τὴν μεσημβρία ἑκάστης ἡμέρας. Ἔπρεπε λοιπὸν κατὰ τὶς ἔποχὲς αὐτὲς τοῦ ἔτους ἕκαστος τόπος νὰ ἔχῃ τὴν ἴδια θερμοκρασία· τοῦτο δέ, ὡς γνωστό, δὲν συμβαίνει. Αἰτία τούτου εἶναι ἡ ἀκόλουθη. Ἀπὸ τῆς λήξεως τοῦ χειμῶνος ἐπὶ τοῦ ψυχροῦ ἐδάφους τοῦ ἡμισφαιρίου μας προστίθεται καθε ἡμέρα θερμότητα, ἡ ὁποία βαθμηδὸν καὶ κατ' ὀλίγο αὐξάνεται. Λόγῳ τῆς θερμότητος αὐτῆς τὸ ἔδαφος εἶναι ἀρκούντως θερμό, ὅταν ἀρχίζῃ τὸ θέρος. Ἡ νέα ποσότητα τῆς θερμότητος, τὴν ὁποία ἡ Γῆ δέχεται τὸ θέρος, συντελεῖ εἰς τὴν ἀνύψωση τῆς θερμοκρασίας ὑπερβαίνοντας τὴν ἐαρινή. Εἰς ἀνάλογη αἰτία ὀφείλεται ἡ μεγαλυτέρα θερμοκρασία κατὰ τὸ φθινόπωρο ἢ τὸν χειμῶνα. Ὁμοίως ἐξηγεῖται γιατὶ ἡ θερμοτέρα ἡμέρα δὲν εἶναι ἡ 22^α Ἰουνίου, οὔτε ψυχροτέρα ἡ 22^α Δεκεμβρίου, ἀλλ’ ἡ μὲν θερμοτέρα ἡμέρα σημειώνεται περὶ τὴν 21^η Ἰουλίου, ἡ δὲ ψυχροτέρα περὶ τὰ μέσα Ἰανουαρίου. Γιὰ τὸν ἴδιο λόγο ἡ μέγιστη θερμοκρασία τῆς ἡμέρας δὲν παρατηρεῖται τὴν μεσημβρία, ἀλλὰ περίπου δύο ὧρες ἀργότερα.

  Ἡ θερμοκρασία πάντων τῶν τόπων τῆς Γῆς δὲν εἶναι ἡ ἴδια κατὰ τὴν ἴδια στιγμή. Τοῦτο ὀφείλεται εἰς τὰ ἀκόλουθα δύο αἴτια.

  — Ἡ ἀπόσταση τοῦ μεσουρανήματος τοῦ Ἡλίου ἀπὸ τὴν κορυφὴ (ζενίθ) ἐξαρτᾶται ἀπὸ τὸ γεωγραφικὸ πλάτος ἑνὸς τόπου. Ὅσο πλησιέστερο εἶναι πρὸς τὸν ἰσημερινό, τόσο ὑψηλότερο τὸ μεσουράνημα τοῦ Ἡλίου ἐκεῖ. Εἶναι λοιπὸν εὐνόητο ὅτι ἐπὶ τοῦ ἐδάφους τῶν τόπων τούτων οἱ ἡλιακὲς ἀκτῖνες προσπίπτουν καὶ κατὰ τὸν χειμῶνα ἀκόμη ὑπὸ γωνία, ὀλίγο διαφέρουσα τῆς ὀρθῆς. Παρέχουν ἐπομένως εἰς τὸ ἔδαφος μέγα ποσὸ θερμότητος. Ὅσο μακρύτερο τοῦ ἰσημερινοῦ εἶναι τὸ γεωγραφικὸ πλάτος ἑνὸς τόπου, τόσο χαμηλότερο εἶναι τὸ μεσουράνημα τοῦ Ἡλίου ἐκεῖ. Ἐπὶ τοῦ ἐδάφους ἐκείνων τῶν τόπων οἱ ἡλιακὲς ἀκτῖνες προσπίπτουν πλαγίως, ἄρα ἡ παρεχόμενη θερμότητα ἐλαττώνεται ὅσο τὸ γεωγραφικὸ πλάτος αὐξάνεται. Γι’ αὐτὸ εἰς τοὺς περὶ τοὺς πόλους τόπους παρέχεται ἐλάχιστη ἡλιακὴ θερμότητα.

  — Ἱκανὸ μέρος τῆς θερμότητος, τὴν ὁποία ὁ Ἥλιος παρέχει εἰς τὴν Γῆ, ἀκτινοβολεῖ εἰς τὸ γύρω μας ἀχανὲς διάστημα. Τὸ ἀκτινοβολούμενο αὐτὸ μέρος τῆς θερμότητος εἶναι περισσότερο εἰς τοὺς τόπους, οἱ ὁποῖοι κεῖνται ὑψηλότερα τῆς ἐπιφανείας τῆς θαλάσσης. Διότι τὰ ὑπεράνω αὐτῶν στρώματα τῆς ἀτμόσφαιρας ὡς ἀραιότερα ἀντιτάσσουν ὀλιγώτερη ἀντίσταση εἰς τὴν ἀκτινοβολία τῆς θερμότητος. Ἐκ διαφόρων λοιπὸν τόπων, οἱ ὁποῖοι ἔχουν τὸ ἴδιο γεωγραφικὸ πλάτος, οἱ κείμενοι εἰς μεγαλύτερο ὑψόμετρο ὑφίστανται περισσότερη ἀπώλεια θερμότητος καὶ γιὰ τοῦτο ἔχουν χαμηλότερη θερμοκρασία.

  Τέλος ἡ θερμοκρασία τῶν ἐποχῶν ἐπηρεάζεται καὶ ἀπὸ τὴν ἀπόσταση Γῆς – Ἡλίου. Εἴδαμε προηγουμένως ὅτι ἡ Γῆ εἶναι πλησιέστερο πρὸς τὸν Ἥλιο τὸ θέρος τοῦ Νοτίου Ἡμισφαιρίου. Εἶναι λοιπὸν θερμότερο τὸ θέρος εἰς τὸ νότιο ἡμισφαίρο;

  Πράγματι τὸ νότιο ἡμισφαίριο κατὰ τὴν θερινή του περίοδο δέχεται ὀλίγο περισσότερη θερμότητα ἀπὸ τὸν Ἥλιο ἐν συγκρίσει πρὸς τὴν θερινὴ περίοδο τοῦ βορείου ἡμισφαιρίου. Ἐπειδὴ ὅμως τὸ νότιο ἡμισφαίριο καλύπτεται ἐπὶ τὸ πλεῖστον ἀπὸ ὠκεανούς, ψυχροὶ ὄντες ἀπορροφοῦν τὴν ἐπιπλέον θερμότητα. Οὕτως ἡ διαφορὰ θερμοκρασίας τοῦ θέρους τοῦ Νοτίου καὶ τοῦ θέρους τοῦ Βορείου ἡμισφαιρίου καθίσταται ἀμελητέα.

Ἀστρικὴ Ἡμέρα καὶ Ἡλιακὴ Ἡμέρα

  Ἡ φαινόμενη ἰδία κίνηση τοῦ Ἡλίου ἐπὶ τῆς Ἐκλειπτικῆς εἶναι σχεδὸν 1° τὴν ἡμέρα ἐκ Δυσμῶν πρὸς Ἀνατολάς, τῶν ἀπλανῶν ἀστέρων λαμβανόμενων ὡς σημεῖο ἀναφορᾶς. Τοῦτο σημαίνει ὅτι οἱ ἀπλανεῖς ἀστέρες φαίνονται ἀνατέλλοντες καὶ δύοντες 4′ νωρίτερα κάθε ἡμέρα. Συμπληρώνουν δηλαδὴ μία πλήρη περιστροφὴ ἡμερησίως σὲ 23ω 56′ ἢ ὀρθότερα ἡ Γῆ συμπληρώνει μία πλήρη στροφὴ περὶ τοῦ ἄξονός της σὲ χρόνο 23 ὡρῶν 56′ μὲ σημεῖο ἀναφορᾶς τοὺς ἀπλανεῖς. Αὐτὸς ὁ χρόνος ὀνομάζεται ἀστρικὴ ἡμέρα καὶ παραμένει πάντοτε σταθερὸς εἰς ὅποιο σημεῖο τῆς τροχιᾶς της κι ἂν εὑρίσκεται ἡ Γῆ. Ἕναν μῆνα μετὰ ὁ ἴδιος ἀπλανὴς ἀστὴρ θὰ ἀνατέλλει δύο ὧρες νωρίτερα (30 ἡμέρες × 4 λεπτά / ἡμέρα = 120 λεπτά).

  Ἐὰν σὲ κάποια στιγμὴ ἀπλανὴς ἀστὴρ ἢ ἄλλο ὡρισμένο σημεῖο τῆς Οὐρανίας σφαίρας μεσουρανῇ εἰς ἕνα τόπο, ἡ ἀκόλουθη μεσουράνησή του εἰς τὸν ἴδιο τόπο θὰ γίνῃ μετὰ ἀπὸ τὸν σταθερὸ χρόνο, ὁ ὁποῖος καλεῖται ἀστρικὴ ἡμέρα.

  Ὁ χρόνος ποὺ μεσολαβεῖ μεταξὺ δύο διαδοχικῶν διελεύσεων τοῦ Ἡλίου ἀπὸ τὸν ἴδιο μεσημβρινό, καλεῖται ἡλιακὴ ἡμέρα. Ἐπειδὴ ὁ Ἥλιος εἴπαμε ὃτι κινεῖται ἐπὶ τῆς Ἐκλειπτικῆς σχεδὸν 1° / ἡμέρα, ἡ Γῆ χρειάζεται νὰ περιστραφῇ 360° + 1° γιὰ νὰ φανῇ ὁ Ἥλιος ἐπὶ τοῦ ἰδίου μεσημβρινοῦ, μὲ ἀποτέλεσμα ἡ ἡλιακὴ ἡμέρα νὰ διαρκῇ 23ω 56′ + 4′ = 24ω (1° = 4 λεπτὰ τῆς ὥρας). Πιὸ σωστά, ἡ μέση ἡλιακὴ ἡμέρα, διότι ἡ πραγματικὴ ἡλιακὴ ἡμέρα συμβαίνει ἄλλοτε νὰ εἶναι ὁλίγο μεγαλύτερη καὶ ἄλλοτε ὁλίγο μικρότερη τῶν 24 ὡρῶν. Αὐτὸ συμβαίνει πρῶτον ἐπειδὴ ἡ τροχιὰ τῆς Γῆς γύρω ἀπὸ τὸν Ἥλιο εἶναι ἔλλειψη καὶ ἡ ταχύτητά της διαφέρει κατὰ τὸ περιήλιον καὶ κατὰ τὸ ἀφήλιον.

     Δεύτερον ἐπειδὴ ἡ φαινόμενη διαδρομὴ τοῦ Ἡλίου δὲν εἶναι παραλλήλη πρὸς τὸν οὐράνιο ἰσημερινὸ (τὴν προβολὴ τοῦ γηίνου ἰσημερινοῦ ἐπὶ τῆς οὐρανίας σφαίρας) μὰ ἄλλοτε κινεῖται βορειότερα καὶ ἄλλοτε νοτιότερα αὐτοῦ. Κατὰ τὴν θερινὴ τροπή, ὁ Ἥλιος ἀνατέλλει ἀπὸ τὸ βορειότερο σημεῖο τῆς ἐτησίας διαδρομῆς του καὶ διαγράφει τὸν ὑψηλότερο κύκλο τῆς τροχιᾶς του. Κατὰ τὴν χειμερινὴ τροπή, ὁ Ἥλιος ἀνατέλλει ἀπὸ τὸ νοτιότερο σημεῖο τῆς ἐτησίας διαδρομῆς του καὶ διαγράφει τὸν χαμηλότερο κύκλο τῆς τροχιᾶς του.

Ἡ Γῆ ὅταν φθάνει τὴν μεγίστη ἀπόσταση ἀπὸ τὸν Ἥλιο κινεῖται πιὸ ἀργά: ἡ γωνία ἀστρικῆς καὶ ἡλιακῆς ἡμέρας εἶναι ἡ ἐλαχίστη. Ὅταν φθάνει τὴν ἐλαχίστη ἀπόσταση ἀπὸ τὸν Ἥλιο κινεῖται ταχύτερα: ἡ γωνία ἀστρικῆς καὶ ἡλιακῆς ἡμέρας εἶναι ἡ μεγίστη.

Τὶς ἰσημερίες ὁ Ἥλιος κινεῖται ἐν μέρει πρὸς ἀνατολὰς καὶ ἐν μέρει πρὸς βορρᾶ ἢ πρὸς νότο ἀντιστοίχως. Τὰ ἡλιοστάσια ὁ Ἥλιος κινεῖται πρὸς ἀνατολάς.

  Τὸ μέγιστο καὶ τὸ ἐλάχιστο τῶν δύο προαναφερθέντων φαινομένων δὲν συμπίπτουν καὶ ὁ συνδυασμός τους ἀποτελεῖ τὴν περίπλοκη σχέση τῆς ἐξισώσεως τοῦ χρόνου. Ἔτσι ἐξηγεῖται τὸ ὅτι π.χ. ἡ πιὸ ἀργοπορημένη ἀνατολὴ καὶ τὸ νωρίτερο ἠλιοβασίλεμα δὲν συμβαίνουν κατὰ τὴν χειμερινὴ τροπή. Ὅμως ἡ συντομότερη ἡμέρα εἶναι ἐκείνη τῆς χειμερινῆς τροπῆς.

  Τὰ ὡρολόγιά μας εἶναι ῥυθμισμένα βάσει τῆς μέσης ἡλιακῆς ἡμέρας τῶν 24 ὡρῶν. Δηλαδὴ δὲν ὑπολογίζουν ὄπως τὰ ἡλιακὰ ὡρολόγια τὴν πραγματικὴ ἡλιακὴ ἡμέρα, ἡ ὁποία διακυμαίνεται, ἀλλὰ μία μέση τιμὴ προκύπτουσα ἀπὸ ἡλιακὸ σῶμα σταθερῶς κινούμενο ἐπὶ τοῦ οὐρανίου ἰσημερινοῦ μὲ ταχύτητα 360° / 365,2564 ἡμ.

Ἀστρικὸ Ἔτος καὶ Τροπικὸ Ἔτος

  Ὁ Ἥλιος ἐκτὸς ἀπὸ πηγὴ φωτός, θερμότητος καὶ ζωῆς γιὰ τὸν πλανήτη μας, καθορίζει καὶ τὰ μέτρα τοῦ χρόνου ποὺ χρησιμοποιοῦμε. Ἡ Γῆ συμπληρώνει μία πλήρη περιστροφὴ 360° γύρω ἀπὸ τὸν Ἥλιο σὲ χρόνο 365,2564 ἡλιακῶν ἡμερῶν. Αὐτὴ ἡ περίοδος καλεῖται ἀστρικὸ ἔτος καὶ ἐναλλακτικῶς δύναται νὰ ὁρισθῇ ὡς ὁ χρόνος κατὰ τὸν ὁποῖο οἱ ἀπλανεῖς ἀστέρες συμπληρώνουν περιστροφὴ 360° ἐπὶ τῆς Οὐρανίας Σφαίρας.

  Ὅμως ἐὰν λάβουμε ὡς σημεῖο ἀναφορᾷς, ὄχι τοὺς ἀπλανεῖς ἀλλὰ τὸν Ἥλιο καὶ εἰδικότερα τὸν χρόνο ποὺ μεσολαβεῖ μεταξὺ δύο διαδοχικῶν χειμερινῶν (ἢ θερινῶν) ἡλιοστασίων, ἢ δύο ἐαρινῶν (ἢ φθινοπωρινῶν) ἰσημεριῶν, θὰ διαπιστώσουμε πὼς εἶναι κατὰ 20' μικρότερος. Αὐτὴ ἡ περίοδος καλεῖται τροπικὸ ἔτος καὶ διαρκεῖ 365,2422 ἡλιακὲς ἡμέρες. Ἡ διαφορὰ ὀφείλεται εἰς τὴν ἐλαφρὰ κίνηση τοῦ γηίνου ἄξονος, ποὺ προκαλεῖ τὸ φαινόμενο τῆς μεταπτώσεως τῶν ἰσημεριῶν. Τὸ ἡμερολόγιό μας ἀκολουθεῖ τὸ τροπικὸ ἔτος, ὥστε νὰ μένῃ πάντοτε συγχρονισμένο μὲ τὶς ἐποχές.

Οἱ Ἐκλείψεις τοῦ Ἡλίου

  Ἂν καὶ ὁ Ἥλιος δὲν ἐκλείπει κυριολεκτικὰ, δηλαδὴ δὲν περνάει ἀπὸ τὴν σκιὰ ἄλλου σώματος, ἔχει ἐπικρατήσει ἀπὸ παλαιὰ ἡ φράση. Δεῖτε τὸ ἄρθρο Ἡ Σελήνη στὴν Ἀστρονομία γιὰ ὅλες τὶς ἐκλείψεις, σεληνιακὲς καὶ ἡλιακές, καὶ τὰ εἴδη τους μὲ βίντεο, διαγράμματα καὶ εἰκόνες.

Τὸ ἀνάλημμα

  Ἐὰν παρατηρήσουμε τὸν Ἥλιο τὴν ἴδια ὥρα ἑκάστης ἡμέρας (συνήθως κατά τὴν μεσημβρία) γιὰ ἕνα ἔτος θὰ δοῦμε πὼς ἡ θέση του μεταβάλλεται βαθμηδόν, λόγῳ τῆς κλίσεως τοῦ γηίνου ἄξονος καὶ τῆς ἐλλειπτικῆς τροχιᾶς τῆς Γῆς. Ἔτσι προκύπτει τὸ σχῆμα ποὺ ὁμοιάζει μὲ 8 καὶ ὀνομάζεται ἀνάλημμα. Τὸ ὑψηλότερο σημεῖο τοῦ ἀναλήμματος συμβαίνει τὸ θέρος ἐνῶ τὸ χαμηλότερο τὸν χειμῶνα.