Hvorfor er der to uger mellem tidligste solnedgang og seneste solopgang?

Vintersolhverv er årets korteste dag. Den falder enten den 21. eller 22. december.

Men vintersolhverv er - lidt kontraintuitivt - ikke dagen for den tidligste solnedgang, som falder den 14. december og heller ikke dagen for den seneste solopgang, som falder den 28. eller 29. december.

Hvorfor er det sådan?

...advarsel: Det kan blive lidt nørdet...

Årsagen til forskydningerne er, at dagen, altså perioden fra solopgang til solnedgang, flytter sig fremad på døgnet i månederne omkring vintersolhverv. Hvorfor, det er tilfældet, kommer vi til. Først skal vi se på, hvad det betyder i praksis.

Når dagen flytter sig fremad, så ligger tidspunktet for sand middag eller middagspunktet - der hvor Solen står i stik syd - en smule senere for hvert døgn. Det samme er som udgangspunkt tilfældet for solopgang og solnedgang, men de er altså samtidigt påvirket af, at dagen bliver kortere og kortere.

Før vintersolhverv

Ser vi først på solopgangen før vintersolhverv, så trækker de to forhold i samme retning. Solopgangen sker senere dag for dag, både fordi dagen bliver kortere, og fordi dagen flytter sig fremad (figur 1).

Ser vi derimod på solnedgangen før vintersolhverv, så trækker de to forhold i hver sin retning. Isoleret set betyder den kortere og kortere dag, at solnedgangen sker tidligere. Omvendt forholder det sig med dagen, der ligger senere og senere på døgnet. Den burde isoleret set få solnedgangen til at ske senere og senere.

Frem til godt en uge før vintersolhverv er det afkortningen af dagen, der er den dominerende af de to effekter. I den sidst uge fra ca. den 14. december sker afkortningen af dagen imidlertid så langsomt, at den anden effekt - at dagen ligger senere og senere på døgnet - tager over (figur 2). Resultatet er, at Solen har sin tidligste nedgang normalt den 14. og i 2015 den 15. december. Derefter vender det.

Efter vintersolhverv

Når vi passerer vintersolhverv, bliver dagen - altså periode fra solopgang til solnedgang - igen længere. Det får dog først Solen til at begynde at stå tidligere op omkring den 28. eller 29. december. Dagen ligger nemlig fortsat senere og senere på døgnet (figur 3), og først godt en uge efter vintersolhverv er det forlængningen af dagen, der bliver den dominerende af de to effekter (figur 4).

Så langt så godt. Men hvorfor flytter dagen sig egentlig frem og tilbage på døgnet? Det skal vi have fat i lidt astronomi for at forklare.

Det astronomiske aspekt

Grundlæggende er forklaringen, at længden af det såkaldt soldøgn - perioden fra Solen står i stik syd til den står i stik syd igen - varierer over året. Det skyldes blandt andet, at Jordens bane er en ellipse med Solen i det ene brændpunkt. Når en planet bevæger sig i en ellipse, så er hastigheden af den såkaldte vinkelbevægelse (vinkel/tid) ikke den samme hele tiden. Bevægelsen er hurtigere, når planeten er tæt på sin stjerne og langsommere, når den er langt væk.)

Jordens hastighed i sin bane er sammen med Jordens rotation om sin egen akse bestemmende for længden af soldøgnet. Også hældningen af Jordens akse - den der er årsag til årstiderne - har en betydning for længden af soldøgnet.

Tidsjævningen rydder op

Nu ville det være noget rod, hvis vi skulle håndtere døgn af varierende længde over året, så vi har fastsat et døgn til altid at vare 24 timer. Og for at kompensere for forskellen mellem sand soltid og de 24 timer, har vi opfundet begrebet tidsjævning. Tidsjævningen kan beskrives som en kurve, der viser, hvor stor afvigelsen mellem sand soltid og klokketid (også kaldet middelsoltid) en given dag i løbet af året.

Kurven for tidsjævningen fortæller også en anden historie. Den viser, i hvilken retning middagspunktet flytter sig. I perioder, hvor kurven dykker, er middagspunktet på vej fremad på døgnet, og dagen ligger senere og senere. Det er f.eks. tilfældet fra omkring 1. november til omtrent 10. februar. Og det er netop her, vi ser de interessante effekter omkring vintersolhverv.

Af Niels Hansen
15. december 2015