När är det ”tillräckligt” mörkt?

Om det vore så att Jordens axel inte lutade skulle vi i höjd med Helsingfors, Stockholm och Oslo varje dag när Solen står som högst på himlen kunna se den kring 30° över horisonten. 90° minus orternas breddgrad, 60°. (Varför det?) Ett halvt dygn senare, när natten är som mörkast, vore Solen kring 30° under horisonten, sedd från samma linje kring den sextionede breddgraden. Skulle det vara mörkt då?

Svar: Ja! I alla fall vad solljuset beträffar. Hur mörkt det är när Solen befinner sig 30° under horisonten är då helt beroende av hur mycket ljus som når en från vägbelysning, bostäder, industriområden mm. En eventuell fullmåne detroniserar givetvis också det mörker vi så gärna vill ha för att kunna beundra och studera ljuset från vår kosmiska omgivning.

SkymningVaardagjaemning

Skymningskategorier
Originalbild: TWCarlson

Rent objektivt, är det natt (och – teoretiskt sett – mörkt) när solen befinner sig 18° under horisonten. När Solens centrum är mellan 12° och 18° kallas det astronomisk skymning, vilket innebär att endast observationer av ljussvaga objekt, så som galaxer och nebulosor, störs av ljuset. Är Solen mellan 6° och 12° under horisonten kallas det nautisk skymning eftersom det är någon gång under den perioden det blir svår att se horisonten så pass bra att man kan använda en sextant. Mellan solnedgång/soluppgång och den stund Solen befinner sig 6° under horisonten kallas det borgerlig skymning. Då kan man sköta dagliga sysslor utomhus utan att ha någon form av artificiellt ljus till hands. Det är givetvis skillnad på ljuset från Solen om den befinner sig 6° under, eller alldeles vid, horisonten. Sen är det också skillnad på om det är klart eller mulet men här utgår vi från att det är klart väder. Det mörker som tunga moln för med sig är ju totalt oanvändbart i astronomiska sammanhang.

Nu är det ju så att det bara är två gånger om året som Solljuset kommer in i en vinkel om 90° vid ekvatorn, 0° vid polerna och c:a 30° i Stockholmstrakten, och ligger under horisonten i motsvarande grad vid den lokala midnatten. Eftersom Jorden lutar 23,5° i förhållande till solsystemets plan får vi dra bort den vinkeln från våra 30° kring vår midsommar. Ser vi på grafiken ovan ser vi att den största delen av Norden inte erbjuds med än högst en borgerlig skymning i juni. Kring sextigraderslinjen kommer man just och just in i den nautiska skymningen. Med andra ord ser man de närmaste planeterna och de starkaste stjärnorna. That’s it.

SkymningMidsommarNatt

Kring midsommar och kring midvinter ändrar tiden för Solens upp- och nedgång ytterst lite från dag till dag. Däremot är det en högst påtaglig skillnad från dag till dag kring vår- och höstdagjämningarna. Hur högt Solen når över horisonten under årets dagar beskrivs av en sinuskurva, precis som Solens höjd i förhållande till horisonten under godtycklig dag under året.

Aarstidssinus
y=0 i diagrammet betyder att Solen, när den står som högst på himlen, befinner sig (90 – breddgraden där du befinner dig) grader över horisonten. När y=1 lägger man till Jordens lutning mot planet i solsystemet; 23,5 grader. Vid y=-1 tar man bort 23,5 grader.

Notera att sinuskurvan ovan visar att Solens höjd över horisonten ännu är hälften av 23,5° högre än kring höstdagjämningen ännu när detta skrivs, 23:e augusti. Det medför ju, irriterande nog för dem som vill göra astronomiska observationer hemifrån, att solen är närmare horisonten i motsvarande grad under natten. Hos mig på 63,5°N befinner sig Solen mindre än 15° under horisonten vid midnatt.

Hur som helst är inte tiden mellan höstdagjämningen och vårdagjämningen särskillt mycket kortare än den ljusa tiden mellan vår- och höstdagjämningen. Vi har ju i Norden goda observationsmöjligheter under större delen av dygnet vintertid. Men det att vi inte kan se stjärnhimlen bra under en stor del av året begränsar i viss mån det vi kan se.

Listar du, förresten, ut varför tiden för skymning är så kort om man befinner sig närmare ekvatorn än vi i Norden?

 


JanJan är lärare i matematik och vetenskapliga tillvalsämnen på Sursik skola i Pedersöre, Finland, samt resursperson på skolresurs.fi. Att ta in världsrymden i klassrummet ger ofta, åtminstone, ett delsvar på frågan ”Varför?”. När fysiker frågar så menar de vanligtvis ”Hur?” och den frågan är god att peta i. Att dryfta stora frågor ger nyfikenheten näring, vilket i sin tur är en av nyckelingredienserna till framgång. 

 

1 kommentar

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google+-foto

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s