Усі ми знаємо, що протягом року тривалість дня і ночі постійно змінюється. Це є проявом явища, яке називається зміна пір року (зміна умов освітлення Сонцем даної точки земної поверхні). У день зимового сонцестояння в північній півкулі Землі день найкоротший, оскільки вона найменше освітлюється Сонцем.

Чому ж відбувається зміна пір року? Справа в тому, що вісь добового обертання Землі нахилена до площини її орбіти. Це призводить до того, що наша планета розвертається до Сонця то північною, то південною півкулями.

Рис. 1 Розташування півкуль Землі відносно Сонця протягом року

Дні, коли Сонце однаково освітлює обидві півкулі Землі (дні рівнодення), настають двічі на рік – весною 20 – 21 березня і восени 22 – 23 вересня, коли на всіх материках однакова тривалість дня – 12 годин.

Найдовший день у північній півкулі (день літнього сонцестояння) настає 21 – 22 червня – початок астрономічного літа, а в південній півкулі в цей день починається астрономічна зима. Через півроку, 21 – 22 грудня (день зимового сонцестояння), навпаки, у Північній півкулі настає астрономічна зима, а в Південній –  літо. Деяка варіація дат зумовлена тим, що у нашому календарі кожен четвертий рік високосний.

Крім зміни тривалості дня й ночі, змінюються кожну добу й положення точок сходу і заходу Сонця та його полуденна висота (верхня кульмінація) (рис. 2).

Рис. 2. Річна зміна положення точок сходу, заходу і верхньої кульмінації Сонця

Цей факт використано при побудові знаменитої доісторичної обсерваторії Стоунхендж (Великобританія). Камені Стоунхенджа розташовані так, що в день зимового сонцестояння під час заходу Сонця промені нашого світила проходять чітко через систему спеціально створених отворів кам’яного кола (рис. 3). Це дозволяло визначати настання найдовшої ночі в році.

Рис. 3. Захід Сонця в Стоунхендж у день зимового сонцестояння

Цього року день зимового сонцестояння припадає на 21 грудня. Після цієї дати тривалість дня в нашій півкулі почне збільшуватися до наступного дня літнього сонцестояння  - 21 червня.

Підготував доцент кафедри природничих наук та методик їхнього навчання О.В.Волчанський.