Γιατί ο Ήλιος δεν ανατέλλει κάθε μέρα από την Ανατολή;

Απάντηση

Παρατηρώντας την ανατολή του Ήλιου από τον ίδιο τόπο κατά τη διάρκεια του έτους, διαπιστώνουμε ότι αλλάζει συνεχώς από μέρα σε μέρα το σημείο του ορίζοντα απ’ όπου βλέπουμε τον Ήλιο να ανατέλλει καθώς και το σημείο του ορίζοντα στο οποίο δύει.

Ο Ήλιος ανατέλλει ακριβώς από την Ανατολή και δύει ακριβώς στη Δύση (ως γεωγραφικά σημεία του ορίζοντα) μόνο δύο φορές τον χρόνο και συγκεκριμένα στις 21 Μαρτίου (έναρξη Άνοιξης) και στις 22 Σεπτεμβρίου (έναρξη Φθινοπώρου), οπότε έχουμε και τη διάρκεια της ημέρας ίση με τη διάρκεια της νύχτας. Στις 21 Μαρτίου έχουμε την εαρινή ισημερία και στις 22 Σεπτεμβρίου τη φθινοπωρινή ισημερία. Στις δύο αυτές ημερομηνίες ο Ήλιος φαίνεται να διαγράφει τον ουράνιο ισημερινό, που είναι η προέκταση του γήινου ισημερινού.

Αξίζει να σημειώσουμε ότι το επίπεδο του ουράνιου ισημερινού σχηματίζει με το επίπεδο του ορίζοντα του τόπου γωνία ίση με τη συμπληρωματική γωνία του γεωγραφικού πλάτους του τόπου. Αυτό συμβαίνει διότι, όπως αναφέραμε σε άλλη σχετική ερώτηση, ο άξονας περιστροφής της Γης τέμνει την ουράνια σφαίρα σε σημείο (πολύ κοντά στον Πολικό αστέρα) που έχει ύψος από τον Βορρά ίσο με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου παρατήρησης.

eik. 5Για τη Θεσσαλονίκη, επομένως, που βρίσκεται περίπου 40 μοίρες πάνω από τον ισημερινό (η ακριβής τιμή του γεωγραφικού πλάτους της είναι φ=40°37´), ο Ήλιος στη μεσουράνησή του στις ισημερίες (21 Μαρτίου και 22 Σεπτεμβρίου) θα πιάσει μέγιστο ύψος περίπου 90-40=50 μοίρες από τον Νότο. Κατά συνέπεια, στο παράδειγμά μας, για να είναι οι ακτίνες του Ήλιου, κατά τη μεσουράνησή του, κάθετες στην επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, πρέπει αυτή η επιφάνεια: α) να έχει κλίση 40 μοιρών ως προς το οριζόντιο επίπεδο και β) να είναι στραμμένη προς τον Νότο (βλ. Εικόνα 5).

Μεταξύ 22 Δεκεμβρίου και 21 Ιουνίου ο Ήλιος ανατέλλει από όλο και βορειότερο σημείο του ανατολικού ορίζοντα και δύει σε όλο και βορειότερο σημείο του δυτικού ορίζοντα. Στις 21 Ιουνίου έχουμε το θερινό ηλιοστάσιο και τότε η ημερήσια τροχιά του Ήλιου από την ανατολή στη δύση είναι η μεγαλύτερη και ψηλότερη του έτους, και μάλιστα σε γωνιώδη απόσταση 23,5 μοιρών (ίση με τη λόξωση της εκλειπτικής) πάνω από τον ουράνιο ισημερινό. Αυτή είναι η μεγαλύτερη μέρα του έτους, που διαρκεί στην Ελλάδα περίπου 15 ώρες, ενώ η νύχτα μόνον περίπου 9 ώρες. Το ύψος του Ήλιου στη μεσουράνησή του στη Θεσσαλονίκη είναι 73,5 μοίρες (=50+23,5) από τον Νότο.

Παρατηρούμε ότι ο Ήλιος στο θερινό ηλιοστάσιο (21 Ιουνίου) ανεβαίνει αρκετά ψηλά από τον ορίζοντα, αλλά δεν φτάνει στο Ζενίθ. Επομένως, η σκιά που ρίχνει μια κατακόρυφη ράβδος ποτέ δεν μηδενίζεται στη Θεσσαλονίκη, ούτε σε κάποιον άλλον τόπο της χώρας μας, αφού η χώρα είναι μικρή και τα γεωγραφικά πλάτη διαφέρουν λίγο.

Αξίζει, μάλιστα, να σημειώσουμε ότι, επειδή ο Ήλιος στη χώρα μας μεσουρανεί πάντα νότια του Ζενίθ, η σκιά που ρίχνει μια κατακόρυφη ράβδος κατά τη μεσουράνηση του Ήλιου κατευθύνεται πάντα προς τον Βορρά.

Από την 22η Ιουνίου και μετά ο Ήλιος ανατέλλει από όλο και νοτιότερο σημείο του ορίζοντα, οπότε στη φθινοπωρινή ισημερία (22 Σεπτεμβρίου) ανατέλλει ακριβώς από την Ανατολή και δύει ακριβώς στη Δύση, όπως αναφέραμε προηγουμένως. Από τις 22 Σεπτεμβρίου και μετά ο Ήλιος φαίνεται να διαγράφει τροχιές κάτω από τον ουράνιο ισημερινό, ανατέλλοντας από όλο και νοτιότερο σημείο του ανατολικού ορίζοντα και δύοντας σε όλο και νοτιότερο σημείο του δυτικού ορίζοντα. Στις 22 Δεκεμβρίου έχουμε το χειμερινό ηλιοστάσιο και τότε η ημερήσια τροχιά του Ήλιου από την ανατολή στη δύση είναι η μικρότερη και χαμηλότερη του έτους, σε γωνιώδη απόσταση 23,5 μοίρες κάτω από τον ισημερινό.

Ο Ήλιος την ημέρα αυτή ανατέλλει από το νοτιότερο σημείο του ανατολικού ορίζοντα και δύει στο νοτιότερο σημείο του δυτικού ορίζοντα, σημειώνοντας τη μικρότερη διάρκεια της ημέρας μέσα στο έτος. Το ύψος του Ήλιου κατά τη μεσουράνησή του αυτή τη μέρα στη Θεσσαλονίκη δεν ξεπερνά τις 26,5 μοίρες (=50-23,5) από τον Νότο.

Πηγή: Στοιχεία Αστρονομίας για μαθητές και εκπαιδευτικούς