Wielu osobom wydaje się, że dzień skraca się i wydłuża przez cały rok w równym tempie, o stałą liczbę minut dziennie. W rzeczywistości zmiany długości dnia są bardzo nierówne – raz są prawie niezauważalne, a innym razem skaczą o kilka minut naraz. Różnica między dowolnym dniem w roku a najdłuższym dniem potrafi sięgać od pojedynczych minut do wielu godzin, w zależności od daty i szerokości geograficznej. Warto przyjrzeć się temu zjawisku precyzyjnie, z zegarkiem w ręku i z atlasem na kolanach. Taki konkret pozwala naprawdę zrozumieć, jak Ziemia krąży wokół Słońca i dlaczego kalendarz nie zawsze dobrze oddaje to, co widzi się za oknem.
Co to właściwie znaczy „długość dnia”
Na początek trzeba ustalić, o jakim „dniu” mowa. W astronomii istnieje kilka definicji dnia, ale w codziennym życiu używa się jednej, bardzo praktycznej: chodzi o czas między wschodem a zachodem Słońca. To właśnie ta długość dnia decyduje o tym, ile jest światła, a ile nocy.
Nieco inaczej wygląda sprawa w astronomii precyzyjnej. Tam pojawia się pojęcie dnia słonecznego (czas pomiędzy kolejnymi górowaniami Słońca) oraz dnia gwiazdowego (związanego z położeniem gwiazd). Dla obserwatora na powierzchni Ziemi najważniejsze pozostaje jednak to, kiedy Słońce wychodzi nad horyzont i kiedy się pod nim chowa.
Warto też pamiętać, że długość dnia w tym sensie zależy nie tylko od daty, ale także od szerokości geograficznej. Inne liczby uzyska się w Zakopanem, inne w Gdańsku, a jeszcze inne w Tromsø za kołem podbiegunowym.
Najdłuższy dzień w roku – liczby, nie wrażenia
W Polsce najdłuższy dzień przypada w okolicach 21 czerwca, czyli w czasie przesilenia letniego na półkuli północnej. Wtedy Słońce góruje najwyżej na niebie, a jego droga nad horyzontem jest najdłuższa.
Dla konkretnych miejsc wygląda to mniej więcej tak (dane uśrednione, mogą się różnić o kilka minut w zależności od roku i dokładnej lokalizacji):
- Gdańsk (ok. 54°N): najdłuższy dzień – około 17 godzin
- Warszawa (ok. 52°N): najdłuższy dzień – około 16 godzin 45 minut
- Kraków (ok. 50°N): najdłuższy dzień – około 16 godzin 20 minut
W grudniu, w czasie przesilenia zimowego, sytuacja odwraca się dramatycznie. W Warszawie dzień trwa tylko około 7 godzin 40 minut. Oznacza to, że w tym punkcie roku typowy dzień jest krótszy od najdłuższego o mniej więcej 9 godzin, czyli o ponad 540 minut.
Najkrótszy dzień w Polsce jest krótszy od najdłuższego o około 9 godzin, czyli aż o ponad 540 minut różnicy w ilości światła.
O ile minut dzień jest krótszy od najdłuższego – liczby w praktyce
Pytanie „o ile minut dzień jest krótszy od najdłuższego” ma sens tylko w odniesieniu do konkretnej daty i konkretnego miejsca. Dobrze więc rozłożyć je na kilka scenariuszy, trzymając się mniej więcej szerokości Polski (ok. 50–54°N).
Różnice dzień po dniu wokół przesilenia letniego
W okolicach najdłuższego dnia roku długość dnia zmienia się bardzo powoli. To jeden z powodów, dla których w czerwcu ma się wrażenie, że „jasno jest cały czas”. Z punktu widzenia liczb wygląda to mniej więcej tak:
- mniej więcej tydzień przed i po przesileniu – długość dnia zmienia się o około 15–30 sekund dziennie
- to oznacza, że dzień 20 czerwca może być krótszy od najdłuższego dnia o zaledwie 1–2 minuty
- dzień 10 czerwca – różnica rzędu 5–8 minut
W tej okolicy roku nawet po tygodniu trudno dostrzec zmianę „na oko”. Różnice są wyraźne dopiero przy porównaniu dokładnych godzin wschodu i zachodu Słońca.
O ile minut krótszy jest dzień miesiąc później
Pod koniec lipca wiele osób zauważa, że wieczory są już wyraźnie krótsze. To nie złudzenie. Miesiąc po przesileniu letnim dzień jest już:
- w Warszawie – krótszy o około 60–70 minut względem najdłuższego dnia
- w Gdańsku – o około 70–80 minut
Światła ubywa więc średnio o nieco ponad 2 minuty na dobę, ale tempo nie jest idealnie stałe – przyspiesza i zwalnia w zależności od fragmentu orbity Ziemi.
Różnice w okolicach równonocy
W czasie równonocy wiosennej (około 20 marca) i jesiennej (około 23 września) dzień i noc trwają podobnie, w okolicach 12 godzin. Wtedy:
- dzień jest krótszy od najdłuższego o około 4,5 godziny (czyli o jakieś 270 minut)
- zmiana z dnia na dzień jest najszybsza – nawet 3–4 minuty różnicy w długości dnia w porównaniu z poprzednią dobą
Właśnie w marcu i wrześniu najbardziej odczuwalne jest wrażenie, że światła szybko przybywa lub ubywa. Wieczory „przeskakują” powodując często zaskoczenie, jak nagle robi się ciemno albo jasno.
Długość dnia w różnych szerokościach geograficznych
Różnice liczone w minutach mają sens dopiero w zestawieniu z szerokością geograficzną. Im dalej na północ, tym większy rozrzut między najdłuższym a najkrótszym dniem – i tym bardziej spektakularne zjawiska.
Polska a okolice koła podbiegunowego
W Polsce różnica między najdłuższym a najkrótszym dniem wynosi około 8,5–9 godzin. To sporo, ale wciąż umiarkowanie w porównaniu z tym, co dzieje się bliżej bieguna.
W miastach takich jak Oslo czy Sztokholm (ok. 59–60°N) najdłuższy dzień trwa ponad 18 godzin, a najkrótszy niewiele ponad 6 godzin. Oznacza to, że dzień grudniowy jest tam krótszy od najdłuższego nawet o 12 godzin, czyli o całe 720 minut.
Za kołem podbiegunowym (ok. 66,5°N) sytuacja staje się jeszcze bardziej wyrazista:
- latem pojawia się dzień polarny – Słońce w ogóle nie zachodzi, więc „najdłuższy dzień” ma formalnie 24 godziny
- zimą występuje noc polarna – Słońce w ogóle nie wschodzi, więc dzień astronomiczny ma 0 godzin
W takim układzie dowolny zimowy dzień jest krótszy od letniego o całe 24 godziny, choć w praktyce i tak pojawia się kilka godzin zmierzchu, więc nie jest całkowicie ciemno.
Dlaczego dzień nie skraca się „równo o 2 minuty dziennie”
Często pojawia się pokusa uproszczenia: skoro od czerwca do grudnia jest mniej więcej pół roku, a między najdłuższym a najkrótszym dniem w Polsce jest około 9 godzin różnicy, to wychodzi około 2 minuty na dzień. Niestety, natura nie lubi tak prostych obliczeń.
Orbita Ziemi i nachylenie osi
Za nierównomierną zmianę długości dnia odpowiadają przede wszystkim dwa czynniki:
- nachylenie osi Ziemi względem płaszczyzny orbity (około 23,5°)
- eliptyczny kształt orbity, co sprawia, że Ziemia nie zawsze porusza się z tą samą prędkością
W okolicach przesileń (czerwiec, grudzień) „przesuwanie się” Słońca względem horyzontu z dnia na dzień jest bardzo wolne. Można to porównać do zakręcania na łuku – przez chwilę droga po niebie zmienia się bardzo nieznacznie.
W czasie równonocy Ziemia znajduje się w takim ustawieniu, że zmiana wysokości Słońca nad horyzontem między kolejnymi dniami jest większa. Stąd gwałtowne przybieranie lub ubywanie minut światła.
Różnica między wschodem i zachodem
Ciekawostką jest to, że dzień nie tylko „skraca się” lub „wydłuża” jako całość. Zmiany rozkładają się inaczej na poranek i wieczór:
- w pewnych okresach roku wschód Słońca prawie się nie zmienia, a zachód przesuwa się wyraźnie
- w innych jest odwrotnie – wschód „ucieka” szybko, a zachód prawie stoi w miejscu
Efekt ten jest związany z tak zwaną równaniem czasu (ang. equation of time), czyli różnicą między czasem słonecznym a zegarowym. To właśnie przez tę subtelną grę wielu osobom trudno wytłumaczyć, dlaczego najwcześniejszy zachód Słońca nie przypada dokładnie w dniu przesilenia zimowego.
Zmierzch, świt i subiektywna „długość dnia”
W codziennym odczuciu długość dnia to nie tylko godziny między ścisłym wschodem a zachodem Słońca. Ludzkie oko toleruje zmierzch i świt jako okres „prawie dnia”. Astronomowie wyróżniają trzy rodzaje zmierzchu: cywilny, żeglarski i astronomiczny, w zależności od tego, jak głęboko Słońce schowało się pod horyzont.
W wysokich szerokościach geograficznych, zwłaszcza latem, Słońce w nocy chowa się minimalnie i długo trwa jasny zmierzch – z punktu widzenia praktycznego mówimy wtedy o „białych nocach”. To tłumaczy, dlaczego subiektywne poczucie długości dnia bywa inne niż to podawane w tabelach wschodów i zachodów.
Jak samodzielnie sprawdzić, o ile minut dzień jest krótszy
Nie potrzeba zaawansowanych narzędzi, żeby policzyć różnicę między długością dnia danego dnia w roku a najdłuższym dniem:
- Wziąć kalendarz albo serwis pogodowy z godzinami wschodów i zachodów Słońca dla konkretnej miejscowości.
- Sprawdzić długość dnia w okolicach 21 czerwca (przesilenie letnie) – to będzie przybliżony najdłuższy dzień.
- Sprawdzić długość dnia w interesującej dacie, odejmując godziny wschodu od godziny zachodu.
- Różnicę między tymi dwiema wartościami zapisać w minutach – to dokładna odpowiedź na pytanie, o ile minut dany dzień jest krótszy od najdłuższego.
Takie ćwiczenie, wykonane kilka razy w roku, pozwala wyjść poza ogólne wrażenie „coraz ciemniej” i zobaczyć, że za oknem rządzą bardzo konkretne liczby: minuty, a czasem nawet pojedyncze sekundy różnicy między kolejnymi dniami.
