לרגל יום ההיפוך של החורף החל היום, מסבירה ד”ר נדיה גולדובסקי – הממונה על מדידות זמן ותדר במעבדה הלאומית לפיסיקה במשרד הכלכלה והתעשייה כיצד מחשבים בדיוק מתי נופל רגע ההיפוך
היום הראשון של החורף (היפוך חורף או היפוך דצמבר) הוא כאשר השמש נמצאת במיקום הדרומי ביותר שלה ישירות מעל חוג הגדי.
החורף האסטרונומי מתחיל בזמנים שונים ברחבי כדור הארץ בגלל אזורי הזמן השונים. הממוקמות מערבית לקו אורך אפס – גריניץ’ החורף יתחיל מוקדם יותר ממדינות הממוקמות ממזרח לקו זה. לפי המחשבונים האסטרונומיים החורף יתחיל היום, 21 בדצמבר 2021 כעשר דקות לחצות. (23:48 לצופים ממרכז הארץ)
חורף אסטרונומי ומטאורולוגי
החורף האסטרונומי נקבע ממיקומו המשתנה של כדור הארץ ביחס לשמש המעניקה לנו את ימי ההיפוך והשוויון. עונות השנה נגרמות על ידי הטיית כדור הארץ על צירו ב-23.5 מעלות. הטיית כדור הארץ אינה משתנה כשהוא מקיף את השמש, כך שחצי הכדור הצפוני מוטה לכיוון השמש בחודש יוני ומרוחק ממנה בדצמבר.
כאשר השמש נמצאת מעל קו המשווה נוצרים ימי השוויון וכאשר השמש מעל חוג הסרטן במיקום הצפוני ביותר שלה מתקבל היפוך הקיץ ומנגד כאשר השמש נמצאת מעל המיקום הדרומי ביותר בקבוצת גדי נוצר היפוך החורף.
היפוך החורף מתרחש בחצי הכדור הצפוני בין התאריכים 20-23 בדצמבר ואחריו יום השוויון האביבי- 19 עד 21 במרץ , יום ההיפוך של הקיץ – 20 עד 22 ביוני ולבסוף יום השוויון של הסתיו – 21 עד 23 בספטמבר. ארצות הברית, רוב צפון אמריקה, אירופה ומדינות רבות בחצי הכדור הצפוני משתמשות בהגדרת החורף האסטרונומי כדי לקבוע מתי עונת החורף מתחילה ומסתיימת באופן רשמי.
החורף המטאורולוגי נקבע על ידי מחזורי הטמפרטורה השנתיים ולוח השנה. החורף המטאורולוגי מתחיל ב-1 בדצמבר בחצי הכדור הצפוני ונמשך 3 חודשים (דצמבר, ינואר ופברואר) עם עונת האביב (מרץ, אפריל ומאי) ועונת הקיץ (יוני, יולי ואוגוסט) ולבסוף עונת הסתיו (ספטמבר, אוקטובר ונובמבר). אוסטרליה וניו זילנד בחצי הכדור הדרומי משתמשות בחורף המטאורולוגי כך שבחודשים יוני, יולי ואוגוסט כדי לקבוע את עונת החורף שלהן.
עם זאת ההגדרה המדוייקת של מושג עונת החורף משתנה ממדינה למדינה בהתאם לאקלים הספציפי שלה. נראה כעת שהיא גם תשתנה בהתאם להשפעות משבר האקלים. אמנם כדור הארץ לא יתרחק או יתקרב יותר לשמש, אך הוא יתחמם יותר ויותר. בישראל למשל, מעריכים שהחורף יתקצר ושמקרי מזג האוויר קיצוני כמו למשל הסופה כרמל שאנו נמצאים בעיצומה ילכו ויתרבו.
מחר, ה- 21 בדצמבר הוא היום הקצר בשנה. ביום הזה היום הוא החשוך ביותר, כלומר שעות החשיכה רבות יותר משעות היום. ביום זה מתחילה עונת החורף בחצי הכדור הצפוני.
החל מה- 21 לדצמבר הימים בחצי הכדור הצפוני מתחילים להתארך והלילות – להתקצר. ביום זה השמש היא גם הנמוכה ביותר בשנה. בחצי הכדור הדרומי, קורה בדיוק ההיפך והחל מיום זה היום הוא הארוך ביותר והימים יילכו ויתקצרו.
ביום הקצר ביותר בשנה ב- 21 בדצמבר אורך שעות אור היום מסתכם ב-10 שעות ו- 3 דקות, וביום הארוך בשנה ב- 21 ביוני, אורך שעות אור היום מסתכם ב- 14 שעות ו- 14 דקות.
“היום הקצר בשנה” נקרא כך מפני שיש בו פחות שעות אור, היום הוא הקצר ביותר והלילה הוא הארוך ביותר בשנה.
מהם ימי ההיפוך
ד”ר נדיה גולדובסקי – הממונה על מדידות זמן ותדר במעבדה הלאומית לפיסיקה במשרד הכלכלה והתעשייה, מסבירה:
היום אנו יודעים שכדור-הארץ סובב סביב השמש, וסביב עצמו על ציר קבוע – כך שהקוטב הצפוני תמיד פונה לכוכב הצפון, החיצוני למערכת השמש. לכן, במסלול כדור הארץ סביב השמש, מצד אחד שלה נוטה ההמיספרה הצפונית שלו לכיוון השמש (איורים 1 ו-2) ולכן זוכה לקרינה ישירה, שמחממת אותה מאוד. אלה ימי הקיץ בחצי הכדור הצפוני. לעומת זאת, בהמשך מסלולו סביב השמש, בצד השני שלה נוטה ההמיספרה הצפונית לכיוון הנגדי מהשמש, ולכן זוכה לעוצמת קרינה נמוכה יותר. אלה ימי החורף בחצי הכדור הצפוני. הטייתו של כדור-הארץ משפיעה גם על משך הזמן ביממה בו יש אור, ולכן הימים בקיץ ארוכים יותר ובחורף קצרים יותר.
אורך היממה אינו משתנה, מה שכן אנו מפסידים או מרוויחים (בחורף או בקיץ בהתאמה) הוא שעות אור שמש. בחורף אנו מקבלים את כמות אור השמש הקטנה ביותר בשנה ביום זה.
כדי להבין את היפוכי החורף והקיץ אנו נדרשים להבין עובדה בסיסית – ציר הסיבוב של כדור הארץ נטוי 23.5 מעלות לערך לעומת מישור הקפתו את השמש (ראה איורים 1 ו-2).
מצב כדור הארץ יחסית לשמש בשני ימי ההיפוך ניתן לראות בתמונה 2. בדצמבר חצי הכדור הצפוני זוכה בשעות אור קטנות יותר, וגם בזווית נמוכות יותר של השמש, לכן שם שיא החורף, ולהפך בחצי כדור הדרומי. ביוני המצב מתהפך.
על-פי החלוקה האסטרונומית לעונות, כל עונה מתחילה ונגמרת בדיוק ביום בו חלה נקודת היפוך או שוויון. נקודות השוויון הן את תחילתן של עונות ״המעבר״ – האביב והסתיו. על-פי החלוקה המטאורולוגית, עונה נפתחת בתחילת החודש בו מתקיימת אחת משתי נקודות ההיפוך או אחת משתי נקודות השוויון. בנקודות השוויון עורכי יום ולילה שווים, זה קורה ב-21 למרץ וב-21 לספטמבר.
כדי יותר טוב להבין את הנושא להלן גרפים של אורכי יום ולילה בתל אביב ובשטוקהולם.
גרף 1. אורך היום (מהזריחה עד לשקיעה) בתל אביב לעומת סטוקהולם.
ניתן לראות מהגרפים שאורך היום הקצר ביותר הוא ב-21 לדצמבר והוא מהווה 10 שעות בתל אביב ורק 6 שעות בסטוקהולם. אורך היום הארוך ביותר ב-21 ליוני והוא מהווה מעל 14 שעות בתל אביב ומעל 16 שעות אור בסטוקהולם. בנקודות השוויון ב21 למרץ וב21 לספטמבר, אורך היום מהווה 12 שעות גם בתל אביב וגם בסטוקהולם.
זמני הזריחה והשקיעה בקיץ ובחורף בשתי הערים ,הם שונים מאוד. לעומת זאת, בנקודות השוויון לשתי הערים יש אותם זמני הזריחה והשקיעה.
ראו גם ראיון עם ד”ר נדיה גולדובסקי אודות השימוש בשעונים אטומיים במעבדה שהיא עומדת בראשה.
