Για το έτος 2016 αυτό θα συμβεί την 21η Δεκεμβρίου ώρα 12.44. Αρχή του χειμώνα, λένε οι επιστήμονες. Η μέρα είναι η μικρότερη του έτους και η νύχτα η μεγαλύτερη. Αυτό συμβαίνει για τους τόπους του βορείου ημισφαιρίου, ενώ στο νότιο ισχύει το αντίστροφο. Τι συμβαίνει όμως συγκεκριμένα; Ο ήλιος δεν είναι ακίνητος; Γιατί έχουμε χειμώνα;

         Θα προσπαθήσω με απλά λόγια αλλά με σχετική ακρίβεια να εξηγήσω τα φαινόμενα, απευθυνόμενος σε ανθρώπους χωρίς ειδικές γνώσεις.

         Ο ήλιος είναι αστέρι μεσαίου μεγέθους, και θεωρείται απλανές  δηλαδή ακίνητο. Στην πραγματικότητα όμως κινείται και μάλιστα με μεγάλες ταχύτητες. Τα πάντα κινούνται. Επειδή όμως συμπαρασύρει όλο το ηλιακό σύστημα επομένως και τη γη, γι’ αυτό και λόγω των τεραστίων αποστάσεων, μπορεί κατά προσέγγιση να θεωρηθεί ακίνητος.

          Η γη στα πλαίσια του ηλιακού συστήματος κάνει δύο βασικές κινήσεις: την ημερήσια περιστροφή περί τον άξονα της η οποία δημιουργεί τη μέρα και τη νύχτα και την ετήσια περιφορά περί τον ήλιο. Ο άξονας περιστροφής της γης δεν είναι κάθετος στο επίπεδο περιφοράς, είναι λοξός. Ακριβέστερα σχηματίζει γωνία 66,5 μοιρών με το επίπεδο περιφοράς. Αυτό έχει ως συνέπεια οι τόποι της γης να φωτίζονται διαφορετικά από τον ήλιο. Άλλοτε οι μέρες είναι μικρές, άλλοτε μεγαλύτερες, άλλοτε οι ακτίνες είναι πλάγιες, άλλοτε πιο κάθετες. Αυτό το γεγονός, δηλ. ο λοξός άξονας, δημιουργεί τις εποχές σε ένα τόπο και τις διαφορετικές ζώνες κλίματος πάνω στη γη.

 Αποτέλεσμα των κινήσεων αυτών της γης, επειδή γίνονται τελείως αδιατάρακτα, εμείς αντιλαμβανόμαστε ότι ο ήλιος κινείται ημερησίως καθορίζοντας τη μέρα και τη νύχτα  και ετησίως αλλάζοντας ύψος στον ουρανό καθώς  και με την κίνηση της ουράνιας σφαίρας.

      Ας πάρουμε ως παράδειγμα την Κεφαλονιά που βρίσκεται σε γεωγραφικό πλάτος 38 μοιρών βόρειο. Τα ίδια ισχύουν για όλους τους τόπους με το ίδιο γ. πλάτος πχ Αθήνα.

       Στις 21 Σεπτεμβρίου ο ήλιος κατά τη διάρκεια του 24ώρου διαγράφει ένα κύκλο στον ουρανό. Ο κύκλος αυτός λέγεται ουράνιος ισημερινός και είναι η προέκταση του γήινου ισημερινού. Ο ήλιος ανατέλλει, αν δεν υπήρχαν βουνά, ακριβώς στην ανατολή και δύει ακριβώς στη δύση. Η μέρα είναι για όλους τους τόπους της γης ίση με τη νύχτα δηλ.12ώρες. Το ύψος του ηλίου, το μεσημέρι ,στην Κεφαλονιά είναι περίπου 52 μοίρες. Την επομένη μέρα ο ήλιος διαγράφει στον ουρανό ,όχι τον ίδιο κύκλο αλλά άλλον λίγο νοτιότερα. Η μέρα είναι λίγο μικρότερη από τη νύχτα και το ύψος του ηλίου λίγο μικρότερο .Αρχίζει η κάθοδος προς νότο. Αυτό συνεχίζεται για 3 μήνες.

         Ακριβέστερα μπορούμε να πούμε ,ότι ο ήλιος κατά την φαινομένη κίνηση του, κινείται πάνω σε ένα σπιράλ με 365 σπείρες. Ο ισημερινός είναι στη μέση του σπιράλ και κάθε 24ώρο ο ήλιος διαγράφει μία σπείρα.

         Συνεχίζοντας ο ήλιος την κάθοδο του στο νότο φτάνει στην τελευταία σπείρα. Πιο κάτω δεν έχει. Αυτό συμβαίνει την 21 Δεκεμβρίου. Ο κύκλος που διαγράφει στον ουρανό λέγεται τροπικός του Αιγόκερω και είναι επέκταση του γήινου ομώνυμου κύκλου. Η μέρα είναι η μικρότερη δυνατή για τον τόπο και η νύχτα η μεγαλύτερη.9ώρες-15 ώρες. Το ύψος του ηλίου είναι το μεσημέρι μόνο 29 μοίρες για Κεφαλονιά. Η ενέργεια που στέλνει ο ζωοδότης ήλιος ,λόγω μικρής μέρας και λόγω μικρού ύψους φτάνει στο ελάχιστο. Χειμώνας. Ας σημειώσουμε εδώ ,ότι βορειότερα, π.χ Ρωσία η μέρα είναι ακόμη μικρότερη και το ύψος ακόμη μικρότερο. Στις δε πολικές περιοχές μέρα δεν υπάρχει καθόλου και ο ήλιος είναι κάτω από τον ορίζοντα, συνεχής νύχτα.(Β. Πόλος)

Την επομένη στιγμή, αφότου ο ήλιος φτάσει στο κατώτατο σημείο της σπείρας ,αρχίζει την άνοδο προς βορά. Τότε έχουμε το χειμερινό ηλιοστάσιο. Όπως ένα όχημα που πηγαίνει σε μια κατεύθυνση, σταματά στιγμιαία και κάνει όπισθεν.

       Αρχίζει το ταξίδι προς βορά. Η μέρα μεγαλώνει σιγά -σιγά 1-2 λεπτά και η νύχτα μικραίνει. Το ύψος του ήλιου αυξάνεται δειλά-δειλά ,μία μοίρα κάθε 4 μέρες. Η ενέργεια που δέχεται η γη σιγά -σιγά αυξάνεται…

Μετά από 3 μήνες συνεχούς ανόδου, ο ήλιος βρίσκεται στη μέση του σπιράλ στον ισημερινό, εαρινή ισημερία.

Το ταξίδι όμως προς βορά συνεχίζεται για άλλους 3 μήνες. Στις 21 Ιουνίου ο ήλιος βρίσκεται στην ανώτερη σπείρα. Και αρχίζει η κάθοδος προς νότο.

Τη μέρα αυτή,21 Ιουνίου έχουμε το θερινό ηλιοστάσιο. Ο κύκλος που ο ήλιος διαγράφει στον ουρανό είναι ο τροπικός του Καρκίνου και αποτελεί επέκταση του αντίστοιχου γήινου κύκλου. Η μέρα έχει τη μεγαλύτερη διάρκεια 15 ώρες και η νύχτα τη μικρότερη. Το ύψος του ήλιου το μεσημέρι, στην Κεφαλονιά πάντα φτάνει τις 75 μοίρες. Η Κεφαλονιά πλημμυρίζει από φως. Οι πιο ζεστές μέρες όμως είναι αργότερα, γιατί ο επηρεασμός δεν είναι άμεσος, υπάρχει αδράνεια στα φαινόμενα.

      Επομένως, καλοκαίρι έχουμε όταν οι μέρες είναι μεγάλες και οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν με μεγάλη γωνία προσπτώσεως. Αντίθετα, χειμώνα έχουμε ως συνέπεια της μικρής διάρκειας της ημέρας και της μικρής γωνίας πρόσπτωσης των ακτίνων , δηλ. πολύ πλάγιες. Σε όλες τις περιπτώσεις επεμβαίνουν και τοπικοί παράγοντες που επηρεάζουν το αποτέλεσμα. Το μέσο ύψος του ήλιου στην Κεφαλονιά είναι 52 μοίρες και συμβαίνει στις ισημερίες. Το μέγιστο ύψος του ηλίου είναι 52+23 =75 μοίρες και συμβαίνει στο Θερινό Ηλιοστάσιο, ενώ το ελάχιστο είναι 52-23=29 μοίρες και συμβαίνει στο Χειμερινό Ηλιοστάσιο.

Συνοπτικός πίνακας

To ύψος του ηλίου αναφέρεται σε γ. πλάτος 38 μοιρών. (Κεφαλονιά)

Μπάμπης Γαλανός,Μαθηματικός,15/12/2016.