طول النهار: كم تدوم الفترة بين الشروق والغروب؟

لماذا تختلف أيام السنة؟

يميل محور الأرض نحو 23.4° عن العمود على مستوى مدارها حول الشمس. في صيف النصف الشمالي يميل هذا النصف نحو الشمس، فيقضي الموقع الشمالي جزءًا أكبر من دورته اليومية في الجانب المضاء؛ وفي شتائه يحدث العكس. تتعاكس الفصول بين نصفي الكرة، ولا تنشأ من قرب الأرض أو بعدها عن الشمس.

نرى هذا التغير في ميل الشمس، أي بعدها الزاوي عن خط الاستواء السماوي. في النصف الشمالي، يزيد الميل الشمالي عمومًا الجزء الواقع فوق الأفق من الدائرة اليومية، ويقلله الميل الجنوبي. تنعكس العلاقة في النصف الجنوبي؛ فلا يُستخدم وصف واحد لكل مواقع المتحدثين بالعربية.

عند خط الاستواء يقسم الأفق الدائرة الهندسية اليومية إلى قسمين متقاربين، فيبقى النهار قريبًا من اثنتي عشرة ساعة طوال العام. وكلما اتجهت نحو القطبين، زادت حساسية التقاطع للميل، حتى تبقى دائرة كاملة فوق الأفق أو تحته في بعض الفترات خلف الدوائر القطبية.

العوامل التي تحدد المدة

هناك ثلاثة عناصر أساسية. يحدد ميل الشمس موضع دائرتها اليومية، ويحدد خط العرض كيف يقطعها الأفق، أما تعريف الشروق والغروب فيحدد الحافة والتصحيحات المعتمدة. لأن الاصطلاح يستخدم الحافة العليا والانكسار، يبدأ النهار المرئي المعياري أبكر وينتهي لاحقًا من نموذج يعتمد مركز الشمس الهندسي فقط.

لا تكون سعة التغير السنوي في العلا مماثلة لمدينة قريبة من خط الاستواء أو لمدينة في شمال أوروبا. حتى إذا تشابه توقيت الغروب على الساعة في يوم ما، فقد تختلف مدة النهار، لأن وقت الساعة وطول الفترة مفهومان مختلفان.

يؤثر خط الطول أساسًا في موضع الأحداث على الساعة؛ وعند ثبات بقية العوامل لا يغير مدة القوس النهاري كما يفعل خط العرض. كما أن تبديل المنطقة الزمنية لا يخلق ضوءًا إضافيًا. يراعي الحساب الدقيق الزمن الفعلي المتغير للشمس، بينما تشرح هذه المقارنة دور كل عامل على حدة.

قد يطيل الأفق البعيد المنخفض المشاهدة من موقع مرتفع عبر انخفاض الأفق. أما حاجز جبلي أو مبنى فيمكن أن يقصر وقت وصول الضوء المباشر إليك. لذلك فمدة الشمس المعيارية ليست دائمًا المدة التي تضيء فيها الشمس نافذة أو واديًا بعينه.

لماذا لا يساوي النهار اثنتي عشرة ساعة عند الاعتدال؟

الاعتدال لحظة عبور الشمس خط الاستواء السماوي، وليس وعدًا بتساوي المدة المحسوبة من الحافة العليا للشمس مع الليل بالثانية. يرفع الانكسار صورة الشمس، ويضيف نصف قطر القرص جزءًا مرئيًا قبل عبور المركز وبعده. لذلك يكون النهار المعياري أطول قليلًا من اثنتي عشرة ساعة حتى قرب الاعتدال.

تختلف الزيادة بالدقائق بحسب العرض والتعريف والحالة الجوية. ويعطي الحساب المحلي للرياض أو العلا النتيجة المناسبة لإحداثيات الموقع. يسمى اليوم الذي تتساوى فيه المدة وفق تعريف الشروق والغروب **تساوي مدة النهار والليل** أو equilux؛ وفي كثير من العروض الوسطى يقع قبل الاعتدال الربيعي المحلي وبعد الخريفي المحلي.

قرب خط الاستواء تختلف الهندسة: قد يبقى النهار المعياري أطول قليلًا من اثنتي عشرة ساعة طوال السنة، فلا يصح افتراض أن لكل موقع تاريخ تساوٍ يبعد بضعة أيام فقط عن الاعتدال.

متى يتغير طول النهار أسرع؟

لا يتغير طول النهار بمعدل ثابت. قرب الانقلابين يتبدل ميل الشمس ببطء، فتتغير المدة قليلًا بين أيام متجاورة. قرب الاعتدالين يتغير الميل أسرع، بنحو 0.4° في اليوم، فيكون تغير المدة أوضح في العروض التي يتعاقب فيها الشروق والغروب طبيعيًا.

في السياق الشمالي، تنمو الأيام بعد انقلاب ديسمبر ببطء أولًا، ثم أسرع قرب اعتدال مارس، ثم يتباطأ النمو باتجاه انقلاب يونيو. بعده ينعكس الاتجاه. مقدار الزيادة بالدقائق ليس واحدًا في الرياض والعلا وشمال أوروبا؛ يزداد عمومًا أثر الميل في العروض الأعلى، بينما توجد حالات خاصة قرب حدود اليوم والليل القطبيين.

تصف بعض القواعد التقريبية هذا الصعود والهبوط المتدرج، لكنها لا تعطي توقيتًا دقيقًا لكل موقع وتاريخ. إذا كنت ترتب خروجًا ميدانيًا أو موعد تصوير، فاستخدم وقتَي الشروق والغروب للموقع والتاريخ بدل معدل ثابت تفترضه طوال الموسم.

مقارنة الأماكن ضمن سياقها

العلا شمال الرياض، لذلك يكون التفاوت الموسمي في طول النهار أكبر فيها عمومًا عند مقارنة المعيار الهندسي نفسه. لكن لا يعني ذلك فرقًا ثابتًا في كل يوم، ولا يصف اختلاف الأفق بين موقع مفتوح ووادي تحيط به الصخور. هذه مقارنة للمبدأ، لا قيمة زمنية محلية مفترضة.

وعند السفر من موقع عربي إلى مدينة بعيدة في الشمال صيفًا، قد تكون الليلة أقصر والشفق أطول كثيرًا. أما في الشتاء فقد يصبح وقت الشمس فوق الأفق أقصر. في نصف الكرة الجنوبي تنعكس المواسم، وفي العروض القريبة من خط الاستواء يظل التفاوت صغيرًا.

طول النهار ليس مرادفًا لمدة الضوء المفيد: توجد قبله وبعده مراحل شفق قد تسمح بالمشي أو تجهيز المعدات. لكن مقدار الضوء الفعلي يتأثر بالجو والتضاريس، فلا تضف مدة ثابتة متساوية إلى كل مدينة.

وعلى مدار السنة يضيف حجم القرص والانكسار أوقات رؤية مقارنة بتعريف هندسي يعتمد مركز الشمس والأفق فقط. لا يتحول ذلك إلى عدد ساعات إضافي واحد يصلح لكل عرض، ولا يعني أن جميع العوامل الموسمية تتعادل بالطريقة نفسها في كل موقع.