Midwinterzon
 [ Start ] [ Nieuws en informatie ] [ Evenementen ] [ Leisurekrant ] [ Foto's ] [Discussieforum] [Facebook] [Navigatieoverzicht]

 

Omhoog

De Midwinterzon

Graag kijk ik naar de televisiezenders Discovery en National Geographic Channel. Veel programma's gaan over ruimtevaart en het heelal. Alhoewel het niet direct betrekking heeft op de zeilsport kreeg ik het het idee een stuk te schrijven over de midwinterzon. Na enige lectuurstudie ben ik tot het volgende verhaal gekomen. 

Wie in december nauwkeurig de tijdstippen van de opkomst en ondergang van de zon volgt, zal iets heel merkwaardigs ontdekken. De dag waarop de zon het vroegst in de middag ondergaat valt op 12 december. Maar pas op 30 december zal de zon het laatst in de ochtend opkomen. Terwijl het dus na 12 december 's avonds al weer later donker wordt, zal het pas na 30 december 's morgens weer vroeger licht worden. Hier gebeurt iets waar we eigenlijk nooit bij stil staan. We hebben toch altijd geleerd dat de kortste dag van het jaar op 21 december valt? We gaan er toch altijd vanuit dat het na deze dag zowel vroeger licht ('s morgens) als later donker wordt ('s avonds). Waarom begint de ene omslag al wanneer de andere omslag nog moet komen? Hoe is deze vreemde verschuiving van 9 dagen (21 tot 30 december) te verklaren?
De oorzaak van dit verschijnsel ligt in het feit dat de datum van 21 december, van midwinter dus, bepaald wordt door de positie van de ware zon in het bewegend firmament, maar dat de tijdstippen van zonsopkomst en zonsondergang worden gegeven in een tijdrekening die gebaseerd is op de beweging van de middelbare zon. Met andere woorden: de zon die op 21 december het moment van midwinter aangeeft is niet dezelfde zon die met onze tijdrekening (klokken, horloges) meedraait. Zijn er dan twee soorten zonnen? Wat de tijdrekening betreft wel. Omdat de aarde zelf om de zon draait, heeft deze 'ster' geen vaste plaats ten opzichte van andere sterren: de zon heeft geen vaste plaats in het bewegend firmament. In de loop van een jaar verplaatst hij zich langs een cirkel die door de dierenriem loopt. In feite is deze cirkel de vanuit de zon in het heelal geprojecteerde baan van de aarde (zie figuur). 

Op 21 december bereikt de zon zijn meest zuidelijke punt. De zon staat dan in het winterpunt en op dat moment begint per definitie de astronomische winter. De datum van 21 december is vrijwel altijd dezelfde. Soms is het 22 december. Dit vindt zijn oorzaak in het feit dat er niet precies een geheel aantal dagen in een jaar gaan. Er blijft steeds een kwart 'over' en daarom moet eens in de vier jaar een schrikkeldag worden ingevoerd. Dit wat betreft de datum. Ook de tijd is gebaseerd op de beweging van de zon, maar dan op een schijnbare beweging die het gevolg is van de aswenteling van de aarde.

Een etmaal (een dag en een nacht) is gelijk aan het tijdsverloop tussen twee opeenvolgende doorgangen van de zon door het zuiden. Per definitie duurt dat tijdsverloop 24 uur. Wanneer wij dit tijdsverloop echter een jaar lang iedere dag met behulp van een zuiver lopende klok meten, dan zien we dat een etmaal geen constante duur van 24 uur heeft. In september duurt een etmaal het kortst en in december het langst. Deze variatie ligt niet aan onregelmatigheden in de aardrotatie (die zijn er wel, maar niet meetbaar met een gewone klok), maar aan de vorm van de aardbaan en de schuine stand van de aardas. Doordat de aardbaan niet zuiver rond maar elliptisch is, beweegt de aarde zich niet met een constante snelheid om de zon. In januari beweegt hij het snelst en in juli het langzaamst. De winter duurt bij ons 89 dagen en de zomer 93 dagen. Op het zuidelijk halfrond is het natuurlijk andersom. 
Dit verschil in baansnelheid heeft natuurlijk zijn weerslag op de schijnbare dagelijkse beweging van de zon aan de hemel en op het tijdsverloop tussen twee opeenvolgende doorgangen door het zuiden. In de winter is de zon wat sneller rond dan in de zomer. Verder beweegt de zon als gevolg van de schuine stand van de aardas op het vlak van de aardbaan niet altijd zuiver oostwaarts ten opzichte van de sterren, maar afwisselend wat meer in noordoostelijke en wat meer in zuidoostelijke richting. Ook dit veroorzaakt een variatie in het in het tijdsverloop tussen twee doorgangen door het zuiden. Beide effecten tezamen hebben tot gevolg dat de duur van de ware zonnedag in de loop van het jaar op een gecompliceerde manier varieert. Vroeger werden de 'klokken' steeds aangepast aan de wisselende snelheid van de zon, zoals die werd aangegeven door een goed opgestelde zonnewijzer. Dat aanpassen was toen nog niet zo'n probleem, omdat klokken in die tijd door hun onregelmatige gang toch al steeds moesten worden bijgesteld (meestal ontbrak ook nog de minutenwijzer). Tegenwoordig zou een dergelijke handelswijze onmogelijk zijn, omdat onze huidige klokken dan feitelijk constant verkeerd zouden lopen, tenzij we uurwerken zouden maken die van dag tot dag en van uur tot uur een iets andere snelheid hebben. In de huidige computertijdperk zou dit niet onmogelijk zijn.

Men heeft echter de zaak eenvoudig omgedraaid. De tijd is nu gebaseerd op de beweging van een denkbeeldige zon, die zich het gehele jaar door met dezelfde snelheid langs de hemel beweegt: de middelbare zon. De tijdsduur tussen twee opeenvolgende doorgangen van deze denkbeeldige zon door het zuiden noemt men de middelbare zonnedag. Deze daglengte, die we op onze klokken hebben zitten, is het gehele jaar door constant, zodat uurwerken nu niet steeds meer bijgesteld hoeven worden. De prijs die we daarvoor moeten betalen is dat de zon nu slechts op enkele dagen van het jaar om twaalf uur 's middags precies in het zuiden staat en dat de fraaie zonnewijzers aan sommige gebouwen en in tuinen niet meer de juiste tijd aangeven. Het tijdsverschil waarmee de ware en de middelbare zon door het zuiden gaan noemt men de tijdvereffening. Dit tijdverschil, dat zowel positief als negatief kan zijn, varieert in de loop van het jaar op een ietwat grillige wijze en kan oplopen tot 16 minuten (tabel 1). 

 

Tabel 1 Tijdvereffening in minuten gedurende het jaar. De tijdvereffening is het verschil tussen de ware zonnetijd en de middelbare zonnetijd. De ware zonnetijd wordt aangegeven door een zonnewijzer, de middelbare zonnetijd door een uurwerk

 

Herkent u hierin ook enigszins de declinatietabel van het kompas?
Heeft men eenmaal een tabel voor de tijdvereffening bij de hand, dan kan men via een correctie van een zonnewijzer toch de juiste, dat wil zeggen middelbare tijd afleiden.
Het is nu door deze tijdvereffening dat de merkwaardige asymmetrie rond 21 december tussen het later donker en vroeger licht worden ontstaat.

Voor wie het nu allemaal is gaan duizelen is tabel 2 gemaakt. Deze geeft de tijdstippen van zonsopkomst en zonsondergang in december en januari voor het midden van Nederland. Met behulp van de uitgezette lijn kan men van dag tot dag aflezen hoe laat de zon opkomt en ondergaat volgens onze middelbare zonnetijd: de klokketijd. Deze tijdstippen zijn dus ook onder de weerrapporten in de kranten en televisie te vinden. Men ziet dan dat het na 12 december 's avonds alweer later later donker begint te worden, terwijl het 's morgens toch nog niet eerder licht wordt.

 

Tabel 2 Doorlopende lijn: opkomst en ondergang van de zon volgens het uurwerk (middelbare tijd).Onderbroken lijn: opkomst en ondergang volgens de ware zonnetijd (zonnewijzertijd).In december verandert de grootte van de tijdvereffening van dag tot dag zeer sterk. Op 25 december verandert zij van positief in negatief: het verschil tussen ware en middelbare zonnetijd is dan nul. Op die dag snijden de twee lijnen elkaar.

De onderbroken lijn geeft de tijdstippen van zonsopkomst en zonsondergang in ware zonnetijd, gecorrigeerd met de tijdvereffening. Nu ziet men opeens dat de zon inderdaad tot de 21e later blijft opkomen en vroeger blijft ondergaan. Dit is dus precies wat men min of meer had verwacht en wat men op een goede zonnewijzer zou kunnen aflezen. Doordat de tijd in onze wereld zo'n belangrijke rol is gaan spelen en wij de zon dus een beetje naar onze hand hebben gezet, hebben wij dit symmetrische omslageffect verstoord. 

Roel R.

 

Waarom actief lid worden? ] Op je 14e ] Wat is de Stertocht ] Nieuwe Leisures te koop  - Het vervolg ] Vanaf de wal ] Leisureweek van de Rinzwind ] Wel en wee met onderwaterverf ] Nieuwe Leisures te koop ] HSL-Zuid ] Het naviduct ] Avonturen 2002 ] Op naar Friesland 1 ] Op naar Friesland 2 ] Kennismaking IJsselmeer ] Leisureweek 2000 ] [ Midwinterzon ] Pareltjes ] [ Navigatieoverzicht ]

Heeft u vragen of opmerkingen over deze website? Zend een e-mail aan de webbeheerder .
Laatst bijgewerkt: 09 juli 2016