De to forskjellige middagene
Det finnes to typer middag, og de er nesten aldri enige. Den ene er klokkemiddag – øyeblikket telefonen din viser 12:00. Den andre er solar middag – øyeblikket Solen når sitt høyeste punkt på himmelen for dagen, og krysser en tenkt linje som går rett over hodet ditt fra rett nord til rett sør. Den linjen er din lokale meridian, og øyeblikket Solen krysser den er den ærlige, astronomiske midten av dagen.
Hvis du stikker en pinne i bakken og følger med på skyggen, er solar middag øyeblikket skyggen er kortest og peker rett langs nord–sør-linjen. Gjør du dette på en gitt dag, vil du oppdage at skyggen når bunnen på et merkelig tidspunkt som 12:37 eller 1:14 – sjelden, om noen gang, på et rent 12:00. Hvorfor dette misforholdet? Tre separate effekter stabler seg oppå hverandre, og når du først ser dem, begynner klokkens merkelige aritmetikk å gi perfekt mening.
Hva solar middag egentlig er
Solar middag er definert rent av geometri. Når Jorden roterer, ser Solen ut til å sveipe over himmelen fra øst til vest. Nøyaktig ett øyeblikk hver dag står den rett i sør (på den nordlige halvkule) på sin maksimale høyde. Det er din solar middag, og den er helt lokal – den avhenger av lengdegraden din ned til brøkdelen av en grad.
Solen selv befinner seg omtrent én astronomisk enhet unna – omtrent 150 millioner kilometer (Astronomisk enhet til kilometer) – og lyset tar omtrent åtte minutter å nå oss. Så det "høyeste punktet" du observerer, er egentlig der Solen var for åtte minutter siden. I løpet av en hel dag er imidlertid denne forsinkelsen en konstant forskyvning som stille kansellerer seg ut, så den endrer aldri din solar middag i forhold til gårsdagens. Det som derimot endrer den, fra dag til dag og sted til sted, er de tre effektene nedenfor.
Grunn én: Tidssoner er brede belter
Jorden roterer 360 grader på 24 timer, noe som betyr at Solen krysser én lengdegrad hvert fjerde minutt. Sann soltid er derfor forskjellig for hver meridian på planeten. Hvis hver by holdt sin egen solklokke – slik de bokstavelig talt gjorde før jernbanene – ville middag i én by avvike fra middag i nabobyen.
Det kaoset er nettopp grunnen til at vi oppfant tidssoner: brede belter, hver nominelt 15 lengdegrader brede, som alle blir enige om å dele en enkelt "standard" tid forankret til én sentral meridian. Bare stedene som ligger på den sentrale meridianen får solar middag nær 12:00. Alle andre er forskjøvet av avstanden derfra. Bor du nær den østlige kanten av sonen din, løper Solen foran – solar middag kommer før klokken slår tolv. Bor du nær den vestlige kanten, henger Solen etter, så solar middag lander godt etter 12:00. En sone kan være en time bred i soltermer, så dette alene kan presse den virkelige middagen 30 minutter i begge retninger.
Grunn to: Sommertid
Den andre effekten er helt og holdent en menneskelig oppfinnelse. I store deler av året flytter mange regioner klokkene sine én time frem for sommertid. Når du stiller klokken frem, flytter du ikke Solen – du ommerker dagen. Solar middag skjer fortsatt i det samme astronomiske øyeblikket, men klokken viser nå omtrent én time senere når det skjer.
Resultatet: under sommertid faller solar middag vanligvis et sted mellom 1:00 og 1:30 på ettermiddagen. Det er derfor sommerkveldene føles så sjenerøst lange – du har rett og slett dyttet én time med dagslys fra tidlig morgen, når de fleste sover, til kvelden, når de er våkne.
Grunn tre: Tidsligningen
De to første effektene er faste forskyvninger – de samme hver dag i året. Den tredje svinger, og den er den mest fascinerende. Selv om du sto nøyaktig på sonens sentrale meridian og ignorerte sommertid helt, ville solar middag fortsatt drive, og løpe opptil omtrent 16 minutter foran klokken i begynnelsen av november og omtrent 14 minutter bak i midten av februar. Denne driften kalles tidsligningen, og den eksisterer fordi en virkelig soldag ikke har en fast lengde. To ting samarbeider:
-
Jordens bane er en ellipse. Planeten vår går ikke rundt Solen med konstant hastighet. Nær januar, når Jorden er nærmest Solen, beveger den seg raskere langs banen; nær juli beveger den seg saktere. Fordi lengden på en soldag delvis avhenger av hvor langt Jorden har svingt rundt Solen, strekker og klemmer denne akselerasjonen og retardasjonen dagen.
-
Jordens akse er skråstilt. Den 23,4-graders skråstillingen som gir oss årstider, betyr også at Solens daglige bevegelse ikke alltid er parallell med ekvator. Nær solvervene beveger den tilsynelatende Solen seg på en måte som forlenger soldagen; nær jevndøgn forkorter den den.
Legger du disse to syklusene sammen, får du en jevn kurve som krysser null fire ganger i året og når topper nær de 16-minutters ytterpunktene. Klokkene våre går etter middelsoltid – den gjennomsnittlige dagen, en fiksjon av perfekt jevne slag – nettopp for at vi ikke skal måtte leve med en dag som stadig endrer lengde. Tidsligningen er bokføringsposten som forener den ærlige Solen med det praktiske gjennomsnittet.
Analemmaet: Å tegne driften
Det er en vakker måte å se tidsligningen med egne øyne. Fotografer Solen fra samme sted til samme klokkeslett – for eksempel nøyaktig 12:00 – én gang i uken i et år, og legg bildene over hverandre. Solen sitter ikke stille. Den tegner en skjev åtter på himmelen kalt analemmaet. Dens høye akse registrerer Solen som stiger høyt om sommeren og synker lavt om vinteren; dens bredde registrerer tidsligningen, Solen som løper tidlig eller sent i forhold til klokken. Den slanke sideveis strekningen av åtteren er tidsligningen gjort synlig.
Ekstreme tilfeller: Én klokke for et kontinent
Tidssoner er like mye politiske som astronomiske, og ingen steder viser dette seg mer dramatisk enn i Kina. Geografisk strekker landet seg over omtrent fem tidssoner, men hele nasjonen går offisielt på én enkelt – Beijing-tid. For en innbygger i den vestligste regionen Xinjiang er klokken satt til en meridian tusenvis av kilometer mot øst. Konsekvensen er tydelig: i det fjerne vesten kan solar middag lande rundt 3:00 om ettermiddagen, og Solen står kanskje ikke opp før godt etter 9:00 om morgenen etter den offisielle klokken. Spania tilbyr en mildere versjon – geografisk på linje med Storbritannia, holder de sentraleuropeisk tid, så solar middag driver vanligvis forbi 1:30 p.m. selv før sommertid.
Hvordan finne din sanne solar middag
Du trenger ikke spesialutstyr. Noen pålitelige metoder:
- Skyggestokken. Stikk en rett vertikal stang i jevn bakke og merk skyggespissen i løpet av dagen. Øyeblikket skyggen er kortest er solar middag, og den korteste skyggen peker rett nord–sør.
- Matematikken. Start fra 12:00, juster for lengdegradens avstand fra sonens sentrale meridian (fire minutter per grad), legg til én time hvis sommertid er i kraft, og bruk til slutt dagens tidsligningsverdi.
- En kalkulator. Ethvert solposisjonsverktøy vil gi det nøyaktige minuttet for dine koordinater, og automatisk flette sammen alle tre effektene.
Å forstå solar middag omformer hele klokken: 12:00 er en sosial avtale, ikke et astronomisk faktum. Nysgjerrig på hvor langt din egen by driver fra Solen? Utforsk byer-referansen og sammenlign hvor klokken og himmelen stille er uenige.
Ofte stilte spørsmål
Er solar middag noen gang nøyaktig 12:00?
Bare sjelden, og bare ved en tilfeldighet. Det krever at du befinner deg på tidssonens sentrale meridian, at sommertid er slått av, og at tidsligningen viser null – en kombinasjon som inntreffer bare et par dager i året for et smalt belte av steder.
Endrer solar middag seg fra dag til dag?
Ja, litt. På grunn av tidsligningen forskyves klokkeslettet for solar middag med opptil omtrent et halvt minutt per dag, og vandrer tidligere og senere gjennom året i en jevn årlig syklus med en total spredning på opptil omtrent 30 minutter.
Hvorfor er solar middag senere om sommeren?
Mest på grunn av sommertid. Å stille klokken én time frem betyr at Solen når toppen når klokken allerede viser rundt 1:00 p.m. i stedet for middag, noe som også er grunnen til at sommerkveldene holder seg lyse så lenge.
Hva er forskjellen mellom soltid og middeltid?
Soltid (eller "tilsynelatende" tid) følger den virkelige Solen, hvis dag varierer i lengde. Middeltid bruker en idealisert, perfekt jevn dag – gjennomsnittet – så klokkene våre tikker jevnt. Gapet mellom dem på en gitt dato er tidsligningen.
Påvirker lengdegraden min solar middag?
Absolutt. Hver lengdegrad borte fra sonens sentrale meridian forskyver solar middag med fire minutter – tidligere hvis du er mot øst, senere hvis du er mot vest. Dette er den enkelt største grunnen til at to byer i samme sone opplever middag til forskjellige klokkeslett.