چرا سایه‌ها در پاییز بلند می‌شود؟

از آنجا که محور چرخش زمین به دور خودش، نسبت به مدار گردشش به دور خورشید از راستای قائم حدود 5/23 درجه انحراف دارد، در مدت یک سالی که طول می‌کشد تا زمین به دور خورشید بچرخد، آفتاب می‌تواند به برخی از نواحی زمین در لحظه ظهر به‌طور قائم بتابد. این نواحی عمدتا روی زمین در بین دو مدار رأس‌السرطان و رأس‌الجدی واقع شده‌اند. مدار رأس‌السرطان از جنوب ایران و از کشورهایی مثل عمان عبور می‌کند. خورشید در روز اول تیر هر سال در لحظه ظهر به مناطقی که روی این خط واقع شده‌اند عمودی می‌تابد. بنابراین در لحظه ظهر یکم تیر در مناطقی که روی مدار رأس‌السرطان واقع شده‌اند، اجسام سایه نخواهند داشت (تصویر زیر).

طبیعتا در اوایل تابستان برای کشورهایی همچون ایران که در عرض‌های جغرافیایی بالاتر اما نزدیکی نسبت به عمان و دیگر کشورهایی قرار دارند که مدار رأس‌السرطان از آنها عبور کرده، طول سایه‌ها بسیار کوتاه است.

حالا روز اول مهر را در نظر بگیریم. در این روز تمام مناطق زمین که روی خط استوا قرار دارند، در لحظه ظهر آفتاب به‌طور عمودی بر آنها می‌تابد و بنابراین اجسام در آن لحظه سایه نخواهند داشت (تصویر زیر).

می‌توانید تصور کنید که از اول تیر تا یکم مهر، همزمان با تغییر موقعیت زاویه تابش عمودی خورشید از مدار رأس‌السرطان به سوی مدار استوا، طول سایه‌ها بلندتر و طول روز در نتیجه کوتاه‌تر شدن مدار چرخش ظاهری خورشید در آسمان کوتاه‌تر خواهد شد.

اما در ادامه اوضاع وخیم‌تر هم می‌شود. تابش عمودی پرتوهای خورشید در روزهای منتهی به پایان پاییز هر چه بیشتر به سوی مدار رأس‌الجَدی منحرف می‌شود. مداری در نیمکره‌جنوبی کره زمین که از کشورهایی همچون برزیل و آرژانتین و استرالیا عبور می‌کند. خورشید در روز یکم دی در لحظه ظهر عمود بر شهرهایی می‌تابد که روی این خط واقع شده‌اند (تصویر زیر).

با توجه به بعد فاصله میان ایران تا این کشورها می‌توانید تصور کنید که چقدر خورشید در لحظه ظهر برای ما در ایران با زاویه‌ای مایل می‌تواند بتابد. از همین روست که حوالی ساعت 9 صبح و 3 عصر در روزهای آذر و دی می‌بینید تابش آفتاب با وجود آن‌که سرد و بی‌رمق است تا وسط اتاق تابیده می‌شود، اما در روزهای خرداد و تیر که آفتاب داغ و سوزان است، تنها پای پنجره آفتاب در اتاق می‌تابد. در ادامه اما خورشید در یکم فروردین و همزمان با نوروز برای ما در ایران بار دیگر بر مناطق مستقر روی خط استوا در لحظه ظهر عمودی می‌تابد و به این ترتیب هر بار گردش زمین به دور خورشید در هر سال با تغییر زاویه تابش خورشید در فصول مختلف همراه می‌شود. فراموش نکنید اگر کره زمین از راستای قائم انحراف 5/23 درجه‌ای خود را نداشت، هیچ یک از این اتفاقات نمی‌افتاد. نه شکوفه بهاری از راه می‌رسید و نه درختی خزان می‌دید!

کاظم کوکرم

دانش