De herfst nader bekeken
De herfst nader bekeken
De astronomische herfst is vandaag aan zijn tweede etmaal begonnen. We leggen uit wat het natuurkundig precies inhoudt als de herfst begint. Uit diverse vragen en opmerkingen is namelijk gebleken dat dit nog allerminst duidelijk is bij een grote groep van onze lezers. We leggen tevens uit waarom het begin van de herfst niet betekent dat de dag en de nacht dan overal precies 12 uur duren. Verder stippen we ook nog even het verschil aan tussen de astronomische en de meteorologische herfst. De meteorologen krijgen soms de kritiek over zich heen dat zij de herfst al op 1 september laten beginnen, terwijl het dan toch nog zo vaak zomers is? We maken duidelijk dat de meteorologische indeling zo gek nog niet is.
De equinox, of de dag- en nachtevening
Maar we beginnen bij het begin. De astronomische herfst begon dit jaar op 22 september, op 23.18 uur. Daarmee is ook meteen een eerste argument weggenomen van vele criticasters. Het is dus niet zo dat ieder seizoen op de 21e van respectievelijk september, december, maart en juni begint. De herfst begint op 22 en ook wel op 23 september, terwijl de lente meestal al op 20 maart begint. Dit verschil ontstaat omdat de baan die de aarde om de zon beschrijft geen zuivere cirkel is, maar een ellips. Als het winter is op het noordelijk halfrond, dan staat de aarde iets dichter bij de zon dan in de zomer en vordert de aarde wat sneller in zijn baan. Hierdoor duurt onze winter een paar dagen korter dan de zomer. Verder duurt een jaar afgerond 365.25 dagen en is het nodig om om de vier jaar een schrikkeldag in te voeren. Ook hierdoor verschuiven de tijdstippen van het begin van de astronomische seizoenen voortdurend.
Dit plaatje geeft (niet op schaal) aan hoe de as van de aarde staat ten opzichte van de zon, tijdens het begin van de astronomische seizoenen. Rechts begint de zomer, links de winter op het noordelijk halfrond. Onder en boven staat de aardas 'neutraal' ten opzichte van de zon; het begin van de lente en herfst.
Veel belangrijker dan de afstand aarde – zon is in dit geval de hoek die de aardas maakt ten opzichte van de verticaal en die ervoor zorgt dat de aarde ‘scheef draait’. Die hoek is (afgerond) 23.5 graden en is de veroorzaker van de seizoenen. Op het tijdstip dat de astronomische zomer begint, wijst het deel van de aardas die denkbeeldig door de Noordpool prikt, maximaal richting de zon, waardoor de zon in alle gebieden boven 66.5 graden noorderbreedte, die begrensd wordt door de poolcirkel, niet ondergaat. De zon staat dan ’s middags loodrecht boven de Kreeftskeerkring, op 23.5 graden ten noorden van de evenaar. Die denkbeeldige lijn heet zo, omdat de zon dan in het sterrenbeeld kreeft staat en hij wordt ‘keerkring’ genoemd, omdat de noordelijke verplaatsing van de zon dan stopt en na dit tijdstip de zon opnieuw naar het zuiden gaat bewegen. Een half jaar later wordt dan de meest zuidelijke positie bereikt, op 23.5 graden ten zuiden van de evenaar, boven de Steenbokskeerkring. De zon staat dan in dit sterrenbeeld en de aardas wijst bij de Noordpool dan het verst van de zon weg. Op het noordelijke halfrond duren de dagen dan het kortst en begint de astronomische winter.
Op het tijdstip van de zogenaamde equinox, die het begin van de lente of herfst markeert, staat de zon pal boven de evenaar, en duren de nacht en dag overal op Aarde even lang. In de tekst wordt uitgelegd dat dit overigens niet helemaal zo is.
Halverwege tussen deze twee tijdstippen in bereiken we het moment dat de zon precies tussen de beide keerkringen in, pal boven de evenaar staat. Op dat moment staat de aardas van de zon uit gezien ‘neutraal’, hij wijst naar opzij, maar niet naar voren of achteren. Dat is het moment dat de zon op de Noord- en Zuidpool langs de horizon scheert en dat elders op Aarde de dag en nacht even lang duren; het begin van de meteorologische lente of herfst. Dat laatste gebeurde dus eergisteren, om 23.18 uur.
Dag toch nog iets langer dan de nacht
Op het tijdstip dat de astronomische lente of herfst begint, duren de dagen en nacht op zowel het noordelijk-, als het zuidelijk halfrond even lang, we schreven dat hierboven al. Dat betekent overigens niet dat de dag en nacht dan precies 12 uur duren, de dag duurt in feite dan nog een kwartiertje langer en de nacht een kwartiertje korter, wat optelt tot een half uurtje verschil. Dit is ook mooi te zien op het zonneschijnduurgrafiekje van De Bilt (zie hiernaast), waarop ook de maximale zonneschijnduur per dag valt af te lezen. Pas overmorgen, op 26 september dus, bedraagt de dagduur precies 12 uur. Waar komt dit verschil vandaan?
De zon is niet een ‘punt’, maar vertoont zich als een schijf. De zon begint te schijnen zodra de bovenkant van deze schijf zichtbaar wordt, maar dan staat het centrum van de zon nog een kwart graad onder de horizon (de hele zonneschijf heeft een diameter van een halve graad). Omdat de zon hier ook nog eens ‘scheef’ opkomt en dus niet loodrecht de hemel in klimt, scheelt dat wel iets.
De hoeveelheid zonneschijn in De Bilt, tot en met gisteren in september. Aan de blauwe staafjes die de maximaal mogelijk hoeveelheid zonneschijn weergeven, is te zien dat pas op 26 september de dag en nacht 12 uur duren. In de tekst wordt uitgelegd waardoor dat komt.
Een groter effect wordt echter veroorzaakt door de atmosfeer. De ons omringende lucht breekt het zonlicht niet alleen, maar buigt de zonnestralen ook af. In de praktijk komt dit er op neer, dat we als het ware iets ‘over de horizon’ kunnen kijken. We zien de zonneschijf al helemaal boven de horizon staan, als hij in werkelijkheid nog net onder de horizon staat. Dankzij de atmosfeer zien we dus altijd de zon iets eerder opkomen, en iets later ondergaan. Dat geldt uiteraard ook voor de maan en de sterren en het hele jaar door. Ook in de zomer en de winter duurt daarom de dag altijd iets langer, dan je puur op basis van berekeningen van de zonnestand zou verwachten.
Dankzij de breking van het licht in de atmosfeer kunnen we de zon al helemaal zien, terwijl hij in werkelijkheid nog nét onder de horizon staat. Foto: Karin Broekhuijsen.
Waarom een ‘meteorologisch’ seizoen?
De meteorologen laten de seizoenen altijd op de eerste van de maand beginnen, de herfst dus op 1 september, de winter op 1 december, enzovoorts. Het voordeel van deze indeling is dat de seizoenen altijd op een vaste datum beginnen, dit in tegenstelling tot de astronomische seizoenen. Het voordeel van de meteorologische indeling is dat de drie warmste maanden (juni, juli en augustus) daadwerkelijk als ‘zomer’ worden betiteld en de drie koudste maanden (december, januari en februari) als ‘winter’ en de zes maanden die daartussen liggen als ‘lente’ en ‘herfst’. De mensen die kritiek op deze indeling hebben geleverd en liever de astronomische indeling zouden willen zien, hebben gelijk als ze stellen dat het weer gedurende de eerste helft van september nog dikwijls zomerse trekjes vertoont, en bijvoorbeeld begin maart nog behoorlijk winters kan uitpakken.
Maar de ‘fout’ die we maken als we de astronomische indeling volgen voor wat betreft het weerbeeld, is groter. De astronomische zomer begint namelijk pas aan het eind van de derde juniweek. Het hoeft geen betoog dat het gedurende de eerste drie weken van juni best vaak zomert in ons land! Sterker nog, van de 38 hittegolven die ons land sinds 1901 heeft gekend, vielen er vijf geheel in de astronomische lente en drie andere nog gedeeltelijk. Met een zomerbegin op 1 juni geldt dat nog maar voor één hittegolf en nog eentje gedeeltelijk.
Met het huidige rustige weer zijn met zons op- en -ondergang de prachtigste plaatjes te schieten. Foto: Corina Magielse.
Hetzelfde kunnen we zeggen van het begin van de astronomische winter, die pas op 22 december begint. De kritische lezer die het met de meteorologische seizoensindeling niet eens is, vindt het dus geen ‘winter’ als het na Sinterklaas, maar vóór 22 december in ons land flink vriest en sneeuwt, wat in het verleden geregeld is voorgekomen? Van de 33 koudegolven die ons land sinds 1901 heeft gekend, vielen er vier geheel in de ‘herfst’, en eentje gedeeltelijk. Sterker nog, de recordkoude decemberdagen in De Bilt met een gemiddelde etmaaltemperatuur van -13.3 graden, vielen op 19 en 20 december 1938, ook nog in de astronomische herfst dus! Het is dus zo gek nog niet om de winter al op 1 december te laten beginnen. Met deze grens valt er nog maar één koudegolf buiten de boot, die van 2 t/m 6 maart 1971. Hieruit blijkt dat, waar we de grenzen ook trekken, de overgang van het ene naar het volgende seizoen zich geleidelijk voltrekt en nooit op een ‘vaste’ datum zal vallen, niet op de eerste van de maand, maar ook niet rond de 21e.
De historie
Niettemin zijn de zomer- en winterzonnewendes belangrijke natuurkundige gebeurtenissen, die ingrijpende veranderingen aankondigen, vooral in de gematigde gebieden en de poolstreken. Vooral in de oudheid, toen de achterliggende processen door de volken niet werden begrepen, was dit een reden tot feestvieren. Ons kerstfeest is eigenlijk een iets verschoven winterzonnewendefeest. Dit van oorsprong heidense feest werd later Christelijk gemaakt, door er de geboorte van Christus aan te verbinden. In vooral de Scandinavische landen wordt het zomerzonnewendefeest ook tegenwoordig nog uitbundig gevierd. Voor de oude volken was het namelijk ieder jaar toch weer een spannend moment wat de zon ‘zou gaan doen’. Want wie weet, zou in een boos jaar de zon in de winter definitief onder de horizon zinken en zou men bevriezen in een eeuwig durende nacht. Omgekeerd zou het in de zomer kunnen gebeuren dat de zon steeds hoger zou rijzen, niet meer zou ondergaan en uiteindelijk met zijn stralen alles zou verzengen. Inmiddels weten wij beter, maar is gelukkig het stukje historie rondom de zonnewendefeesten, nog niet verloren gegaan.
Bronnen: Meteo Consult, KNMI, div. internetsites.
De astronomische herfst is vandaag aan zijn tweede etmaal begonnen. We leggen uit wat het natuurkundig precies inhoudt als de herfst begint. Uit diverse vragen en opmerkingen is namelijk gebleken dat dit nog allerminst duidelijk is bij een grote groep van onze lezers. We leggen tevens uit waarom het begin van de herfst niet betekent dat de dag en de nacht dan overal precies 12 uur duren. Verder stippen we ook nog even het verschil aan tussen de astronomische en de meteorologische herfst. De meteorologen krijgen soms de kritiek over zich heen dat zij de herfst al op 1 september laten beginnen, terwijl het dan toch nog zo vaak zomers is? We maken duidelijk dat de meteorologische indeling zo gek nog niet is.
De equinox, of de dag- en nachtevening
Maar we beginnen bij het begin. De astronomische herfst begon dit jaar op 22 september, op 23.18 uur. Daarmee is ook meteen een eerste argument weggenomen van vele criticasters. Het is dus niet zo dat ieder seizoen op de 21e van respectievelijk september, december, maart en juni begint. De herfst begint op 22 en ook wel op 23 september, terwijl de lente meestal al op 20 maart begint. Dit verschil ontstaat omdat de baan die de aarde om de zon beschrijft geen zuivere cirkel is, maar een ellips. Als het winter is op het noordelijk halfrond, dan staat de aarde iets dichter bij de zon dan in de zomer en vordert de aarde wat sneller in zijn baan. Hierdoor duurt onze winter een paar dagen korter dan de zomer. Verder duurt een jaar afgerond 365.25 dagen en is het nodig om om de vier jaar een schrikkeldag in te voeren. Ook hierdoor verschuiven de tijdstippen van het begin van de astronomische seizoenen voortdurend.
Dit plaatje geeft (niet op schaal) aan hoe de as van de aarde staat ten opzichte van de zon, tijdens het begin van de astronomische seizoenen. Rechts begint de zomer, links de winter op het noordelijk halfrond. Onder en boven staat de aardas 'neutraal' ten opzichte van de zon; het begin van de lente en herfst.
Veel belangrijker dan de afstand aarde – zon is in dit geval de hoek die de aardas maakt ten opzichte van de verticaal en die ervoor zorgt dat de aarde ‘scheef draait’. Die hoek is (afgerond) 23.5 graden en is de veroorzaker van de seizoenen. Op het tijdstip dat de astronomische zomer begint, wijst het deel van de aardas die denkbeeldig door de Noordpool prikt, maximaal richting de zon, waardoor de zon in alle gebieden boven 66.5 graden noorderbreedte, die begrensd wordt door de poolcirkel, niet ondergaat. De zon staat dan ’s middags loodrecht boven de Kreeftskeerkring, op 23.5 graden ten noorden van de evenaar. Die denkbeeldige lijn heet zo, omdat de zon dan in het sterrenbeeld kreeft staat en hij wordt ‘keerkring’ genoemd, omdat de noordelijke verplaatsing van de zon dan stopt en na dit tijdstip de zon opnieuw naar het zuiden gaat bewegen. Een half jaar later wordt dan de meest zuidelijke positie bereikt, op 23.5 graden ten zuiden van de evenaar, boven de Steenbokskeerkring. De zon staat dan in dit sterrenbeeld en de aardas wijst bij de Noordpool dan het verst van de zon weg. Op het noordelijke halfrond duren de dagen dan het kortst en begint de astronomische winter.
Op het tijdstip van de zogenaamde equinox, die het begin van de lente of herfst markeert, staat de zon pal boven de evenaar, en duren de nacht en dag overal op Aarde even lang. In de tekst wordt uitgelegd dat dit overigens niet helemaal zo is.
Halverwege tussen deze twee tijdstippen in bereiken we het moment dat de zon precies tussen de beide keerkringen in, pal boven de evenaar staat. Op dat moment staat de aardas van de zon uit gezien ‘neutraal’, hij wijst naar opzij, maar niet naar voren of achteren. Dat is het moment dat de zon op de Noord- en Zuidpool langs de horizon scheert en dat elders op Aarde de dag en nacht even lang duren; het begin van de meteorologische lente of herfst. Dat laatste gebeurde dus eergisteren, om 23.18 uur.
Dag toch nog iets langer dan de nacht
Op het tijdstip dat de astronomische lente of herfst begint, duren de dagen en nacht op zowel het noordelijk-, als het zuidelijk halfrond even lang, we schreven dat hierboven al. Dat betekent overigens niet dat de dag en nacht dan precies 12 uur duren, de dag duurt in feite dan nog een kwartiertje langer en de nacht een kwartiertje korter, wat optelt tot een half uurtje verschil. Dit is ook mooi te zien op het zonneschijnduurgrafiekje van De Bilt (zie hiernaast), waarop ook de maximale zonneschijnduur per dag valt af te lezen. Pas overmorgen, op 26 september dus, bedraagt de dagduur precies 12 uur. Waar komt dit verschil vandaan?
De zon is niet een ‘punt’, maar vertoont zich als een schijf. De zon begint te schijnen zodra de bovenkant van deze schijf zichtbaar wordt, maar dan staat het centrum van de zon nog een kwart graad onder de horizon (de hele zonneschijf heeft een diameter van een halve graad). Omdat de zon hier ook nog eens ‘scheef’ opkomt en dus niet loodrecht de hemel in klimt, scheelt dat wel iets.
De hoeveelheid zonneschijn in De Bilt, tot en met gisteren in september. Aan de blauwe staafjes die de maximaal mogelijk hoeveelheid zonneschijn weergeven, is te zien dat pas op 26 september de dag en nacht 12 uur duren. In de tekst wordt uitgelegd waardoor dat komt.
Een groter effect wordt echter veroorzaakt door de atmosfeer. De ons omringende lucht breekt het zonlicht niet alleen, maar buigt de zonnestralen ook af. In de praktijk komt dit er op neer, dat we als het ware iets ‘over de horizon’ kunnen kijken. We zien de zonneschijf al helemaal boven de horizon staan, als hij in werkelijkheid nog net onder de horizon staat. Dankzij de atmosfeer zien we dus altijd de zon iets eerder opkomen, en iets later ondergaan. Dat geldt uiteraard ook voor de maan en de sterren en het hele jaar door. Ook in de zomer en de winter duurt daarom de dag altijd iets langer, dan je puur op basis van berekeningen van de zonnestand zou verwachten.
Dankzij de breking van het licht in de atmosfeer kunnen we de zon al helemaal zien, terwijl hij in werkelijkheid nog nét onder de horizon staat. Foto: Karin Broekhuijsen.
Waarom een ‘meteorologisch’ seizoen?
De meteorologen laten de seizoenen altijd op de eerste van de maand beginnen, de herfst dus op 1 september, de winter op 1 december, enzovoorts. Het voordeel van deze indeling is dat de seizoenen altijd op een vaste datum beginnen, dit in tegenstelling tot de astronomische seizoenen. Het voordeel van de meteorologische indeling is dat de drie warmste maanden (juni, juli en augustus) daadwerkelijk als ‘zomer’ worden betiteld en de drie koudste maanden (december, januari en februari) als ‘winter’ en de zes maanden die daartussen liggen als ‘lente’ en ‘herfst’. De mensen die kritiek op deze indeling hebben geleverd en liever de astronomische indeling zouden willen zien, hebben gelijk als ze stellen dat het weer gedurende de eerste helft van september nog dikwijls zomerse trekjes vertoont, en bijvoorbeeld begin maart nog behoorlijk winters kan uitpakken.
Maar de ‘fout’ die we maken als we de astronomische indeling volgen voor wat betreft het weerbeeld, is groter. De astronomische zomer begint namelijk pas aan het eind van de derde juniweek. Het hoeft geen betoog dat het gedurende de eerste drie weken van juni best vaak zomert in ons land! Sterker nog, van de 38 hittegolven die ons land sinds 1901 heeft gekend, vielen er vijf geheel in de astronomische lente en drie andere nog gedeeltelijk. Met een zomerbegin op 1 juni geldt dat nog maar voor één hittegolf en nog eentje gedeeltelijk.
Met het huidige rustige weer zijn met zons op- en -ondergang de prachtigste plaatjes te schieten. Foto: Corina Magielse.
Hetzelfde kunnen we zeggen van het begin van de astronomische winter, die pas op 22 december begint. De kritische lezer die het met de meteorologische seizoensindeling niet eens is, vindt het dus geen ‘winter’ als het na Sinterklaas, maar vóór 22 december in ons land flink vriest en sneeuwt, wat in het verleden geregeld is voorgekomen? Van de 33 koudegolven die ons land sinds 1901 heeft gekend, vielen er vier geheel in de ‘herfst’, en eentje gedeeltelijk. Sterker nog, de recordkoude decemberdagen in De Bilt met een gemiddelde etmaaltemperatuur van -13.3 graden, vielen op 19 en 20 december 1938, ook nog in de astronomische herfst dus! Het is dus zo gek nog niet om de winter al op 1 december te laten beginnen. Met deze grens valt er nog maar één koudegolf buiten de boot, die van 2 t/m 6 maart 1971. Hieruit blijkt dat, waar we de grenzen ook trekken, de overgang van het ene naar het volgende seizoen zich geleidelijk voltrekt en nooit op een ‘vaste’ datum zal vallen, niet op de eerste van de maand, maar ook niet rond de 21e.
De historie
Niettemin zijn de zomer- en winterzonnewendes belangrijke natuurkundige gebeurtenissen, die ingrijpende veranderingen aankondigen, vooral in de gematigde gebieden en de poolstreken. Vooral in de oudheid, toen de achterliggende processen door de volken niet werden begrepen, was dit een reden tot feestvieren. Ons kerstfeest is eigenlijk een iets verschoven winterzonnewendefeest. Dit van oorsprong heidense feest werd later Christelijk gemaakt, door er de geboorte van Christus aan te verbinden. In vooral de Scandinavische landen wordt het zomerzonnewendefeest ook tegenwoordig nog uitbundig gevierd. Voor de oude volken was het namelijk ieder jaar toch weer een spannend moment wat de zon ‘zou gaan doen’. Want wie weet, zou in een boos jaar de zon in de winter definitief onder de horizon zinken en zou men bevriezen in een eeuwig durende nacht. Omgekeerd zou het in de zomer kunnen gebeuren dat de zon steeds hoger zou rijzen, niet meer zou ondergaan en uiteindelijk met zijn stralen alles zou verzengen. Inmiddels weten wij beter, maar is gelukkig het stukje historie rondom de zonnewendefeesten, nog niet verloren gegaan.
Bronnen: Meteo Consult, KNMI, div. internetsites.
