Den astronomiska vintern börjar

Faktarutan

Vintersolstånd 2014
inträffar: 22/12 kl. 00:03
årets kortaste dagar: 21:e och 22:e
årets längsta natt: 21:e-22:e

Den 22 december 2014 börjar alltså vintern enligt kalendern, dvs. den astronomiska vintern. Den meteorologiska vintern började redan den 1 december, dvs. för statistikens skull sammanfattar man månaderna december, januari och februari till vintermånaderna.

Vintersolstånd är en tidpunkt, inte en dag

Kring vintersolstånd är dagarna som kortast och nätterna som längst på norra halvklotet. Tittar man i olika almanackor så ser man att vintersolstånd inträffar den 22 december kl. 00:03. Det är alltså inte en dag – det är en tidpunkt som avses, nämligen när jorden passerar en speciell punkt på sin bana runt solen, just då jordens södra halvklot lutar mest fördelaktigt mot solen.
Årstider - jordens bana runt solen
Vid sommarsolstånd är det tvärtom, då lutar jordens norra halvklot mest fördelaktigt mot solen.

Bilden nedan visar hur det ser ut om man tittar från solen mot jorden. Då behöver rotationsaxeln inte nödvändigtvis pekar mot solen; det gör den bara vid sommar och vintersolstånd.
Jorden sett från solen för att förklara årstiderna
Den ljusblå pilen anger jordens färdriktning runt solen. Den mindre mörkblå pilen över Afrika anger jordens rotationsriktning. Den stora gula pilen anger varifrån solstrålarna kommer (grafiken visar ju jorden sett från solen och därmed kommer solstrålarna från det hållet du tittar på bilden…). Solen drar en bana rakt över den gul prickade linjen – vid vintersolstånd längs den södra vändkretsen som ligger ca 23,5 grader söder om ekvatorn. Den grå linjen föreställer ekvatorn, de röda vändkretsarna och de orange färgade linjerna föreställer Polcirklarna.

Vilken tidsangivelse är korrekt?

Beroende på vilken källa du använder kommer du att hitta bland annat följande förslag:
den 21:e kl. 23:04, 23:03, 23:02 eller den 22:e kl. 00:04, 00:03, 00:02
Men vilket är den mest exakta uppgiften då och vilket datum gäller för Sverige?
Jag brukar hämta mina uppgifter om årstiderna från boken ”Astronomical Tables of the sun, moon and planets” skriven av Jean Meeus, en känd astronom och meteorolog.
Här nämns tiden för vårdagjämningen 2014: 23:04:08 TD
Alla dessa beräkningar görs i en universell tidräkning (så kallad True Dynamical Time”, förkortad TD) som är oberoende av jordens rotation och dess ändringar i rotationstiden (jordrotationen blir bl.a. allt långsammare).
Man kan säga (förenklad) att tidsuppgiften stämmer överens med världstiden plus en liten korrektion som ligger någonstans på -69 sekunder i år.
Korrektionen kan dock bestämmas först i efterhand (bland annat med hjälp av stjärnor som ockulteras av månen eller solförmörkelser).
Kl. 23:04:08 TD motsvarar kl. 23:02:59 världstid (med en korrektion på ca 69 sekunder eller motsvarande 1 minut och 9 sekunder, se även tabellen nedanför).
Den 21 december kl. 23:02:59 världstid motsvarar den 22 (!) december kl. 00:02:59 svensk vintertid eller svensk normaltid – vilket avrundas till kl. 00:03.
Det är därför man ofta hittar uppgifter som skiljer sig med en minut (alltså avrundningsfel eller uppskattningsfel av den så kallade “delta t” korrektionen).
Eller så skiljer sig tidsuppgifterna med en timme eller två timmar och då har man använt sig av olika tidszoner, nämligen världstid, svensk normaltid eller svensk sommartid.
Det gäller alltid att vara observant på vad det är för tidszon eller tidsskala som källorna använder sig av. Många är tyvärr inte tydliga i detta avseende. Jag använder i regel svensk normaltid på vintern och svensk sommartid på sommaren.
Som en av lärare i fysik alltid konstaterade när en elev gav som svar en siffra utan enhet: Menar du ägg eller vadå?
Och därmed är svaret alltså att vintersolstånd i Sverige inträffar den 22 december kl. 00:03 svensk normal- eller vintertid medan man t.ex. på Brittiska öarna kan få fira vintersolståndet redan den 21:e – för där inträffar det en timme tidigare enligt deras tidszon – med det sker ändå exakt samtidigt som hos oss – vi färdas ju alla på samma jord!
Tabell med tidsuppgifter för vintersolståndets inträffande
Tabellen anger när vintersolstånd inträffar under åren 2007 till 2030. Du ser hur tiden konverteras från den universella astronomiska tiden till världstid med hjälp av en liten korrektion som ökar med åren. Den anges både i sekunder och i minuter och sekunder i tabellen. Slutligen hittar du tidsangivelsen i svensk normaltid (genom att lägga till en timme till världstiden). Detta kan dock innebära att även datumet skiftar (vilket var fallet 2010 och vilket är fallet i år).

Årets längsta dag och kortaste natt

I och med att vintersolståndet infaller mitt i natten mellan den 21:e och 22.e i år, så är det enkelt att avgöra vilken natt som är längst – det är förstås just denna natt.
Men vilken dag är då kortast?
Vill du höra den långa eller den korta historien?
Kort sagt, i praktiken är både den 21:e och 22:e december årets kortaste dagar.

Sanningen är förstås mer komplicerad. Gör vi en liten förenkling att jorden rör sig ungefär med samma hastighet under dessa två dagar – vilket också stämmer.
Först gäller det att ta reda på vilken longitud solen befinner sig rakt i norr vid vintersolståndet – det gör den på ungefär 13,8 grader öst. Detta är skiljelinjen. Varför just där? Korta svaret: 3 tidsminuter motsvarar 0,75 grader (vintersolståndet inträffar tre minuter efter midnatt; 1 grad i longitud motsvarar 4 tidsminuter) plus tidsekvationen (tiden som soluren visar fel denna dag) på ungefär 1,7 minuter (det motsvarar 0,45 grader) blir 1,2 grader.
15 grader öst är utgångslongituden för vår svenska normaltid och 1,2 grader därifrån har vi longitud 13,8 grader öst… longituden går ungefär från Ystad via Mariestad upp till Malung och Vemdalen.
För alla som bor öster om 13,8 grader öst är det den 22:e som är årets kortaste dag och för alla som bor väster därom är det den 21:e.
Varför är det så? Tänk dig en plats i ostligaste Ryssland. Där är det redan sena förmiddagen den 22:e när det är mitt i natten hos oss. Där inträffar alltså vintersolstånd på dagen den 22:e och då är det klart att detta måste vara årets kortaste dag.
Långt i väster, t.ex. i Alaska är det tidig eftermiddag den 21:e, när klockan har passerat midnatt hos oss. För Alaskaborna är det enkelt att avgöra att det är den 21:e för dem som är årets kortaste dag, för att vintersolståndet inträffar den 21:e mitt på dagen där borta.
Anmärkning: I astronomisk kalender 2014 av Per Ahlin anges att skiljelinjen går genom Oslo – men detta är fel, vilket beror på den felaktiga uppgiften att solen passerar söder kl.11.34 i Stockholm. Solen kulminerar först kl. 11.46 i Stockholm – en skillnad på 12 minuter eller 3 grader i longitud. Nu får du gissa på vilken longitud Oslo ligger – på 10,8 graders ostlig longitud. Men det är lätt hänt med alla siffror hit och dit. Det händer mig likaväl och jag tar alltid tacksam emot kommentarer när du som läsare upptäcker fel på mina sidor.

Inträffar vintersolståndet alltid 21:e eller 22 december?

Sedan många decennier tillbaka har vintersolståndet inträffat antigen på den 21:e eller 22 december. Att det infaller den 22:e blir dock allt mer sällsynt och sker en sista gång 2047. Därefter inträffar vintersolståndet alltid någon gång under den 21 december. 2084 är det premiär för den 20 december under förutsättning att vi behåller samma vintertid även då.

Dagens längd i timmar och minuter i norra Europa

I år är alltså den 21:e och 22:e december i praktiken årets kortaste dagar. Här ser du hur pass många timmar den varar:

2014-12-22 Dagens längd i timmar - grafik för norra Europa
Grafiken visar dagens längd, dvs. antal timmar och minuter som solen befinner sig över horisonten. I Sverige är dagen som längst längs Skånes sydkust, där solen står lite drygt 7 timmar över horisonten. Ju längre norrut man kommer, desto kortare är dagen och i landets nordligaste del går kommer solen överhuvudtaget inte upp över horisonten.

Antal timmar med dagsljus

I regel är dock ganska ljust även ett tag före soluppgången och efter solnedgången. Enligt astronomerna räknas som dagsljus även den perioden som solen befinner sig mindre än 6 grader under horisonten. Den adderas med andra ord till den tiden som solen befinner sig över horisonten.
2014-12-22 Antal timmar med dagsljus - grafik för norra Europa
Det är alltså i praktiken den tiden som går mellan den borgerliga gryningens början till den borgerliga skymningens slut. Det är precis det som grafiken visar. Således har vi alltid fler timmar med dagsljus än själva dagen – som räknas bara från soluppgång till solnedgång. Som du ser så har man även i Kirunatrakten drygt 5 timmar med dagsljus, trots att solen inte kommer över horisonten. Längst i söder har man drygt 8 1/2 timmar dagsljus på årets kortaste dag.
Detta gäller förstås bara vid rätt klart väder. Vid mulet kan det ju vara ganska mörkt och trist även mitt på dagen…

Jordens avstånd till solen och årets tidigaste solnedgång

Lite mer kuriosa: Jorden befinner sig nu nästan närmast solen på sin elliptiska bana. Den står som allra närmast solen i början på januari.
Den tidigaste solnedgången infaller inte med vintersolståndet. I Stockholm inträffade det redan den 15 december och i Malmö den 14:e – solnedgångarna försenas alltså redan vid vintersolstånd. Men som kompensation inträffar årets senaste soluppgång först efter julhelgen.

André Franke