Zegarek pokazuje 12:00, a Słońce wcale nie stoi najwyżej. W Warszawie południe słoneczne wypada średnio około 11:36 zimą i około 12:36 latem. Różnica wynika z tego, że czas zegarowy jest umową, a czas słoneczny zależy od położenia Słońca. W tym artykule wyjaśniamy, skąd biorą się te przesunięcia i dlaczego wschód Słońca na wschodzie Polski zdarza się wcześniej niż na zachodzie.
Dwa sposoby mierzenia czasu
Czas słoneczny prawdziwy to czas pokazywany przez zegar słoneczny: dokładnie w południe Słońce znajduje się na południku miejscowym, czyli stoi najwyżej. Czas zegarowy to czas urzędowy obowiązujący w całej strefie, a więc ten sam w Szczecinie i Przemyślu. Gdy wprowadzono koleje i telegraf, miejscowe czasy słoneczne przestały wystarczać i stopniowo ustalono strefy, o których piszemy w artykule Ile jest stref czasowych.
Stopień długości geograficznej = 4 minuty
Ziemia obraca się o 360 stopni w ciągu doby, czyli o 15 stopni na godzinę, a więc o 1 stopień w 4 minuty. Polska leży w strefie czasu środkowoeuropejskiego, którego południkiem odniesienia jest 15° długości wschodniej. Miejscowość położona na tym południku ma południe słoneczne dokładnie o 12:00 czasu zimowego (CET). Dla innych miejscowości:
| Miasto | Długość geogr. (ok.) | Różnica względem 15°E | Południe słoneczne (czas zimowy, bez równania czasu) |
|---|---|---|---|
| Szczecin | 14,6°E | −0,4° | ok. 12:02 |
| Wrocław | 17,0°E | +2,0° | ok. 11:52 |
| Warszawa | 21,0°E | +6,0° | ok. 11:36 |
| Białystok | 23,2°E | +8,2° | ok. 11:27 |
Latem, kiedy obowiązuje czas CEST (UTC+2), wszystkie godziny w tabeli przesuwają się o godzinę później: w Warszawie południe słoneczne wypada około 12:36. To jeden z powodów, dla których letni wieczór jest długi, a dzień „kończy się” wg zegara późno.
Dlaczego wschód wyprzedza zachód
Słońce wędruje po niebie ze wschodu na zachód, więc dociera do wschodnich miejscowości wcześniej. Różnica długości geograficznej między krańcami Polski wynosi około 10 stopni, a to około 40 minut czasu słonecznego. Porównując miejscowości na zbliżonej szerokości geograficznej, wschód i zachód Słońca w okolicach Przemyśla czy Białegostoku wypadają wyraźnie wcześniej niż w okolicach Szczecina czy Zgorzelca, rzędu kilkudziesięciu minut. Szerokość geograficzna też ma znaczenie (im dalej na północ, tym większe sezonowe wahania długości dnia), dlatego dokładne godziny zależą od konkretnej miejscowości i daty.
Dla tego, kto planuje dzień według światła (fotografia, rolnictwo, żegluga, wycieczki w góry), warto sprawdzać godziny wschodu i zachodu dla własnej miejscowości, a nie dla stolicy.
Równanie czasu: dlaczego południe „pływa”
Nawet jeśli stoisz dokładnie na południku strefy, południe słoneczne nie wypada codziennie o tej samej godzinie. Różnicę między czasem słonecznym prawdziwym a średnim nazywamy równaniem czasu. Wynika z dwóch efektów:
- Eliptyczna orbita Ziemi. W styczniu jesteśmy bliżej Słońca i poruszamy się szybciej, w lipcu dalej i wolniej, więc dobowy ruch Słońca po niebie jest nierównomierny.
- Nachylenie osi Ziemi. Droga Słońca na niebie jest nachylona do równika, więc jej rzut na równik zmienia tempo w ciągu roku.
| Okres roku | Równanie czasu (przybliżone) | Skutek |
|---|---|---|
| Połowa lutego | około −14 minut | zegar słoneczny spóźnia się względem zegarka |
| Połowa maja | około +4 minuty | zegar słoneczny wyprzedza |
| Koniec lipca | około −6 minut | zegar słoneczny się spóźnia |
| Początek listopada | około +16 minut | największe wyprzedzenie w roku |
Cztery razy w roku (około 15 kwietnia, 13 czerwca, 1 września i 25 grudnia) równanie czasu wynosi zero i czas słoneczny zgadza się z średnim. Wartości w tabeli są przybliżone i zmieniają się nieco z roku na rok.
Czas średni i skąd się wziął
Ponieważ długość doby słonecznej zmienia się w ciągu roku, astronomowie wprowadzili czas słoneczny średni, w którym każda doba trwa 24 godziny. Taki czas był przez długi czas podstawą pracy zegarków, a w XIX wieku Greenwich Mean Time stał się standardem w żegludze i na kolei. Dopiero w XX wieku zegary atomowe pokazały, że Ziemia obraca się nieregularnie, więc dziś wzorcem jest czas atomowy (o którym piszemy w tekście Czym jest czas atomowy), a UTC dopasowuje się do obrotu Ziemi sekundami przestępnymi. Dlaczego doba dzieli się na 24 godziny, wyjaśniamy w artykule Dlaczego doba ma 24 godziny.
Czas letni a Słońce
Zmiana czasu nie zmienia ruchu Słońca, tylko to, jak go odczytujemy. Latem przesuwamy zegarki o godzinę, żeby jasne wieczory przypadały po pracy. Historię czasu letniego w Polsce opisaliśmy w tekście Czas letni i zimowy: historia w Polsce, a daty kolejnych zmian w artykule Zmiana czasu 2027–2030.
Podsumowanie
- 1° długości geograficznej to 4 minuty różnicy czasu słonecznego.
- Południkiem odniesienia dla czasu polskiego jest 15°E, więc na wschodzie kraju Słońce stoi najwyżej wcześniej niż na zachodzie.
- Równanie czasu powoduje, że południe słoneczne wędruje w ciągu roku o około pół godziny.
- Czas zegarowy to umowa, a nie obserwacja nieba.
Godzinę w innych miastach sprawdzisz na liście miast. To serwis informacyjny i nieoficjalny; wartości astronomiczne w tekście są przybliżone.
Jak sprawdzić południe słoneczne u siebie
- Znajdź swoją długość geograficzną (np. w mapie online) i odejmij od niej 15°.
- Pomnóż wynik przez 4 minuty. Jeśli miejscowość leży na wschód od 15°E, odejmij ten czas od 12:00, jeśli na zachód, dodaj.
- Latem dodaj godzinę (czas CEST).
- Uwzględnij równanie czasu z tabeli powyżej dla danego miesiąca.
Przykład: Lublin leży na około 22,6°E, więc różnica wynosi 7,6° i 30 minut 24 sekundy. Zimą w początku grudnia (równanie czasu bliskie 0) Słońce stoi tam najwyżej około 11:30 czasu CET, a latem w lipcu około 12:30–12:35 CEST. Pamiętaj, że to szacunek, a nie dokładna efemeryda.