بات يفصلنا شهر تقريبا عن فصل الصيف وموعد الانقلاب الصيفى، إذ يبدأ الصيف في نصف الكرة الشمالي فى يوم 21 من يونيو المقبل. و بعد الاعتدال الربيعي تستمر حركة الشمس الظاهرية في الاتجاه نحو شمال خط الاستواء تدريجيا ويواصل ميل أشعة الشمس في الزيادة فيزداد طول النهار تدريجيا وينقص طول الليل، في حين يحدث العكس في نصف الكرة الجنوبي، حتى تصبح أشعة الشمس عمودية تماما على مدار السرطان ( 23.5 درجة شمالا ) حول يوم 21 من شهر يونية ( الانقلاب الصيفي ). وفى يوم 21 من يونيو، يحدث الصيف في نصف الكرة الشمالي، ويحدث الشتاء في نصف الكرة الجنوبي، على أن يكون الوضع معکوسأ لما هو عليه خلال الانقلاب الشتوي. أطول نهار فى السنة
وفي يوم الانقلاب الصيفي (21 يونية) يبلغ طول النهار أقصاه في نصف الكرة الشمالي، وفي هذا اليوم بالنسبة إلى الأماكن الواقعة بين خط عرض (30 47) وخط عرض (33 66) يتصل الشفق المسائي بالشفق الصباحي، وتسمى الليالي في هذه الحالة الليالي البيضاء (white nights).
وفي هذا اليوم أيضا لا تغرب الشمس بالنسبة إلى الأماكن الواقعة في المنطقة المتجمدة الشمالية (خط عرض 33 66 فأكثر شمالا) ويظل النهار لمدة 24 ساعة، وتسمى هذه الظاهرة ظاهرة شمس منتصف الليل ( Midnight sun ) وفي الوقت نفسه لا تشرق الشمس بالنسبة إلى الأماكن الواقعة في المنطقة المتجمدة الجنوبية (خط عرض 33 66 فأكثر جنوب) فيسود الليل لمدة 24 ساعة، وعكس ذلك يحدث أثناء الانقلاب الشتوي. الاعتدال الخريفى وانتهاء الصيف
أما عن موعد الاعتدال الخريفى، فيبدأ الأربعاء 22 سبتمبر وطوله يبلغ 89 يوم و 20 ساعة و 38 دقيقة إلى أن يحدث الشتاء فى 21 ديسمبر ويبلغ طوله 88 يوم و 23 ساعة و 35 دقيقة. ويرجع السبب في حدوث الاعتدال لميلان محور دوران الأرض حول نفسها بمقدار 23.5 درجة ودورانها المتواصل حول الشمس، فعندما يكون محور دوران الأرض في وضعية لا مائل بعيدا عن الشمس ولا مائل باتجاهها يحدث الاعتدال. وتشرق الشمس في يوم الاعتدال من نقطة الشرق الأصلية وتغرب في نقطة الغرب الأصلية في كل انحاء العالم ، ويكون طول الليل النهار «تقريبا» متساوي بطول 12 ساعه وهذا صحيح بصفة عامة ولكن على وجه التحديد يكون النهار أطول بثماني دقائق إضافية من الليل في يوم الإعتدال في خطوط العرض المتوسطة وذلك يرجع لعدة أسباب.
فالشمس قرص دائري وليست نقطة مثل النجوم، ومعظم التقاويم تحدد شروق الشمس بالتلامس الأول لأعلى قرص الشمس مع الأفق الشرقي، ويحدد غروب الشمس بالتلامس الأخير لقرص الشمس مع الأفق الغربي وهذا في حد ذاته يعطي دقيقتين إلى ثلاث دقائق من ضوء النهار في خطوط العرض المتوسطة.
إضافة لظاهرة الانكسار الجوي، حيث يعمل الغلاف الجوي للأرض مثل العدسة أو المنشور، حيث يرفع الشمس بمقدار نصف درجة عن موقعها الهندسي الحقيقي كلما اقتربت من الأفق، إضافة أن القطر الزاوي للشمس هو حوالي نصف درجة كذلك، ولذلك، فإن الانكسار الجوي يؤدي إلى تقدم شروق الشمس ويؤخر غروبها، ويضيف ما يقرب من ست دقائق أخرى من النهار عند خطوط العرض المتوسطة.
لا تعطي التقاويم الفلكية عادة أوقات شروق الشمس أو غروبها إلى الثانية، ذلك لأن الانكسار الجوي متغير إلى حد ما، فهو يعتمد على درجة حرارة الهواء والرطوبة والضغط الجوي، فدرجة الحرارة المنخفضة والرطوبة العالية والضغط البارومتري العالي كلها تزيد من الانكسار الجوي.
وبحلول شهر أكتوبر سيتغير ذلك بشكل دراماتيكي، حيث ستشرق الشمس من الأفق الجنوبي الشرقي وتغرب في الأفق الجنوبي الغربي، ما يعني ساعات نهار أقصر وساعات ليل أطول في النصف الشمالي للكرة الارضية. تستمر الشمس بعد الاعتدال الخريفي والطيور المهاجرة في الانتقال نحو الجنوب، وسيبدأ البحر القطبي الشمالي في التجمد في حين يبدأ الجليد في القطب الجنوبي في الذوبان وتبدأ عجلة الفصول في التغير.
من ناحية أخرى يلاحظ أن اليوم الأول من الخريف فلكيا يمكن أن يختلف من 21 إلى 24 سبتمبر ولا يبدأ في نفس اليوم خلال السنوات، فمن المعروف بأن محور الأرض يبقى ثابتًا نسبيًا بالنسبة للنجوم أثناء دورانها حول الشمس، ولكن يتغير اتجاهه بالنسبة إلى الشمس على مدار العام، لذلك يفترض أن الإعتدال الخريفي يجب أن يبدأ في نفس اليوم من كل عام. إن السنة الشمسية ليست عددًا دقيقًا من الأيام، فعادةً ما نعتبر 365 يومًا عامًا، ولكن العام الشمسي يبلغ 365.2421897 يومًا، لذا فإن سنة التقويم أقصر قليلاً من السنة الشمسية، والسنوات الكبيسة أطول قليلاً.
مواعيد فصول السنة وأطوالها
ووفقا للحسابات الفلكية، فيبدأ فصل الصيف الإثنين 21 يونيه وطوله : 92 يوم و 39 ساعة و 49 دقيقة، وفصل الخريف يبدأ الأربعاء 22 سبتمبر وطوله 89 يوم و 20 ساعة و 38 دقيقة، وفصل الشتاء يبدأ الثلاثاء 21 ديسمبر وطولة 88 يوم و 23 ساعة و 35 دقيقة
تفسير الفصول الأربعة
ولتفسير سبب حدوث الفصول الأربعة، كشف الدكتور محمد غريب، أستاذ الشمس بالمعهد القومى للبحوث الفلكية، أن الشمس فى مدار ظاهرى بالنسبة إلى نجوم الخلفية السماوية التى تظهر ثابتة فى السماء. وأضاف أستاذ الشمس بالمعهد القومى للبحوث الفلكية، في تصريحات صحفية، أن هذا المدار يعرف بدائرة البروج، موضحا أنه نتيجة دوران الأرض حول الشمس وميل محورها على مستوى مدارها تحدث الفصول الأربعة وبالترتيب تكون الشتاء ثم الربيع ثم الصيف ثم الخريف.
و بعد يوم من الانقلاب الشتوي مباشرة بدأت حركة الشمس تدريجيا نحو الشمال مقربة من خط الاستواء، فتزداد فترة إشراقها في نصف الكرة الشمالي وتنقص في النصف الجنوبي، وهكذا حتى تتعامد أشعتها تماما على خط الاستواء حول يوم 21 من شهر مارس الاعتدال الربيعي.
