Trên trái đất, ban ngày là khoảng thời gian trên bất kỳ điểm nhất định nào của bề mặt hành tinh, trong đó nó chiếu sáng tự nhiên từ ánh sáng trực tiếp hoặc (đặc biệt) trực tiếp.
Các hành tinh khác xoay quanh mối quan hệ với ánh sáng ban đầu, chẳng hạn như ngôi sao địa phương, cũng trải nghiệm ban ngày của một loại, nhưng bài báo này chủ yếu thảo luận về thời gian ban ngày trên Trái Đất.
Đặc điểm
Khoảng một nửa Trái đất được chiếu sáng bất kỳ lúc nào bởi Mặt trời. Khu vực bị chiếu sáng trực tiếp gần như là một nửa hành tinh; nhưng do các hiệu ứng khí quyển và các hiệu ứng khác mở rộng phạm vi ánh sáng gián tiếp, diện tích của hành tinh được chiếu sáng trực tiếp hoặc gián tiếp lên đến hơn một nửa bề mặt.
Bán cầu Trái đất trải qua ban ngày tại bất kỳ thời điểm nào nhất định thay đổi liên tục khi hành tinh quay trên trục riêng của nó. Trục quay của Trái đất không vuông góc với mặt phẳng của quỹ đạo xung quanh mặt trời (song song với hướng ánh sáng mặt trời), và do đó chiều dài của thời gian ban ngày thay đổi từ một điểm trên hành tinh này sang hành tinh kia. Ngoài ra, vì trục quay tương đối cố định so với các ngôi sao, nó di chuyển theo hướng Mặt trời khi hành tinh quay quanh ngôi sao. Điều này tạo ra sự khác biệt theo mùa trong khoảng thời gian ban ngày ở hầu hết các điểm trên bề mặt của hành tinh.
Khoảng thời gian ban ngày từ quan điểm của một người quan sát bề mặt được xác định gần như là khoảng thời gian giữa mặt trời mọc, khi vòng quay của trái đất về hướng đông đầu tiên khiến đĩa Mặt trời xuất hiện phía trên đường chân trời, đến hoàng hôn, khi vòng quay tiếp tục của trái đất gây ra Đĩa của Sun sẽ biến mất dưới đường chân trời về phía tây. Vì mặt trời là đĩa phát sáng từ Trái đất, chứ không phải là một nguồn sáng điểm, mặt trời mọc và hoàng hôn không phải là tức thời và định nghĩa chính xác của cả hai có thể thay đổi theo ngữ cảnh. Ngoài ra, bầu khí quyển của Trái đất tiếp tục uốn cong và khuếch tán ánh sáng từ mặt trời và kéo dài thời gian bình minh và hoàng hôn. Trong một khoảng thời gian nhất định sau khi hoàng hôn và trước khi mặt trời lặn, ánh sáng gián tiếp từ Mặt trời làm sáng bầu trời trên Trái Đất; thời kỳ này thường được gọi là hoàng hôn. Một số nhóm, chẳng hạn như các nhà thiên văn Trái Đất, không nghĩ rằng thời gian ban ngày sẽ thật sự kết thúc cho đến khi đĩa của Mặt trời thực sự nằm dưới chân trời của Trái Đất, bởi vì ánh sáng gián tiếp này.
Các biến thể ban ngày với vĩ độ và mùa
Chiều dài ngày như là một chức năng của vĩ độ và ngày của năm. Latitude 40 ° N (khoảng thành phố New York, Madrid và Bắc Kinh) được làm nổi bật làm ví dụ.
Ánh sáng trời Trái đất Bắc Solstice
Ánh sáng mặt trời của Mặt Trời Nam
Cho rằng trục quay của Trái đất có xu hướng nghiêng khoảng 23,5 độ từ mặt vuông góc (so với mặt phẳng quỹ đạo của nó), chiều dài của thời gian ban ngày thay đổi theo mùa trên bề mặt của hành tinh, tùy thuộc vào vĩ độ của người quan sát. Khu vực trải qua mùa hè nghiêng về hướng mặt trời. Độ nghiêng của nó đối với mặt trời dẫn đến hơn một nửa số ngày trong ánh sáng ban ngày và nhiệt độ ấm hơn do sự gia tăng trực tiếp của tia mặt trời, thời gian ngày dài hơn và ít hấp thụ ánh sáng mặt trời trong bầu khí quyển. Trong khi ánh sáng ban ngày tăng có thể có ảnh hưởng đến nhiệt độ tăng vào mùa hè, hầu hết sự gia tăng nhiệt độ là do sự hướng thẳng của mặt trời, không phải là ánh sáng ban ngày tăng lên. Các góc độ cao (gần 90 độ) của mặt trời là nguyên nhân gây ra các vùng nhiệt đới nóng lên trong khi góc thấp (gần trên trời) ở cực là nguyên nhân khiến chúng lạnh. Giờ ban ngày có ít ảnh hưởng đến nhiệt độ có thể nhìn thấy với các cực vẫn lạnh trong mùa hè tương ứng của nó mặc dù 24 giờ của ánh sáng ban ngày, trong khi đường xích đạo là ấm áp với chỉ 12 giờ của ánh sáng ban ngày.
Mặc dù chiều dài của thời gian ban ngày là luôn luôn là mười hai giờ tại đường xích đạo, trong tất cả các mùa, ở tất cả các vĩ độ khác chiều dài khác nhau với mùa. Vào mùa đông, thời gian ban ngày ngắn hơn mười hai giờ; trong mùa hè, nó dài hơn 12 giờ. Khi trời đông bắc đường xích đạo, đó là mùa hè phía nam đường xích đạo, và ngược lại.
Tại đường xích đạo
Ở đường xích đạo, thời gian ban ngày luôn luôn dài gần 12 giờ, dù mùa nào cũng có. Mặt trời luôn luôn tăng gần vuông góc với đường chân trời. Từ Equinox tháng 3 đến Equinox tháng chín, nó tăng lên một chút về phía bắc về phía đông, và đặt một chút về phía tây bắc. Từ Equinox tháng 9 đến Equinox tháng 3, nó sẽ tăng về phía nam về phía đông và đặt một chút về phía nam. Con đường của Mặt Trời nằm hoàn toàn ở nửa phía Bắc của bầu trời trong khoảng thời gian từ Equinox tháng 3 đến Equitroon Tháng 9 và hoàn toàn ở nửa phía nam của bầu trời từ Equinox Tháng 9 đến Equinox tháng 3, với Mặt trời đi ngang qua trên cao vào giữa trưa.
Sự thật là Mặt trời luôn ở gần đường thẳng vào buổi trưa trên đường xích đạo (không bao giờ là hơn 23,5 độ Bắc hoặc Nam) giải thích tại sao vùng xích đạo là những vùng nóng nhất hành tinh. Ngoài ra, mặt trời mọc và hoàng hôn luôn xảy ra rất nhanh tại đường xích đạo, bởi vì đường đi của Mặt trời trên bầu trời rất gần với chiều cao đối với đường chân trời; ở khoảng thời phân cực, Mặt Trời chỉ cần hai phút để vượt qua chân trời lúc mặt trời mọc và hoàng hôn.
Trong vùng nhiệt đới
Vùng nhiệt đới chiếm một dải trên bề mặt trái đất giữa 23,5 ° vĩ độ bắc và 23,5 độ Nam. Trong ban nhạc này, Mặt Trời sẽ vượt qua trực tiếp trên cao trên ít nhất một ngày mỗi năm. Đường 23,5 ° vĩ độ bắc được gọi là Tropic of Cancer, bởi vì khi được đặt tên, Mặt Trời đã đi ngang qua ở vị trí này vào thời điểm năm khi nó nằm trong dấu hiệu của bệnh ung thư. Đường tương đương của vĩ độ phía Nam được gọi là Tropic of Capricorn, vì những lý do tương tự. Nếu họ đã được đặt tên ngày hôm nay bằng cách sử dụng chòm sao, trong đó mặt trời hiện đang ở vào thời điểm nó trực tiếp trên thượng vị của tuyến nhiệt đới, chúng sẽ được gọi là Tropics of Gemini và Sagittarius. để lại mỗi dấu hiệu của hoàng đạo một chút sau mỗi năm với tỷ lệ khoảng 1 ngày mỗi 72 năm. Để biết thêm thông tin, hãy xem sự ưu thế của thời đại tương đương.
Trên Vòng nhiệt đới, Mặt Trời trực tiếp trên cao chỉ một năm một lần, trên mặt trăng tương ứng. Tại các vĩ độ gần đường xích đạo và trên đường xích đạo, nó sẽ được trên không hai lần một năm (khoảng equinoxes trong trường hợp đường xích đạo). Ở ngoài vùng nhiệt đới, mặt trời không bao giờ đi thẳng trên cao.