الحضيض الشمسي والأوج الشمسي: متى تكون الأرض أقرب إلى الشمس؟

الحضيض الشمسي هو النقطة في مدار الأرض التي نكون فيها أقرب ما يمكن إلى الشمس. أما الأوج الشمسي فهو النقطة التي نكون فيها أبعد ما يمكن عنها. تبلغ الأرض الحضيض في أوائل يناير، على بعد نحو 147.1 مليون كيلومتر من الشمس، وتبلغ الأوج في أوائل يوليو، على بعد نحو 152.1 مليون كيلومتر.

الفرق نحو 5 ملايين كيلومتر، أي ما يزيد قليلًا على 3٪. يبدو الرقم كبيرًا، لكنه لا يُلاحظ حين تنظر إلى السماء. وليست هذه المسافة هي ما يصنع الصيف والشتاء.

من أين جاءت التسميتان

في الإنجليزية يُسمّى الحضيض perihelion والأوج aphelion، والكلمتان من أصل يوناني: *helios* تعني الشمس، و*peri* تعني قريبًا من، و*apo* تعني بعيدًا عن.

وللقمر مصطلحان من النوع نفسه. أقرب نقطة يصل إليها القمر من الأرض تُسمّى الحضيض القمري، وأبعد نقطة تُسمّى الأوج القمري.

لماذا تتغير المسافة

لا تدور الأرض حول الشمس في دائرة تامة. مدارها قطع ناقص، والشمس لا تقع في مركزه تمامًا بل إلى جانبه قليلًا. يصف الفلكيون مدى تمدد المدار برقم يُسمّى الاختلاف المركزي. قيمته للأرض نحو 0.017، أما الدائرة التامة فقيمتها صفر.

هذا قريب جدًا من الدائرة. لو رسمت مدار الأرض بمقياس صحيح على ورقة، فلن يلاحظ أحد أنه قطع ناقص. الرسوم التخطيطية مثل الرسم في أعلى هذه الصفحة تبالغ في الشكل حتى يظهر موقعا الحضيض والأوج.

وتتغير سرعة الأرض أيضًا على طول المدار. فهي أسرع ما تكون عند الحضيض، نحو 30.3 كيلومترًا في الثانية، وأبطأ ما تكون عند الأوج، نحو 29.3 كيلومترًا في الثانية.

المواعيد في السنوات القادمة

تتقدم المواعيد أو تتأخر يومًا أو يومين من سنة إلى أخرى. جزء من السبب هو القمر: فالأرض والقمر يدوران حول مركز كتلة مشترك، لذلك تتمايل الأرض قليلًا في مدارها. والسنوات الكبيسة تُزيح التاريخ في التقويم أيضًا.

الأوقات مأخوذة من المرصد البحري الأمريكي (USNO) ومذكورة بالتوقيت العالمي المنسق (UTC). أضف ثلاث ساعات للحصول على توقيت مكة المكرمة: يقع حضيض 2027 في 3 يناير الساعة 05:33، وأوجه في 5 يوليو الساعة 08:06.

على المدى الطويل تتأخر المواعيد تدريجيًا. يتأخر الحضيض الشمسي يومًا واحدًا كل 58 سنة تقريبًا. في حدود سنة 1250 كان يقع قرب الانقلاب الشتوي في ديسمبر، أما اليوم فيأتي بعده بنحو أسبوعين.

ما مقدار الفرق؟

عند الحضيض يكون ضوء الشمس الواصل إلى أعلى الغلاف الجوي أقوى بنحو 7٪ منه عند الأوج. في المتوسط يسقط نحو 1361 واط من ضوء الشمس على كل متر مربع مواجه للشمس. في أوائل يناير يرتفع ذلك إلى نحو 1407 واط، وفي أوائل يوليو ينخفض إلى نحو 1317.

وتبدو الشمس أكبر قليلًا أيضًا. عند الحضيض يكون قرصها أعرض بنحو 3.4٪ منه عند الأوج: نحو 32.5 دقيقة قوسية مقابل نحو 31.5. لا يمكن رؤية ذلك بالعين المجردة، لكن صورتين ملتقطتين بالعدسة نفسها بفارق ستة أشهر تُظهرانه بوضوح.

© Andrei Dumitriu (Afdumitriu) · CC BY 4.0 · 2021-01-02 / 2021-07-05

ويؤثر الحجم الظاهري للشمس في كسوفات الشمس كذلك. في يوليو تكون الشمس أصغر قليلًا، فيسهل على القمر تغطيتها بالكامل بدرجة طفيفة. لكن مسافة القمر تتغير أكثر بكثير، وهي التي تحدد عادةً إن كان الكسوف كليًا أو حلقيًا. اقرأ المزيد في دليل المدار الإهليلجي للقمر.

لماذا لا يكون يناير أحرّ الشهور

في نصف الكرة الشمالي تكون الأرض أقرب إلى الشمس في عزّ الشتاء. الفصول ناتجة عن ميل محور الأرض بنحو 23.4 درجة. في يونيو يميل نصف الكرة الشمالي نحو الشمس، فترتفع الشمس أكثر في السماء ويطول النهار. وفي ديسمبر يميل بعيدًا عنها.

يغيّر هذا الميل كمية الضوء التي تصل إلى الأرض أكثر بكثير مما تغيّرها نسبة الـ7٪ الناتجة عن المسافة. لهذا يكون الصيف في أستراليا بينما يكون الشتاء في العالم العربي، مع أن المنطقتين على المسافة نفسها من الشمس.

ومع ذلك للمسافة أثر صغير. يأتي صيف نصف الكرة الجنوبي قرب الحضيض، حين يكون ضوء الشمس أقوى قليلًا. لكن معظم نصف الكرة الجنوبي محيطات، والماء يسخن ويبرد ببطء، لذلك تكون الصيفيات هناك أكثر اعتدالًا من صيفيات الشمال. والأرض ككل تكون في أدفأ حالاتها في يوليو، قرب الأوج، لأن اليابسة الواسعة في الشمال تسخن بسرعة في صيفها.

المصادر والأدلة ذات الصلة

• ينشر المرصد البحري الأمريكي تواريخ وأوقات الحضيض والأوج الشمسيين مع مواعيد الاعتدالين والانقلابين.
• تذكر صحيفة بيانات الأرض من ناسا المسافتين عند الحضيض والأوج، والسرعات المدارية، ومتوسط الإشعاع الشمسي.
• يشرح موقع NASA Space Place أسباب تعاقب الفصول (بالإنجليزية).
• أدلة SolarWatch ذات الصلة: المدار الإهليلجي للقمر وأنواع الكسوف، ولماذا يبدو القمر بحجم الشمس، وكم تكسب من ضوء النهار كل يوم.

شاهده في SolarWatch

تعرض بطاقة الفصول مواعيد الاعتدالين والانقلابين القادمة. ويأتي الحضيض الشمسي بعد الانقلاب الشتوي المعروض فيها بنحو أسبوعين. وتعرض النظرة السنوية كيف يتغير الشروق والغروب وطول النهار على مدار السنة في موقعك. طول النهار وقصره سببهما ميل محور الأرض، ولا دور يُذكر فيه للمسافة إلى الشمس.