ปรากฏการณ์อายัน ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับดวงดาวและการโคจรของโลก ที่ส่งผลให้เกิด วันที่กลางวันและกลางคืนนานที่สุด ในรอบปี
ปรากฏการณ์อายัน (Solstice) คือ หนึ่งในปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ของโลก ซึ่งทำให้เกิด วันที่กลางวันและกลางคืนนานที่สุด วันในทุก ๆ ปี คือ “วันครีษมายัน” ที่มีช่วงเวลากลางวันยาวนานที่สุด และ “วันเหมายัน” ที่มีช่วงเวลากลางคืนยาวนานที่สุดในรอบปี ซึ่งในหลายประเทศทั่วโลกวันสำคัญทั้ง 2 ยังกลายเป็นสัญลักษณ์หรือจุดเริ่มต้นของฤดูกาลใหม่อีกด้วย
การโคจรของโลกและการเกิดปรากฏการณ์อายัน
ปรากฏการณ์อายัน เกิดขึ้นจากรูปแบบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ที่มีลักษณะเป็นรูปวงรี ประกอบกับแกนโลกมีความเอียง (Axial Tilt) ทำมุมประมาณ 23.5 องศา ส่งผลให้ในขณะที่โลกเคลื่อนโคจรรอบดวงอาทิตย์จะเกิดตำแหน่งพิเศษ 2 ตำแหน่งคือ ตำแหน่งที่ขั้วของโลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุด และตำแหน่งที่ขั้วโลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ในช่วงเวลา 1 ปี (เมื่อโลกโคจรครบรอบ)
โดยตำแหน่งพิเศษที่กล่าวมาส่งผลให้มุมระหว่างแนวลำแสงอาทิตย์กับระนาบศูนย์สูตร ที่เรียกว่า “มุมเดเคลเนชัน” (Declination Angle) ของโลก ในเวลาเที่ยงวันมีขนาดสูงสุดเท่ากับองศาการเอียงของโลก หรือ 23.5 องศาเหนือ ณ เส้นทรอปิคออฟแคนเซอร์ (Tropic of Cancer) ในซีกโลกเหนือ คือวันที่เรียกว่า “วันครีษมายัน” และ 23.5 องศาใต้ ณ เส้นทรอปิคออฟแคปริคอน (Tropic of Capricorn) ทางซีกโลกใต้ คือ “วันเหมายัน” (อ่านว่า เห-มา-ยัน)
สำหรับตำแหน่งนี้ที่ทำให้มุมระหว่างแนวลำแสงอาทิตย์กับระนาบศูนย์สูตรที่เรียกว่า “มุมเดเคลเนชัน” (Declination Angle) คือหนึ่งในสองพิกัดในการกำหนดตำแหน่งบนทรงกลมฟ้าของโลก เปรียบได้กับละติจูด วัดเป็นองศาเหนือจากเส้นศูนย์สูตรฟ้า ในเวลาเที่ยงวันมีขนาดสูงสุดเท่ากับองศาการเอียงของโลก หรือ 23.5 องศาเหนือ ณ เส้นทรอปิคออฟแคนเซอร์ ในซีกโลกเหนือ เมื่อเกิดวันครีษมายัน และ 23.5 องศาใต้ ณ เส้นทรอปิคออฟแคปริคอนทางซีกโลกใต้ เมื่อเกิดวันเหมายัน อีกทั้ง ยังทำให้ในพื้นที่ดังกล่าวสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์เที่ยงวันอยู่ในตำแหน่งเหนือศีรษะพอดี
และเป็นจุดกำเนิดของปรากฏการณ์อายันทั้ง 2 วันนี้
ในปี 2020 นี้ วันเหมายัน (สำหรับทางฝั่งซีกโลกเหนือ) จะตรงกับวันที่ 21 ธันวาคม และนับเป็นวันที่ย่างเข้าสู่ฤดูหนาวอย่างเต็มตัว ส่วนปี 2023 ตรงกับวันที่ 21 มีนาคม
วันครีษมายัน (Summer/June Solstice)
ปรากฏการณ์นี้มักเกิดขึ้นตรงกับวันที่ 20 หรือ 21 มิถุนายน ของทุกปี หรือที่เรียกกันว่า “วันที่ยาวนานที่สุดในรอบปี” จากการที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ถึงตำแหน่งที่ทำให้ขั้วโลกเหนือเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์มากที่สุด จนทำให้ทางฝั่งซีกโลกเหนือได้รับแสงแดดมากที่สุดและมีช่วงเวลากลางวันยาวนานกว่ากลางคืน
ในพื้นที่ตั้งแต่ละติจูด 66.5 องศาเหนือหรือบริเวณเหนือเส้นอาร์กติกเซอร์เคิล (Arctic Circle) ขึ้นไปจนถึงขั้วโลกเหนือจะได้รับแสงแดดยาวนานถึง 24 ชั่วโมง เช่น ในอะแลสกาที่สามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ลอยอยู่เหนือท้องฟ้าตลอดทั้งวันหรือที่เรียกกันว่า “ดวงอาทิตย์เที่ยงคืน” (Midnight Sun) ในทางกลับกัน ฝั่งซีกโลกใต้คือวันเหมายันที่มีกลางคืนยาวนานที่สุดในรอบปี
วันเหมายัน (Winter/December Solstice)
ปรากฏการณ์นี้มักเกิดขึ้นตรงกับวันที่ 21 หรือ 22 ธันวาคม ของทุกปี หรือที่เรียกว่า “วันที่สั้นที่สุดของปี” เนื่องจากโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ถึงตำแหน่งที่ทำให้ขั้วโลกเหนือเอียงตัวออกห่างดวงอาทิตย์มากที่สุด ขณะที่ซีกโลกใต้ของโลกเอียงตัวเข้าหาดวงอาทิตย์มากที่สุด จนทำให้ทางฝั่งซีกโลกเหนือได้รับแสงแดดน้อยมากและมีช่วงเวลากลางคืนยาวนานกว่าเวลากลางวัน
เช่นเดียวกับวันครีษมายันของทางซีกโลกเหนือ วันเหมายันทำให้พื้นที่ฝั่งใต้ตั้งแต่ละติจูด 66.5 องศาใต้หรือบริเวณใต้เส้นแอนตาร์กติกเซอร์เคิล (Antarctic Circle) ถึงขั้วโลกใต้ได้รับแสงแดดนานถึง 24 ชั่วโมง ในขณะเดียวกัน ทางฝั่งซีกโลกเหนือเหนือเส้นอาร์กติกเซอร์เคิลจะมีช่วงเวลากลางคืนยาวนานถึง 24 ชั่วโมง กลายเป็นวันที่ผู้คนมองไม่เห็นดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าเลยตลอดทั้งวันที่เรียกกันว่า “โพลาร์ไนท์” หรือ “คืนขั้วโลก” (Polar Night)
ปรากฏการณ์อายันบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ
ปรากฏการณ์อายันสามารถเกิดขึ้นได้บนดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะ แต่ช่วงเวลาเวลาการเกิดแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับมุมหรือองศาการเอียงของแกนดาวเคราะห์แต่ละดวง รวมถึงความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร (Orbital Eccentricit) ที่ทำให้เกิดระยะห่างจากดวงอาทิตย์ เช่น
ดาวศุกร์ (Venus) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด มีองศาการเอียงของแกนเพียง 3 องศา ซึ่งทำให้ดาวศุกร์มีการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลน้อยมาก อีกทั้ง ยังทำให้วันอายันแต่ละครั้งเกิดขึ้นห่างกันราว 3 เดือนเท่านั้น
ดาวอังคาร (Mars) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ไม่ไกลจากโลก มีองศาการเอียงของแกนดาวขนาดใกล้คล้ายกับโลกมากที่ราว 25 องศา แต่ดาวอังคารมีวงโคจรที่ค่อนข้างเป็นลักษณะรียาว จึงทำให้ดาวอังคารมีวงโคจรที่ใหญ่กว่าโลก ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากระหว่างตำแหน่งที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดและตำแหน่งอยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ที่สุด ส่งผลให้ดาวอังคารมีการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลที่ค่อนข้างรุนแรง อีกทั้ง ช่วงเวลาของการเกิดปรากฏการณ์อายันในแต่ละครั้งมักห่างจากกันนานถึง 11 เดือน
สืบค้นและเรียบเรียง คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย
อ้างอิง
https://www.nationalgeographic.org
http://app.eduzones.com
https://www.itacanet.org
https://kb.psu.ac.th
เรื่องอื่น ๆ ที่น่าสนใจ : เราจะสามารถเดินทางข้ามเวลาได้อย่างไร
