دلایل نجومی شب یلدا

پس از اعتدال پاییزی، خورشید به جنوب استوای سماوی می‌رود و برای ساکنین نیمکره شمالی، روزها کوتاه‌تر می‌شود. بنابراین خورشید مدت کمتری در آسمان قرار دارد. محل طلوع خورشید هر روز بیشتر به سمت جنوب منحرف می‌شود و طول روز کاهش مییابد. این وضعیت در اول دی ماه که انقلاب زمستانی است، به اوج خود می‌رسد: خورشید از جنوب‌شرقی‌ترین حالت ممکن طلوع می‌کند، در جنوب‌غربی‌ترین حالت ممکن غروب می‌کند و طول روز هم به کمترین مقدار خود می‌رسد. در ظهر اول دی، ارتفاع خورشید در آسمان به کمترین مقدار خود می‌رسد که این مقدار در شهر تهران به 30.5 درجه است و در دیگر شهرهای ایران می‌توان مقدارش را از رابطه «عرض‌جغرافیایی - 66.5» بدست آورد.

در چنین شرایطی، زمین کمترین مقدار نور و گرما را از خورشید دریافت می‌کند و این بهترین مناسبت برای آغاز زمستان در نیمکره شمالی است. هم‌چنین از آن‌جا که خورشید کوتاه‌ترین مسیر ممکن را بر فراز افق طی می‌کند، دقیقاً در شب انقلاب زمستانی یعنی آخرین شب پاییز که ایرانیان از چند هزار سال پیش آن را می شناختند و شب یلدا نام نهادند، طول شب (فاصله غروب امروز تا طلوع خورشید در روز بعد) به بیشترین مقدار خود می‌رسد.

طول شب یلدا در مناطق مختلف کره زمین متفاوت است. انقلاب زمستانی امسال در ساعت 3:08 بامداد اول دی‌ماه اتفاق خواهد افتاد. در تهران این مقدار حدود 14 ساعت و 17 دقیقه است و هر چه به شهرهای شمالی (با عرض جغرافیایی بالاتر) برویم، مقدار آن افزایش می‌یابد. در ایران بیشترین طول شب یلدا در شمال غرب و شهرهایی مانند ماکو در آذربایجان غربی و پارس‌آباد (در شمال استان اردبیل) با 14 ساعت و 39 دقیقه اتفاق می‌افتد.

طبیعی است شهرهای شمالی کره زمین بخصوص در اسکاندیناوی مانند هلسینکی و استکهلم با شب‌های طولانی‌تر از 18 ساعت، شب یلدای طولانی‌تری را سپری خواهند کرد. در مقابل، هرچه به استوا نزدیک‌تر شویم، طول شب یلدا کوتاه‌تر می‌شود تا جایی‌که در خود استوا، این مقدار به 12 ساعت می‌رسد. استوا، تنها جایی از زمین است که طول شب و روز در هر زمان از سال برابر 12 ساعت است.

اگر از استوا به نیم‌کره جنوبی برویم، اوضاع دقیقا برعکس می‌شود. اول دی در نیم‌کره شمالی که مقارن با انقلاب زمستانی است، در نیم‌کره جنوبی متناظر با اول تابستان و طولانی‌ترین روز سال است. هرچه عرض جغرافیایی جنوبی‌تری بگیرید، طول روز طولانی‌تر خواهد شد، تا جایی‌که از عرض جغرافیایی 66.5 درجه جنوبی تا قطب جنوب، خورشید تمام شبانه‌روز را بر فراز افق سپری خواهد کرد و روز طولانی قطبی اتفاق خواهد افتاد.