ดาราศาสตร์ใกล้ตัว
ดวงอาทิตย์ตั้งฉากที่ไหนบนโลก
ดวงอาทิตย์ไม่ได้อยู่ตรงหัวเราตอนเที่ยงทุกวัน จุดที่แสงตกตั้งฉากเลื่อนขึ้นลงตลอดปี ระหว่างละติจูด 23.5° เหนือ กับ 23.5° ใต้ และประเทศไทยอยู่ในช่วงนั้นพอดี
หลายคนเข้าใจว่าเที่ยงวันดวงอาทิตย์อยู่ตรงหัวเสมอ ที่จริงแล้ววันส่วนใหญ่ในปี ดวงอาทิตย์ตอนเที่ยงจะเอียงไปทางทิศเหนือหรือทิศใต้เล็กน้อย เงาของเราจึงไม่หายไปใต้เท้า วันที่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากจริงๆ สำหรับแต่ละที่มีแค่ปีละไม่กี่วัน และบางที่บนโลกไม่เคยเจอเลย
เพราะแกนโลกเอียง 23.5 องศา
แกนหมุนของโลกเอียงจากแนวตั้งฉากกับระนาบวงโคจรประมาณ 23.44° (ปัดเป็น 23.5°) และแกนนี้ชี้ไปทางเดิมเสมอตลอดทั้งปี ขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ซีกโลกเหนือจะค่อยๆ หันเข้าหาดวงอาทิตย์ในช่วงกลางปี แล้วหันออกในช่วงปลายปี
ผลคือ จุดบนผิวโลกที่แสงอาทิตย์ตกตั้งฉาก (เรียกว่า จุดใต้ดวงอาทิตย์ หรือ subsolar point) เลื่อนขึ้นไปทางเหนือสุดที่ 23.5°N แล้วเลื่อนลงไปทางใต้สุดที่ 23.5°S วนแบบนี้ทุกปี เส้นละติจูดสองเส้นนี้จึงมีชื่อเฉพาะ คือ เส้นทรอปิกออฟแคนเซอร์ (Tropic of Cancer) และ เส้นทรอปิกออฟแคปริคอร์น (Tropic of Capricorn) พื้นที่ระหว่างสองเส้นนี้คือเขตร้อน ซึ่งเป็นที่เดียวบนโลกที่ดวงอาทิตย์ขึ้นไปตั้งฉากได้
เลื่อนแถบเพื่อเปลี่ยนวัน ลากบนลูกโลกเพื่อหมุนมุมมอง ใช้สองนิ้วหรือล้อเมาส์เพื่อซูม
ลองกด เล่นทั้งปี แล้วสังเกตจุดสีขาวบนลูกโลก จุดนี้คือตำแหน่งที่ดวงอาทิตย์อยู่ตรงหัวพอดี มันจะเลื่อนขึ้นไปแตะเส้นสีแดงในเดือนมิถุนายน และลงไปแตะเส้นสีเขียวในเดือนธันวาคม โดยไม่เคยออกนอกสองเส้นนี้
สี่วันสำคัญของปี
| ช่วงเวลา (โดยประมาณ) | ชื่อเรียก | ดวงอาทิตย์ตั้งฉากที่ |
|---|---|---|
| 20–21 มี.ค. | วิษุวัต (Equinox) | เส้นศูนย์สูตร 0° |
| 20–21 มิ.ย. | ครีษมายัน (June Solstice) | Tropic of Cancer 23.5°N |
| 22–23 ก.ย. | ศารทวิษุวัต (Equinox) | เส้นศูนย์สูตร 0° |
| 21–22 ธ.ค. | เหมายัน (December Solstice) | Tropic of Capricorn 23.5°S |
ในวันวิษุวัต กลางวันและกลางคืนยาวใกล้เคียงกันทั่วโลก ส่วนวันครีษมายัน ซีกโลกเหนือได้กลางวันยาวที่สุดของปี และวันเหมายันได้กลางวันสั้นที่สุด
ประเทศไทยเจอดวงอาทิตย์ตั้งฉากปีละ 2 ครั้ง
ประเทศไทยอยู่ระหว่างละติจูดประมาณ 5.6°N ถึง 20.5°N ซึ่งอยู่ใต้เส้นทรอปิกออฟแคนเซอร์ทั้งประเทศ ทุกจังหวัดจึงมีวันที่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากปีละ 2 วัน คือตอนที่จุดตั้งฉากเลื่อนขึ้นเหนือผ่านไป และตอนที่เลื่อนกลับลงมา
| พื้นที่ | ละติจูด | ครั้งที่ 1 | ครั้งที่ 2 |
|---|---|---|---|
| เบตง ยะลา | 5.8°N | ต้น เม.ย. | ต้น ก.ย. |
| หาดใหญ่ สงขลา | 7.0°N | ราว 8–9 เม.ย. | ราว 5–6 ก.ย. |
| กรุงเทพฯ | 13.75°N | ราว 26–28 เม.ย. | ราว 15–17 ส.ค. |
| ขอนแก่น | 16.4°N | ราว 6–7 พ.ค. | ราว 7–8 ส.ค. |
| เชียงใหม่ | 18.8°N | ราว 15–16 พ.ค. | ราว 29–30 ก.ค. |
| แม่สาย เชียงราย | 20.4°N | ราว 23–24 พ.ค. | ราว 22–23 ก.ค. |
วันที่ในตารางคลาดเคลื่อนได้ราว 1 วันในแต่ละปี เพราะปีหนึ่งยาว 365.24 วัน ไม่ลงตัวกับปฏิทิน จะเห็นว่ายิ่งอยู่ทางใต้ สองวันนี้ยิ่งห่างกัน ยิ่งอยู่ทางเหนือ สองวันนี้ยิ่งเข้าใกล้กัน จนถ้าไปยืนบนเส้นทรอปิกออฟแคนเซอร์พอดี จะเหลือแค่วันเดียวคือวันครีษมายัน
ลองดูด้วยตัวเอง ในวันที่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากเหนือบ้านคุณ ให้ตั้งไม้หรือขวดน้ำตรงๆ บนพื้นราบตอนเที่ยงวันตามเวลาสุริยะ (กรุงเทพฯ ราว 12:15–12:25 น.) เงาจะหดเหลือแค่ใต้ฐาน คนไทยเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "วันไร้เงา"
ทำไมเรื่องนี้ถึงสำคัญ
มุมที่แสงอาทิตย์ตกกระทบส่งผลต่อพลังงานที่พื้นผิวได้รับ แสงที่ตกตั้งฉากรวมพลังงานไว้บนพื้นที่เล็กที่สุด จึงร้อนที่สุด ช่วงเมษายนถึงพฤษภาคมที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านเหนือประเทศไทยจึงเป็นช่วงที่ร้อนจัดที่สุดของปี ส่วนช่วงกรกฎาคมถึงสิงหาคมที่ดวงอาทิตย์ผ่านกลับมาอีกรอบ เมฆฝนในฤดูมรสุมช่วยบังแดดไว้ เราจึงไม่ค่อยรู้สึกร้อนเท่า
สำหรับงานอาคาร ข้อมูลนี้ใช้ได้จริง เช่น การวางแนวอาคารและออกแบบกันสาด ในประเทศไทยดวงอาทิตย์อ้อมไปทางทิศใต้เกือบทั้งปี แต่ช่วงกลางปีจะอ้อมขึ้นไปทางทิศเหนือด้วย ผนังด้านเหนือจึงโดนแดดได้ในบางเดือน และการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในไทยมักหันไปทางทิศใต้ เอียงประมาณเท่ากับละติจูดของที่ตั้ง
สรุป
- แกนโลกเอียง 23.5° ทำให้จุดที่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากเลื่อนอยู่ระหว่าง 23.5°N ถึง 23.5°S
- เดือนมิถุนายนตั้งฉากเหนือสุดที่ Tropic of Cancer เดือนธันวาคมตั้งฉากใต้สุดที่ Tropic of Capricorn
- ประเทศไทยอยู่ในเขตร้อนทั้งประเทศ จึงมีวันที่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากปีละ 2 ครั้ง กรุงเทพฯ ตรงกับปลายเมษายนและกลางสิงหาคม