Vì sao ngày Hạ chí, thời gian lại dài hơn?
Theo Hội Thiên văn Hà Nội (HAS), Hạ chí năm nay diễn ra ngày 21/6, lúc 3 giờ 46 (giờ Việt Nam). Cực bắc của Trái đất sẽ nghiêng về phía Mặt trời. Lúc này, Mặt trời đạt tới vị trí tối đa về phía bắc của bầu trời. Mặt trời sẽ chiếu sáng thẳng lên đường chí tuyến bắc tại 23,44 vĩ độ bắc.
Đây sẽ là ngày đầu tiên của mùa hè ở Bắc bán cầu và là ngày đầu tiên của mùa đông ở Nam bán cầu. Đây cũng là ngày có thời gian ban ngày dài nhất và đêm ngắn nhất trong năm. Bình minh sớm nhất xuất hiện trước ngày Hạ chí vì ngày dài hơn 24 giờ vào thời điểm này trong năm. Cụ thể, độ dài của ngày (được đo bằng khoảng thời gian giữa hai lần giữa trưa liên tiếp) dài hơn gần 1/4 phút so với 24 giờ. Do đó, buổi trưa Mặt trời đến muộn hơn theo đồng hồ vào ngày Hạ chí so với trước đó một tuần. Vì vậy, thời gian Mặt trời mọc hay lặn cũng đến muộn hơn theo con số hiển thị trên đồng hồ.
Ngày Hạ chí năm nay rơi vào đúng 21/6.
Lý do chính khiến Mặt trời mọc sớm hơn trước ngày Hạ chí là do độ nghiêng của trục quay Trái đất. Điều này khiến cho bình minh sớm nhất luôn diễn ra trước ngày Hạ chí ngay cả khi quỹ đạo của Trái đất quanh Mặt trời là một đường tròn hoàn hảo
Tuy nhiên, quỹ đạo elip của Trái Đất cũng ảnh hưởng lớn đến thời điểm xảy ra hiện tượng này. Vào ngày Hạ chí, Trái Đất tương đối gần điểm viễn nhật – điểm xa Mặt Trời nhất trên quỹ đạo – điều này làm giảm hiệu ứng hơn so với khi Trái đất ở gần điểm cận nhật vào cuối năm
Để dễ thấy, ở các vĩ độ trung bình, bình minh sớm nhất ở Bắc Bán Cầu diễn ra khoảng một tuần trước ngày Hạ chí và hoàng hôn muộn nhất xảy ra khoảng sau Hạ chí một tuần. Đến cuối năm, hoàng hôn sớm nhất đến trước hai tuần so với ngày đông chí, trong khi bình minh muộn nhất xảy ra khoảng hai tuần sau ngày đông chí.
Ngày chí diễn ra hai lần trong năm, một vào mùa hè được gọi là ngày Hạ chí - tháng 6, và một vào mùa đông được gọi là ngày Đông chí - tháng 12. Ngày Hạ chí thì Mặt trời nằm cao nhất về hướng Bắc, ngày Đông chí thì Mặt trời nằm cao nhất về hướng Nam.
Hạ chí là ngày có thời gian chiếu sáng dài nhất năm
Ông Đặng Vũ Tuấn Sơn, Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam cho biết, Hạ chí không phải một ngày mà là một thời điểm. Hạ chí đối với Bắc bán cầu thời điểm mà hướng Bắc của trục Trái đất hướng về phía Mặt trời nhiều nhất, hay nói dễ hiểu hơn là Bắc bán cầu có hướng nghiêng về phía Mặt trời nhiều nhất.
Vào ngày này ánh sáng từ Mặt trời chiếu vuông góc với chí tuyến Bắc của Trái đất - hay chính xác hơn thì những người đứng ở chí tuyến Bắc sẽ thấy Mặt trời ở trên đỉnh đầu (thiên đỉnh) của mình vào giữa trưa.
Do có tổng diện tích được chiếu sáng cùng lúc là lớn nhất trong năm, vào thời điểm này, ngày là dài nhất và đêm là ngắn nhất ở Bắc bán cầu và ngược lại đối với Nam bán cầu (với Nam bán cầu thì lúc này là Đông chí).
Như trên đã nói, Hạ chí không phải một ngày, mà là một thời điểm cụ thể. Việc hàng năm người ta gọi ngày nào đó là Hạ chí chẳng qua vì thời điểm Hạ chí rơi vào ngày đó trong năm. Trong khi đó, các địa điểm khác nhau trên thế giới lại có sự chênh lệch về múi giờ, trong khi một nơi này đang là tối hôm trước thì ở một nơi khác đã có thể là sáng hoặc trưa của hôm sau.
Thời điểm Hạ chí là duy nhất, nó tương ứng với các giờ khác nhau ở mỗi địa điểm và do đó tương ứng với ngày cũng khác nhau. Tuy nhiên, ở những địa điểm lệch về phía Đông nhiều hơn thì sự lệch múi giờ sẽ dẫn tới lệch về ngày.
Hạ chí không rơi vào cùng thời điểm ở các năm khác nhau. Vì bản thân chu kỳ của Trái đất quanh Mặt trời không tròn ngày - cụ thể là không phải đúng 365 mà là ~365,2422 ngày (do đó mới cần có những năm nhuận 366 ngày để bù vào phần thừa đó), đồng thời bản thân trục Trái đất vẫn có dao động theo thời gian, nên Hạ chí (cũng như Đông chí, Xuân phân và Thu phân) không phải một thời điểm cố định ở mọi năm mà có dao động. Vì vậy ở cùng một địa điểm, Hạ chí có thể rơi vào 21 hoặc 22 tháng 6 tùy theo mỗi năm chứ không phải luôn là cùng ngày.
Khi Hạ chí bắt đầu, bán cầu Bắc nghiêng hẳn về phía Mặt trời 23,5 độ nên lượng ánh sáng ở đây nhận được sẽ rất nhiều, dẫn đến việc thời gian ban ngày trong tiết khí này sẽ lớn nhất trong năm, ngày dài hơn đêm, trời lâu tối và nhanh sáng. Thậm chí thời gian ban ngày có thể dài đến mức một số thành phố ở Bắc Âu có hiện tượng "đêm trắng", tức là không hề xuất hiện ban đêm.
