Op 21 december is het zover. Als aan het einde van het achtuurjournaal de weerman op de buis verschijnt, is zojuist de astronomische winter begonnen. Iedereen weet dat dit het moment is waarop de zon aan de Sterrenhemel haar zuidelijkste breedte of declinatie bereikt. De zon staat op die dag rond het middaguur het laagst boven de horizon. De dag duurt dan het kortst en de nacht het langst: nog geen acht uur zonlicht tegen ruim 16 uur duisternis.

Weinigen weten evenwel dat sinds gisteren ( 12 december) het daglicht langer aanhoudt: de nacht wijkt terug naar een later tijdstip. Terwijl het tegelijkertijd 's ochtends steeds langer donker blijft. De dag lijkt een klein beetje te verschuiven naar de avond. Hoe kan dit?
Zoals bekend begint het korten der dagen en lengen der nachten op 21 juni, het begin van de zomer. Aanvankelijk is het (veel) langer dag dan nacht. Op 23 september, het begin van de astronomische herfst, duren dag en nacht even lang en daarna wint de nacht steeds meer uren. Op 21 december keert alles om en gaan de dagen weer lengen en de nachten korten. Op 20 maart 2002,het begin van de lente, duren beide weer even lang en op 21 juni zal de dag ruim zestien uur duren en de nacht nog geen acht uur: precies het omgekeerde van 21 december. Tot zover niets nieuws.
De lengte van de dag en de nacht wordt bepaald door de tijdstippen van opkomst en ondergang van de zon. Men zou verwachten dat de zon tot 21 december elke dag later opkomt en tevens eerder ondergaat en na die dag gelijktijdig het omgekeerde doet, maar dat is niet zo. De vroegste zonsondergang vindt plaats op 12 december, gisteren dus, terwijl de meest late zonsopkomst op 31 december valt. Terwijl het na 12 december 's avonds later donker begint te worden, zal het pas op nieuwjaarsdag 's morgens vroeger licht gaan worden. Daardoor zullen in januari de ochtenden bijna net zo lang donker blijven als in december, terwijl de avonden al beduidend langer duren.

De oorzaak van deze asymmetrie ligt in het feit dat onze tijdrekening niet gebaseerd is op de beweging van de ware (echte) zon, maar op die van de middelbare (fictieve) zon. Het verschil tussen die twee zonnen zit in hun snelheid aan de hemel. De ware zon beweegt in de loop van het jaar met een ietwat veranderlijke snelheid langs de hemel, terwijl de middelbare zon per definitie een constante snelheid heeft. De veranderlijke snelheid van de ware zon ontstaat doordat de baan van de aarde elliptisch is en de as van de aarde scheef op zijn baanvlak staat.
Het eerste heeft tot gevolg dat onze planeet zich niet met constante snelheid om de zon beweegt: in de winter beweegt hij iets sneller dan in de zomer. Daardoor duurt de ware zonnedag (één omwenteling van de aarde ten opzichte van de richting van de zon) 's winters iets korter dan 's zomers. De scheve stand van de aardas maakt dat de zon niet precies oostwaarts langs de (onzichtbare) sterrenhemel beweegt, maar soms wat meer noordwaarts en soms wat meer zuidwaarts. Ook dat beïnvloedt de duur van de ware zonnedag.
Beide effecten veroorzaken een verschil tussen de ware en de middelbare zonnetijd. Deze tijdvereffening, die zowel positief als negatief kan zijn, varieert in de loop van het jaar op een grillige manier en loopt op tot een kwartier.
Sommige zonnewijzers hebben een 'tijdvereffeningslus', waarop men voor elke dag van jaar het verschil tussen de ware en de middelbare zonnetijd kan aflezen. Deze laatste is echter nog niet de tijd die ons klokken aangeven, omdat die is gebaseerd op een nog meer gestandaardiseerde tijd die voor een groot deel van Europa geldt: de Midden-Europese Tijd (die soms nóg een correctie voor de zomertijd behoeft).
De vreemde asymmetrie in het lengen en korten der dagen en nachten rond 21 december verdwijnt als sneeuw voor de zon wanneer men de tijden van opkomst en ondergang van de zon met behulp van zo'n tijdvereffeningslus omrekent naar de ware zonnetijd die door een goed opgestelde zonnewijzer wordt aangegeven. Dan blijkt dat de zon inderdaad tot 21 december later blijft opkomen en vroeger blijft ondergaan en dat beide tendensen op die dag omkeren. Omdat een praktische tijdrekening niet de onregelmatigheden van onze zonnebaan kan volgen, is dit symmetrische omslageffect uit onze horlogetijd verdwenen.

George Beekman
gereciteerd door:
Piet