הירח: בן הלוויה של כדור הארץ
מדוע הירח משנה צורה כל לילה, ומה הקשר שלו לגאות ולשפל בים
הירח מקיף את כדור הארץ
מופעי הירח: ירח שמשנה צורה?
תצפית בירח לאורך חודש מראה שינוי קבוע בצורתו הנראית: לפעמים הוא מלא ועגול, לפעמים חצי, לפעמים פס דק, ולפעמים כמעט אינו נראה. שינוי זה אינו נובע מגידול או התכווצות של הירח, אלא ממיקומו ביחס לשמש ולכדור הארץ.
מדוע מופיעים מופעי ירח שונים
הירח אינו מאיר בעצמו. הוא רק מחזיר את אור השמש.
השמש מאירה תמיד רק חצי מהירח - בדיוק כפי שהיא מאירה רק חצי מכדור הארץ. ככל שהירח מקיף את כדור הארץ, מכדור הארץ נראה חלק שונה מהחצי המואר שלו:
כאשר הירח נמצא בין כדור הארץ לשמש, הצד המואר פונה הרחק מכדור הארץ ולכן הירח כמעט אינו נראה. זהו מולד הירח (ירח חדש).
כאשר כדור הארץ נמצא בין הירח לשמש, כל החצי המואר של הירח פונה אל כדור הארץ ולכן נראה ירח מלא ועגול. זהו מילוא הירח (ירח מלא).
בכל שלב ביניים נראה מכדור הארץ חלק אחר מן הצד המואר - סהר, חצי ירח או ירח כמעט מלא.
הירח עצמו לא משתנה. רק הזווית שבה נראה הצד המואר שלו משתנה לפי מיקומו ביחס לשמש ולכדור הארץ.
מופעי הירח מדגימים את ההבדל בין המראה הנראה לבין המציאות המדעית. הירח נראה גדל ומתכווץ, אבל הוא אינו גדל ואינו מתכווץ. רק הזווית שלנו ביחס לחצי המואר שלו משתנה.
מופעי הירח העיקריים
| מופע | מיקום הירח | מה רואים | בלוח העברי |
|---|---|---|---|
| מולד הירח (ירח חדש) | בין כדור הארץ לשמש | כמעט לא רואים - הצד המואר פונה מאיתנו | סמוך לראש חודש עברי |
| סהר גדל | תנועה לצד שמאל מנקודת מבט צפונית | פס דק מואר בצד ימין | כ-3-7 ימים אחרי המולד |
| חצי ירח גדל | ב-90 מעלות ביחס לשמש | רואים חצי מהצד המואר (ימין) | כ-7 ימים אחרי המולד |
| ירח כמעט מלא | ממשיך להתקדם | יותר מחצי, קשת רחבה | כ-10-13 ימים |
| מילוא הירח (ירח מלא) | מנגד לשמש, כדור הארץ באמצע | רואים את כל הצד המואר - מלא ועגול | ט"ו (15) לחודש עברי |
| חצי ירח קטן | בצד השני, 90 מעלות | רואים חצי מואר (שמאל) | כ-22 ימים אחרי המולד |
| סהר קטן | מתקרב שוב לשמש | פס דק מואר בצד שמאל | כ-25-28 ימים |
* מחזור מלא של מופעי הירח, ממולד למולד, אורך כ-29.5 ימים. בישראל אפשר לראות ירח מלא ב-ט"ו לכל חודש עברי.
←←
←
המחשה אינטראקטיבית: תנועת הירח ומופעי הירח
שאלה לחשיבה
אמא אמרה לילד: 'הירח גדל הלילה.' מה הייתם אומרים לו כדי להסביר שהביטוי אינו מדויק מדעית?
הירח לא גדל ולא מתכווץ. הוא גוף קבוע שאינו מאיר בעצמו. מה שמשתנה הוא הזווית שממנה אנחנו רואים את הצד המואר שלו. כשחלק גדול יותר מהצד המואר פונה אלינו - נדמה לנו שהוא 'גדל'. כשחלק קטן יותר פונה אלינו - נדמה שהוא 'מתכווץ'. נכון יותר לומר שהירח נמצא בשלב גדל, ולא שהוא ממש גדל.
עוד דוגמה לכלל: המראה הנראה שונה מהמציאות.
ליקוי חמה וליקוי לבנה
לפעמים, כשהשמש, כדור הארץ והירח מתיישרים בקו ישר כמעט מושלם, מתרחשת תופעה נדירה ומרהיבה: ליקוי. ישנם שני סוגי ליקויים, שונים בכיוון ובהשפעה. כדי להבדיל ביניהם, חשוב לזכור מי נמצא באמצע.
שני סוגי ליקויים
ליקוי חמה
סדר: שמש - ירח - כדור הארץ. הירח עובר בין כדור הארץ לשמש וחוסם את אורה. הצל של הירח נופל על כדור הארץ. ביום מחשיך לזמן קצר (דקות עד שעה). יכול להיות ליקוי מלא, חלקי או טבעתי.
ליקוי לבנה
סדר: שמש - כדור הארץ - ירח. כדור הארץ עובר בין השמש לירח, והצל שלו נופל על הירח המלא. הירח מחשיך או מאדים לזמן קצר (עד כמה שעות). אפשר לראות ממחצית כדור הארץ שבה לילה.
איך לזכור מי חוסם את מי
שני כללים קלים לשינון:
- ליקוי חמה = השמש מכוסה = הירח האפל חוסם את השמש = קורה ביום, מחשיך
- ליקוי לבנה = הירח מכוסה = צל כדור הארץ מכסה את הירח = קורה בלילה, ירח מאדים
- טריק: ב'ליקוי חמה' - ה'חמה' (שמש) מתחבאת. ב'ליקוי לבנה' - ה'לבנה' (ירח) מתחבאת
ליקויים אינם קורים בכל חודש, למרות שהירח מקיף את כדור הארץ כל חודש. הסיבה: מסלול הירח סביב כדור הארץ נטוי ב-5 מעלות ביחס למסלול כדור הארץ סביב השמש. לכן בדרך כלל הירח עובר מעל או מתחת לקו ישר - ורק לעיתים נדירות מגיע ישר בין שלושת הגופים ליצירת ליקוי.
ליקויים בהיסטוריה ובעולם המודרני
ליקוי חמה ב-2006 בישראל
ב-29 במרץ 2006 התרחש ליקוי חמה חלקי שנצפה בישראל. אנשים רבים עצרו ביישובים ב-10 בבוקר כדי לצפות בירח שחסם חלק מהשמש דרך משקפי הגנה מיוחדים.
ליקוי לבנה כתום-אדום
בליקוי לבנה מלא הירח מאדים ולא נעלם לגמרי - זוהי 'ירח הדם'. האדמומיות נגרמת כי אטמוספרת כדור הארץ מעקמת את אור השמש ומשליכה צבע אדום על הירח, בדיוק כמו בשקיעה.
עשרות ליקויים בכל מאה שנה
בממוצע יש 4-7 ליקויים בשנה (חמה ולבנה יחד), אבל ליקוי חמה מלא נדיר יותר. ליקוי חמה מלא ניתן לראות מנקודה ספציפית על כדור הארץ אחת ל-375 שנה בממוצע.
ישראל וליקויים
ממדינה כישראל ניתן לצפות בכ-3-4 ליקויים בשנה (חלקיים בעיקר), לרוב בשעות הלילה ברמת ניראות גבוהה בגלל שמי הלילה הנקיים.
גאות ושפל: הירח מושך את הים
כל מי שביקר בחוף הים שם לב שפעמיים ביום פני הים עולים ויורדים בכמה עשרות סנטימטרים (ובמקומות מסוימים בעולם - בכמה מטרים). בים התיכון הגאות קטנה יחסית, כ-20-40 ס"מ, אבל בחופי האוקיינוס האטלנטי ובים הצפוני הגאות עלולה להגיע לגובה של 10-15 מטרים. מה גורם לכך?
כיצד הירח יוצר גאות ושפל
פעמיים ביום מי הים עולים ויורדים. מה גורם לזה?
לירח יש כוח כבידה שמושך אליו כל עצם בעל מסה - כולל מי הים. בצד של כדור הארץ שפונה אל הירח, המים נמשכים ומתרוממים. זוהי גאות - פני הים עולים. במקומות אחרים פני הים יורדים, וזהו שפל.
מדוע יש שתי גאות ביום ולא אחת? בנוסף לגאות בצד שפונה אל הירח, יש גאות שנייה בצד הנגדי - בגלל כוחות אינרציה (מסה שנוטה להישאר במקומה בזמן שכדור הארץ נמשך אל הירח). כך נוצרות שתי בליטות של מים: אחת מול הירח ואחת מאחורה. ככל שכדור הארץ מסתובב, כל אזור עובר במהלך 24 שעות בשתי הבליטות ובשני השקעים שביניהן - לכן חווה שתי גאות ושני שפלים.
הגאות והשפל הם דוגמה ישירה לכך שכוח הכבידה של הירח משפיע על ההידרוספרה של כדור הארץ. זהו יחסי גומלין בין גופים בחלל לבין הים שלנו.
גאות ושפל: השוואה בין מקומות בעולם
| מיקום | גובה גאות מרבי | הסיבה להבדל |
|---|---|---|
| ים התיכון (תל אביב) | כ-20-40 ס"מ | ים סגור, גאות מוגבלת |
| ים הצפוני (הולנד) | כ-4-5 מטרים | אוקיינוס פתוח, תנאים גיאוגרפיים |
| מפרץ ריו דה ז'נרו (ברזיל) | כ-1-2 מטרים | חוף פתוח לאוקיינוס |
| מפרץ פאנדי (קנדה) | כ-16 מטרים | צורת המפרץ מגבירה את הגאות לשיא עולמי |
* גאות גבוהה עלולה להציף נמלים ועיירות חוף נמוכות, ולכן הן מצריכות בנייה מיוחדת.
ישראל: גאות ושפל בים התיכון
חופי ישראל על הים התיכון חווים גאות ושפל קטנה יחסית, כ-20-40 ס"מ. מדוע? כי הים התיכון הוא ים סגור כמעט לחלוטין, עם פתח צר בלבד בגיברלטר. הגלים הגדולים שמגיעים מהאוקיינוס האטלנטי מגיעים מוחלשים. אבל ביקור בחוף מפרץ אילת (ים סוף) גם כן מגלה גאות קטנה, כ-1 מטר בממוצע.
גאות ושפל בחיי האדם
גאות ושפל אינם רק תופעה מדעית מרשימה - יש להן השפעות ממשיות על חיי האדם. קהילות חוף, דייגים, ימאים ואנשי הנמלים חיו לפי לוחות גאות לאורך אלפי שנים.
ניווט וספנות
ספינות גדולות יכולות להיכנס לנמלים רדודים רק בשעות הגאות. כניסה בשעת שפל עלולה לגרום לפגיעה בשוניות הסלע. קברניטים מתכננים כניסות ויציאות לפי לוח הגאות.
דייג ובית גידול
שפל חושף שוניות ומאגרי מזון לציפורים ולדייגים. גאות מאפשרת לדגים לשחות לאזורים רדודים. חלק מהדיג המסורתי במזרח הרחוק תוזמן לפי מחזורי הגאות.
אנרגיה גאותית
מדינות כצרפת ובריטניה בנו תחנות כוח שמנצלות את תנועת הגאות לייצור חשמל. זוהי צורת אנרגיה מתחדשת, ניתנת לחיזוי מדויק, אם כי יקרה להקמה.
סכנות והצפות
שילוב של גאות גבוהה עם סופת ים עלול לגרום להצפות חמורות. ערי חוף כמו ונציה שבאיטליה נאבקות בהצפות עונתיות קשות. שינויי האקלים עשויים להחמיר את הבעיה עם עליית מפלס הים.
לוח השנה העברי ותנועת הירח
לעם ישראל ולעמים רבים אחרים (מוסלמים, הינדים, סינים) יש לוחות שנה שמבוססים על מחזורי הירח. לוח השנה העברי הוא דוגמה מרתקת לשילוב בין ידע אסטרונומי לבין מסורת תרבותית-דתית.
לוח השנה העברי: ירח ושמש יחד
לוח השנה העברי הוא 'לונו-סולרי': מבוסס על הירח אבל מתואם עם השמש.
שנת הירח (12 מחזורי ירח) אורכת כ-354 ימים - קצרה ב-11 ימים משנת השמש (365 ימים). אם לא מתקנים את הפרש זה, חגי ישראל היו מתקדמים עם הזמן - פסח היה נופל בחורף אחרי 16 שנה.
הפתרון: 7 פעמים בכל 19 שנים מוסיפים חודש עברי שלם (אדר ב'), ומכאן נוצרת השנה המעוברת בלוח העברי. כך הלוח שומר על מחזורי הירח (ראש חודש סמוך למולד הירח) ועל הקישור לעונות השנה (פסח = אביב, סוכות = סתיו).
לוח השנה העברי משלב מחזור ירחי עם תיקון שמשי, וכך שומר על קשר בין החודשים לבין עונות השנה.
השוואה בין לוחות שנה
| לוח | מבוסס על | שנה | שנה מעוברת |
|---|---|---|---|
| גרגוריאני | שנת שמש | 365 ימים | 366 ימים (29 בפברואר), כל 4 שנים |
| ירח-שמש (עברי) | מחזורי ירח + תיאום שמשי | 354 ימים (ירח) | 384 ימים (+ חודש שלם), 7 פעמים ב-19 שנים |
| מוסלמי | שנת ירח בלבד | 354 ימים | אין תיאום עם שמש - חגים מתקדמים כל שנה |
* לוח השנה המוסלמי מבוסס על ירח בלבד, ולכן חגי הרמדאן מתקדמים כ-11 ימים קדימה כל שנה ועוברים בכל עונות השנה.
שאלה לחשיבה
מדוע הירח נראה לנו בצורות שונות לאורך החודש, אם הוא עצמו אינו משתנה?
השמש מאירה תמיד רק חצי מהירח, והירח אינו מאיר בעצמו. ככל שהירח מקיף את כדור הארץ, אנחנו רואים מזווית שונה כמה מהחצי המואר פונה אלינו. לכן לפעמים רואים ירח מלא (כל החצי המואר פונה אלינו), לפעמים חצי (90 מעלות), ולפעמים כמעט לא רואים (המואר פונה לצד השני). הירח לא משתנה, רק החלק שאנחנו רואים.
זו דוגמה נוספת לכך שהמראה הנראה אינו תמיד המציאות.
שאלה לחשיבה
מדוע ליקויים לא קורים בכל חודש, למרות שהירח מקיף את כדור הארץ בכל חודש?
מסלול הירח נטוי ב-5 מעלות ביחס למסלול כדור הארץ סביב השמש. לכן בדרך כלל, בזמן מולד ומילוי, הירח נמצא מעל או מתחת לקו הישר בין השמש לכדור הארץ ולא עליו. רק כשהמסלולים מתחברים בנקודות ה'צמתים', שלושת הגופים מתיישרים בקו כמעט ישר ומתרחש ליקוי.
ה-5 מעלות נטייה מסבירות מדוע ליקוי הוא אירוע נדיר ולא חודשי.
שאלה לחשיבה
כיצד תנועת הירח קשורה לתופעת הגאות והשפל בים, ומדוע הגאות בים התיכון קטנה מזו שבאוקיינוס?
לירח יש כוח כבידה שמושך את מי הים. בצד שפונה אל הירח המים מתרוממים (גאות), ובמקומות אחרים פני הים יורדים (שפל). גאות גדולה יותר נוצרת כשמים רבים יכולים 'לזרום' אל הבליטה. ים התיכון סגור כמעט, עם פתח צר בגיברלטר בלבד, ולכן המים מוגבלים בתנועתם. אוקיינוסים פתוחים עם מסת מים ענקית יוצרים גאות גדולה בהרבה.
גאות ים התיכון קטנה, אבל קיימת - 20-40 ס"מ בחופי ישראל.
מושגי מפתח: שלוש תופעות הירח
שלוש התופעות הקשורות לירח ומה גורם לכל אחת:
- מופעי ירח: הירח לא מאיר בעצמו, רק מחזיר אור שמש. הזווית שממנה אנחנו רואים את החצי המואר משתנה במחזור של 29.5 ימים
- ליקוי חמה: ירח - כדור הארץ - שמש בקו ישר, הירח חוסם את השמש, ביום מחשיך
- ליקוי לבנה: שמש - כדור הארץ - ירח בקו ישר, צל כדור הארץ מכסה את הירח, הירח מאדים בלילה
- גאות ושפל: כוח כבידה של הירח מושך מי ים, שתי גאות ושני שפלים ב-24 שעות
בלוח השנה העברי הקבוע, ראשי החודשים מחושבים לפי מחזור הירח. בעבר, בית הדין בירושלים קידש את החודש לאחר שעדים ראו את הסהר הדק של הירח החדש ותיארו את תצפיתם. לאחר קבלת העדות הוכרז החודש החדש. גם כיום, ברכת החודש וקידוש לבנה מזכירים את הקשר בין הירח לבין החודש העברי.