Часовой угол солнца 12 часов

Расчет кажущегося положения Солнца

Теперь можно рассчитать кажущееся положение Солнца: высотаh и азимут А — в любой точке на широте φ в любое время суток в соответствии с углом τ и в любое время года в соответствии с углом склонения δ.

Мы же приведем результат в простейшем виде:

(3.4)

(3.5)

где φ — географическая широта ;

— склонение Солнца определяется по формуле ;

, град -часовой угол;

, (3.6)

где — солнечное время в часах, отсчитываемое от астрономического полудня.

Очевидно, в полдень высота Солнца h максимальна, h = 90° -φ +δ.

Во время летнего солнцестояния высота Солнца в нашей местности в момент кульминации составляет: h = 90˚- φ + δ_☼ = 90˚ — 56,5˚ +23,5˚=57˚, во время зимнего солнцестояния h = 90˚- φ + δ_☼= 90˚ — 56,5˚ — 23,5˚=10˚, а в дни равноденствий, когда Солнце находится на небесном экваторе- δ_☼=0, h = 33,5˚.

Часовой угол захода(восхода) Солнца

При восходе и заходе Солнца h = 0. Из уравнения (3.4) видно, что это произойдет при углах τ в каждом из двух случаев, близких к полудню, для которых при h = 0 из уравнение имеем:

(3.7)

(3.8)

Тогда часовой угол захода (восхода) Солнца для горизонтальной поверхности

τ=arccos(-tg tg ) (3.9)

ЛЕКЦИЯ 5

Тема: Фотоэлектрические преобразование солнечной энергии

Источник

Истинное солнечное время

Местное солнечное время — в астрономии называемое истинным, с ним связано объективное положение Земли в Солнечной системе. Истинное время определяется положением солнца. Например, истинный полдень всегда наступает, когда солнце пересекает меридиан места, где мы находимся, то есть когда солнце располагается точно на юге (когда солнце находится на юге, наступает полдень).

Содержание

Истинное время определяется положением солнца

Именно положение солнца определяет истинное время. Ну а наши часы показывают время, которое лишь приблизительно связано с положением солнца. Гражданское время условно.

Истинное время не равномерно

Для современного городского жителя истинное время — скорее астрономическая абстракция, которая не имеет большого значения в его жизни, поскольку оно неравномерно. Действительно, сложно сделать часы, которые идут с переменной скоростью в течение года. А вот обычное время, напротив, организовано равномерно и точно и, значит, легче поддается учёту.

Плюсы и минусы

Расчёты

Расчёт среднего солнечного времени

От времени Гринвича можно рассчитать не только гражданское время в любом часовом поясе, но и местное среднее солнечное время на любом меридиане.

Гражданское время во всех часовых поясах сдвинуто на целое число часов относительно местного среднего солнечного времени в Гринвиче, которое называют универсальным и обозначают GMT (Greenwich Mean Time). Собственно, в этом и состоит его универсальность.

Предположим, что универсальное время равно 9 часов утра — 09:00. Тогда по гражданскому времени в Москве будет полдень: GMT+3 = 9:00 + 3:00 = 12:00. Но за три часа солнце перемещается на 15° × 3 = 45°. Поэтому истинный солнечный полдень будет в это время на 45° восточной долготы (например, в Пензе), а не в Москве. Чтобы узнать среднее солнечное время в Москве, надо перевести долготу места (около 38°) в часовые единицы. Поэтому в 9 часов по Гринвичу среднее солнечное время в Москве будет 9:00 + 2:32 = 11:32. Расчёт сделан для Москвы, а, например, в Балее можно самостоятельно рассчитать среднее солнечное время, имея в виду, что восточная долгота города Балей равна 116°38′, а часовой пояc считается как GMT+9.

Чтобы рассчитать среднее солнечное время, необходимо знать градусы и минуты долготы того места, где вы находитесь.

Расчёт истинного времени

Если учесть значение уравнения времени, то можно узнать истинное время на основании точного гражданского времени, то есть рассчитать положение солнца без солнечных часов. В общем виде формула очень проста. Если ST — истинное время, а UCT — универсальное время по Гринвичу, то:

В большинстве современных стран летом гражданское время сдвигают на один час вперёд. На универсальное время это не влияет (поэтому формула верна и летом), но если универсальное время UCT считать на основании гражданского, то следует учесть и этот летний час.

Интересные факты

На Северном полюсе вопрос «Который сейчас час?» лишён всякого смысла: день длится полгода, при этом солнце меняет свою высоту незаметно, а любое направление есть направление на юг. Солнечные часы на Северном полюсе вполне объективно будут показывать истинное время в течение летнего полугодия. Просто единицей измерения следует выбрать день. Таков природный ритм жизни за Полярным кругом, и особенности восприятия времени у заполярных народов можно проследить и в лунном календаре, и в древних обрядах. Таким образом, понять условность гражданского времени нагляднее всего можно на Северном полюсе.

Значение долготы для пункта, расположенного к западу от Гринвича, можно вычислить, если вычесть значение местного солнечного времени, определённое астрономическими наблюдениями, из значения всемирного времени, полученного по радиосигналам точного времени.

С помощью уравнения времени (в виде годового графика) можно подсчитать гражданское время на основании положения солнца.

См. также

Солнечное время (с изменяемой продолжительностью часа, отсчитываемое от моментов астрономических полуночи и полудня)

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Истинное солнечное время» в других словарях:

ИСТИННОЕ СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. За точку, определяющую своим движением течение истинного солнечного времени, принимается центр Солнца; отсчет ведется от момента верхней кульминации Солнца (истинного полудня) … Большой Энциклопедический словарь

истинное солнечное время — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. За точку, определяющую своим движением течение истинного солнечного времени, принимается центр Солнца; отсчёт ведётся от момента верхней кульминации Солнца (истинного полудня). * * * ИСТИННОЕ … Энциклопедический словарь

истинное солнечное время — tikrasis saulinis laikas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Laikas, pagrįstas tikrąja sauline para – laiko tarpu tarp dviejų Saulės skritulio centro kulminacijų tame pačiame Žemės dienovidinyje. atitikmenys: angl.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

ИСТИННОЕ СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое но изменению часового угла Солнца. За точку, определяющую своим движением течение И. с. в., принимается центр Солнца; отсчёт ведётся от момента верх. кульминации Солнца (истинного полудня) … Естествознание. Энциклопедический словарь

Истинное солнечное время — система счёта времени, в которой длительность суток принята равной интервалу между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через южную часть небесного меридиана (верхними кульминациями). И. с. в. отсчитывается от момента… … Большая советская энциклопедия

СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и среднее солнечное время в зависимости от того, по какому Солнцу (истинному или среднему) осуществляют отсчет времени … Большой Энциклопедический словарь

Время истинное солнечное — время, в котором продолжительность суток принята равной периоду между двумя последовательными одноименными кульминациями светила (Солнца). Истинные солнечные сутки не постоянны, поэтому на практике пользуются временем средним солнечным. EdwART.… … Морской словарь

СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и ср. солнечное время в зависимости от того, по какому Солнцу (истинному или среднему) осуществляют отсчёт времени … Естествознание. Энциклопедический словарь

Солнечное время — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и среднее солнечное время … Астрономический словарь

солнечное время — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и среднее солнечное время в зависимости от того, по какому Солнцу (истинному или среднему) осуществляют отсчёт времени. * * * СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ СОЛНЕЧНОЕ… … Энциклопедический словарь

Источник

Определение сторон света по Солнцу и часам

Если под рукой не оказалось ни компаса, ни навигатора, а сориентироваться на местности все же нужно, наиболее эффективными способами для определения сторон света, ориентирования карты на местности (например, в лесу), нахождения своего местоположения и определения направления дальнейшего движения могут служить способы ориентирования по небесным светилам — звездам и Луне.

Отдельно мы подробно говорили про ориентирование по Полярной звезде. Сейчас же сконцентрируем наше внимание на способах ориентирования по Солнцу — самой близкой к нам звезде, — а именно на способах ориентирования по Солнцу и часам.

На рассвете Солнце находится на востоке. Следовательно, если стать лицом к нему, то справа будет юг, слева — север, за спиной — Запад.

Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов

Мне известно три способа ориентирования по Солнцу и часам. Все эти способы базируются на нескольких аксиомах:

Солнце встает на востоке и садится на западе, при этом чаще всего точное место восхода и захода отклонено в северную либо южную сторону.
В середине дня Солнце проходит через прямую, соединяющую северное направление с южным.
Солнце движется по небесной сфере с угловой скоростью примерно равной 15 градусам в час, то есть в два раза медленнее часовой стрелки часов.
Если стать лицом на север, то позади окажется юг, справа — восток, слева — запад. Понимая это, можно, зная всего одну сторону света, найти все остальные.

Подробнее об этих и других фактах, а также о том, откуда они взяты и почему работают так, а не иначе, можно прочитать в отдельной статье. Сейчас же предлагаю перейти непосредственно к описанию методов ориентирования.

Способ №1. По ключевым точкам

Данный способ основан на понимании того, что Солнце в 6 часов утра находится приблизительно на востоке, а в 6 часов вечера — приблизительно на западе. Из всех способов ориентирования по Солнцу этот, пожалуй, самый простой.

Этот способ помогает решать и обратную задачу — по положению тени и известным сторонам света определять время.

С 12 часами дня все немного сложнее: в средних и высоких широтах северного полушария в полдень Солнце будет на юге, в средних и высоких широтах южного полушария — на севере. В тропиках и на экваторе в течение года Солнце в полдень может оказаться то на севере, то на юге, а иногда и строго над головой наблюдателя. Подробно этот вопрос мы разбирали здесь…

Исходя из этого, можно более-менее точно узнать расположение сторон света в 6:00, 12:00 и 18:00. Для этого определяется направление на Солнце, делается вывод о стороне света, которая соответствует этому направлению, а затем, зная одну сторону света, находятся все остальные.

Данный метод позволяет быстро сориентироваться на местности, но его главным недостатком является привязка лишь к трем ключевым точкам — моментам времени, когда Солнце примерно совпадает с основными направлениями сторон света. Использовать же его в другие моменты времени не представляется возможным.

Способ №2. По аналоговым часам и Солнцу

Этот способ основан на знании того, что в средних и высоких широтах северного полушария Солнце движется по небосводу по часовой стрелке с угловой скоростью, равной половине от скорости движения часовой стрелки на часах. Это, по сути, — усовершенствованный первый способ.

Чтобы определить стороны света по аналоговым часам и Солнцу, следует придерживаться следующей инструкции:

Часы располагаются горизонтально. Циферблат должен быть направлен вверх.
Часы поворачиваются в горизонтальной плоскости так, чтобы часовая стрелка указала на Солнце, а точнее на его проекцию на горизонт.
От центра циферблата проводится луч так, чтобы он оказался строго между часовой стрелкой и цифрой «12». При этом в утренние часы этот луч будет находиться в промежутке от 6 до 12, а в вечерние — в промежутке от 12 до 6, если смотреть по часовой стрелке. Этот луч и укажет приблизительное направление на юг.

Существует вариация этого метода с использованием спички. Для этого:

Часы располагаются горизонтально циферблатом вверх.
Между часовой стрелкой и цифрой «12» на циферблате мысленно отмечается точка.
Возле этой точки сбоку к корпусу часов прикладывается спичка так, чтобы она была перпендикулярна плоскости циферблата.
Часы с прислоненной к ним спичкой вращаются в горизонтальной плоскости до тех пор, пока тень от спички не пересечет центр циферблата.
Луч, проведенный из центра циферблата через цифру «12» укажет приблизительное направление на юг.

Методы с использованием аналоговых часов хорошо будут работать только в том случае, если Солнце в течение дня будет двигаться низко над горизонтом. Чем выше солнечный зенит в конкретном регионе в конкретное время года, тем большую ошибку эти методы будут давать.

Например, они будут прекрасно работать за полярным кругом во время полярного дня, неплохо — в средних широтах в зимний период, и окажутся совершенно непригодными для ориентирования — в летних тропиках и на экваторе.

Кроме того, я не зря указал, что способ ориентирования по Солнцу и аналоговым часам предназначен для северного полушария. В южном полушарии, где Солнце движется справа налево, этот метод ориентирования нужно менять (о том, как это сделать, мы говорили в другой статье). Однако пользоваться им при этом становится сложнее, а значит увеличивается вероятность допущения ошибки. В таких ситуациях лучше применять другой способ, о котором поговорим далее.

Способ №3. По пройденному Солнцем пути

Это мой авторский способ ориентирования, основанный на знании скорости движения Солнца по небосводу. Он был придуман несколько лет назад и показал свою эффективность на практике в условиях различных походов.

Рассмотрим его на примере средних широт северного полушария, где в 12 часов дня Солнце будет находится приблизительно на юге.

Зная время в данный момент, нетяжело определить, сколько часов осталось до 12, или сколько часов прошло после 12 часов дня, то есть того момента, когда Солнце было на юге. Зная положение Солнца в данный момент, скорость и направление его движения по небосводу, можно легко определить, где Солнце окажется или было в 12:00, тем самым определив направление на юг.

Предположим, что в данный момент 8 часов утра. Это значит, что до 12 часов осталось 4 часа. То есть через 4 часа Солнце окажется на юге, сместившись слева направо от положения, в котором находится в данный момент. Определяем расстояние, на которое нужно сместиться Солнцу, чтобы оказаться на юге: 4 часа умножаем на 15 градусов в час — получаем 60 градусов. То есть от того положения Солнца, где оно находится в данный момент времени, нужно отступить вправо угловое расстояние равное 60 градусам — и полученное направление будет соответствовать направлению на юг.

Зная, что на расстоянии 57 см от глаз 1 сантиметр соответствует примерно 1 градусу, можно легко без транспортира найти направление на юг. Выставленный на этом расстоянии кулак с отогнутым в сторону большим пальцем соответствует примерно 15–17 см, то есть 15–17 градусам. Соответственно, четыре таких кулака будут соответствовать примерно 60 градусам.

Конечно, в этом случае было бы удобнее отступить не 60 градусов вправо, определяя юг, а 30 градусов влево, определяя восток: это уменьшило бы ошибку и несколько бы сократило временные затраты. Однако я решил не путать читателя и решил задачу по описанной ранее схеме.

Недостатки у данного способа те же, что и у предыдущего, однако есть и ряд преимуществ. Так, например, не нужны аналоговые часы, то есть часы со стрелками: для этого способа достаточно электронных часов, мобильного телефона или радиоточки, по которой сообщают текущее время. Кроме того, этот метод одинаково удобен для использования, как в северном полушарии, так и в южном.

Пользуясь разобранными сегодня методами, необходимо вносить корректировки, связанные с переводом часов на летнее время. Если этого не сделать, ошибки при ориентировании по Солнцу и часам могут значительно возрасти. Об этом мы рассказывали в отдельной статье.

Также для повышения точности стоит вносить корректировку, связанную с рядом других моментов, которые влияют на отклонение «земного» времени от астрономического. Однако зачастую эти моменты не учитываются, поскольку их влияние на точность метода незначительно, ведь данные методы вообще не претендуют на звание точных.

Не лишним будет также отметить, что ориентироваться по Солнцу можно и без часов, однако именно методы с использованием часов позволяют найти стороны света наиболее быстро, хоть и не всегда точно. Именно благодаря своей скорости данные методы целесообразны в большинстве случаев, поскольку чаще всего скорость является приоритетнее точности.

Тем не менее, это вовсе не отменяет необходимости изучения всех вариантов ориентирования, поскольку ситуации бывают разные, а часы, как и любые сложные механизмы, имеют привычку выходить из строя. Поэтому всегда стоит уметь обходиться без них.

Источник