АЗИМУТ И ВЫСОТА СОЛНЦА НАД ГОРИЗОНТОМ
Высота Солнца над горизонтом – величина непостоянная. В течение дня из-за вращения Земли она проходит путь от 0 до 90 градусов и обратно через фазы восхода, зенита и заката. Но это если наблюдать за нашим светилом из своего города. В масштабах планеты угол, под которым его лучи падают на поверхность Земли в разных регионах, влияют как на климатические условия, так и на продолжительность времени суток.
На ледяных полюсах лучи солнечного света едва касаются нашей планеты. Там очень холодно, а день и ночь длятся по полгода и называются полярными. А вот жаркому экватору достается больше всего солнечного света, который падает туда под прямым углом. В тех краях и климат намного приятнее, и день с ночью имеют практически одинаковую продолжительность. Эти наблюдения подтверждают простой факт: чем выше Солнце, тем больше тепла и света оно дает, а его высота над горизонтом равна углу падения его лучей.
Еще один способ следить за перемещением нашей звезды на небе – это вычисление ее азимута. Сделать это можно с помощью онлайн-калькуляторов для любой точки Земли, например, для Москвы. Понадобятся лишь дата и время. Скажем, в полдень 15-го июня 2018-го года азимут и высота Солнца над горизонтом в Москве составляли 167,29 и 57,08 градуса соответственно.
Вычисление времени восхода и захода в цифровую эру тоже стало делом нескольких кликов. В той же Москве 22-го декабря 2018-го года Солнце встало только в 8:57, а зашло за горизонт уже в 15:58, подарив москвичам лишь семь часов светового дня.
Декабрь — это вообще месяц самых длинных ночей в Северном полушарии, а 22-ое декабря — это дата зимнего солнцестояния, самого короткого дня и самой долгой ночи в году для этой части света. Всему виной опять же высота Солнца над горизонтом. Зимой и особенно в декабре ее значения самые низкие за весь год.
Источник
Чем объясняется изменение высоты солнца над горизонтом
Солнце – источник жизни. Так говорится практически во всех научных трудах, посвященных природе, и публикациях на различные физико-географические темы. На самом деле, конечно, источник жизни еще не найден, а Солнце – это просто раскаленный шар, звезда, испускающая в мировое пространство электромагнитные волны различной длины. Солнце и не подозревает о том, какую пользу оно приносит биосфере и Земле в целом. Поэтому наша звезда — это не источник жизни, а главное средство для её поддержания. А точнее — одно из самых главных.
Солнечные лучи несут к поверхности Земли тепло и свет. Сама по себе солнечная радиация не имеет температуры, однако, соприкоснувшись с земным веществом, она «чудесным» образом превращается в привычное для нас тепло.
Нет такого места на открытой (дневной) поверхности Земли, куда бы ни разу не проникали солнечные лучи. Повсюду во всех местах — отправимся ли мы на юг или на север — нас будет сопровождать солнечный свет. Однако, находясь в северных широтах, мы сразу заметим, что солнце хоть и светит чрезвычайно ярко, но совершенно не греет; а на черноморских или средиземноморских курортах долгое нахождение под солнцем без головного убора чревато неприятностями — можно получить солнечный удар. Отсюда возникает вопрос: если солнечный свет есть везде, то почему же одни части Земли избалованы солнечным теплом, а другие — обделены им, а то и вовсе лишены.
Всё дело в том, что Земля имеет шарообразную форму. Из-за этого электромагнитная солнечная радиация вынуждена падать на земную поверхность под разным углом – от 0 до 90 градусов. Угол падения 0 ° подразумевает то, что лучи Солнца слегка соприкасаются с поверхностью, идут по касательной, скользят по поверхности, естественно, не принося ей никакого тепла. Такое наблюдается между полярными кругами и полюсами. Максимум тепла поверхность получает тогда, когда лучи падают на неё отвесно – под углом 90 градусов. При этом говорят, что солнце находится в зените. В таком положении оно бывает только в пространстве, лежащем между двумя ключевыми параллелями — Северным тропиком и Южным тропиком.
Отсюда следует вывод: чем больше угол падения лучей Солнца, тем больше нагревается земная поверхность. Этим и объясняется разница между климатом севера и юга.
Угол падения солнечных лучей равен высоте солнца над линией горизонта. Например, если солнце в тропиках в какой-либо день поднялось на высоту 90 градусов над горизонтом, то угол падения солнечных лучей на земную поверхность там тоже составляет 90 градусов. Высота же солнца над горизонтом зависит от географической широты местности.
Широта, на которой находится местность, определяет изменение высоты солнца над горизонтом в течение года. Изменение высоты солнечного диска в течение года называется годовым диапазоном высоты солнца. В каждой местности наблюдаются свои крайние значения годового диапазона.
На полюсах, например, высота солнца в течение года меняется от -23,5 градусов (зимнее солнцестояние) до 23,5 градусов (летнее солнцестояние). «Минус» означает то, что солнце опускается ниже горизонта, т.е. наступает полярная ночь (в дни весеннего и осеннего равноденствия солнце в этих регионах едва проглядывает из-за горизонта, то есть находится на высоте 0 градусов). В Северном полушарии на широте 45 градусов годовой диапазон составляет от 21,5 ° (зимнее солнцестояние) до 68 ,5 ° (летнее солнцестояние). На широте 0 градусов (на экваторе) годовой диапазон высоты солнца меняется от 66,5 (минимум) до 90 градусов (максимум).
Именно крайние значения диапазона высоты солнца определяют тип климата местности, степень его сезонной контрастности, долготу дня и пр. Циркуляция атмосферы и подстилающая поверхность – важнейшие факторы, но крайние значения диапазона высоты солнечного диска являются первичным, решающим климатообразующим фактором, который определяют годовую интенсивность инсоляции местности, а именно — какое количество суммарной солнечной радиации получает поверхность за год. Чем ближе крайние значения диапазона высоты солнца подходят к 90 ° , тем теплее климат и тем меньше разница между зимой и летом (сезонный контраст всё более и более сглаживается).
Самой высшей точки на небосводе солнечный диск достигает в полдень. В северном или южном направлении с каждым градусом широты уменьшается или увеличивается и градус полуденной высоты солнца над горизонтом. Например, если на широте 0 ° высота полуденного солнца составляет 90 градусов, то на широте 1 ° в северном или южном полушарии в этот же момент времени солнце находится на высоте 89 градусов над горизонтом. На широте 2 ° солнце достигнет высоты 88 градусов и т.д. Таким образом, зная положение солнца в какой-либо точке Земли, можно определить на какой высоте находится солнце в другой точке Земли в это же время. И для этого необходимо всего лишь знать широты этих точек.
Изменение высоты солнца (угла падения лучей) с широтой – главная причина зональности климата, почвенно-растительного покрова и ландшафтов в целом. Зональность – главнейшая географическая закономерность, она – альфа и омега географической науки.
ПОЛУДЕННАЯ ВЫСОТА СОЛНЦА НАД ГОРИЗОНТОМ ДЛЯ ВСЕХ ШИРОТ СЕВЕРНОГО И ЮЖНОГО ПОЛУШАРИЯ (в градусах)
ВР — весеннее равноденствие
ЛС — летнее солнцестояние
ОР — осеннее равноденствие
ЗС — зимнее солнцестояние
широта ВР ЛС ОР ЗС
Источник
Для чего необходимо знать высоту солнца над горизонтом
Изучение планеты и звезд – это одно из самых интересных и увлекательных занятий современных ученых. Еще с древних времен, мореплаватели и исследователи изучали звездные карты и зависимость планеты от их расположения. Это помогало им ориентироваться в пространстве и находить дорогу домой.
В разное время года высота Солнца над горизонтом разная
Высота Солнца над горизонтом планеты – это непостоянная величина, с помощью которой, можно определить количество радиации от солнечных лучей. Это зависит от градуса угла от луча до поверхности. Чем больше это значение, тем теплее на Земле, а чем меньше угол между планетой и звездой – тем холоднее на поверхности. С помощью данных о высоте Солнца над горизонтом можно определить точное время и координаты местности.
Высота земного светила варьируется на протяжении всего дня. Угол наклона может быть от 0 до 90 градусов. Благодаря этим изменениям можно наблюдать различные фазы восходящего Солнца, заката и зенита. Если рассматривать Солнце и Землю в масштабе вселенной, то именно от расположения и удаленности источника света зависят климатические условия в каждом регионе, а также длительность светового дня.
Способы определения высоты солнца над горизонтом
Измерить высоту Солнца над горизонтом можно с помощью различных инструментов. Еще в самом начале пути изучения астрологии и тайн Вселенной, было изобретено такое устройство, как гномон. Это один из самых древних способов измерить необходимую высоту.
В современном мире зачастую применяются различные технологии. Можно анализировать данные со спутников, или пользоваться компьютерами для расчета и вычисления данных. А можно воспользоваться такими инструментами, как секстант, астролябия или квадрант.
Источник
Презентация по географии на тему «Определение высоты солнца над горизонтом»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Решение задач по теме «Земля как планета Солнечной системы»
I. Задания на определение высоты Солнца над горизонтом в различных пунктах, находящихся на одной параллели Земля движется против часовой стрелки, и чем восточнее находится пункт, тем раньше Солнце встанет над горизонтом.
В полдень высота солнца над горизонтом максимальная.
Для выполнения заданий на определение высоты Солнца над горизонтом в различных пунктах, находящихся на одной параллели, необходимо определить полуденный меридиан, используя данные о времени Гринвичского меридиана. Полуденный меридиан определяется по формуле: (12час.- время Гринвичского меридиана)·15º если меридиан в Восточном полушарии; (время Гринвичского меридиана — 12 час.)·15º если меридиан в Западном полушарии. Чем ближе расположены предложенные в задании меридианы к полуденному меридиану, тем выше в них будет находиться Солнце, чем дальше — тем ниже.
Задача №1 Определите, в каком из обозначенных буквами на фрагменте карты мира пунктов Солнце будет находиться ниже всего над горизонтом в 3 ч по времени Гринвичского меридиана? Ход ваших рассуждений запишите.
Алгоритм решения: Определяем полуденный меридиан по формуле (12час.- время Гринвичского меридиана)·15º 2. Анализируем положение пунктов по отношению к полуденному меридиану. 3. Пункт, расположенный дальше всего от полуденного меридиана будет иметь наименьшую высоту солнца.
2 способ заключается в определении солнечного времени для всех пунктов и сравнении показателей. Местное (солнечное время) – это время в данный момент вдоль линии одного меридиана. 1 оборот Земли вокруг оси = 360° Время оборота Земли вокруг оси = 24 часа Один час (60 мин)=15° (протяженность одного часового пояса) 1°= 60:15= 4 (мин)
Алгоритм решения: 1.В ответе правильно вычисляется солнечное время для каждого из указанных в условии пунктов Например, для пункта А: 3ч.+80·4мин.=8ч. 20мин. и т.д 2. Искомый пункт определяется путём сравнения времени суток в указанных в условии пунктах
Элементы содержания верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) 1) ниже всего над горизонтом Солнце будет в пункте А 2) для определения полуденного меридиана используется вычисление (12 — 3) х 15° ИЛИ в этот момент на меридиане 135° в.д. полдень ИЛИ в ответе правильно вычисляется солнечное время для каждого из указанных в условии пунктов 3) пункт расположен дальше всего от полуденного меридиана ИЛИ искомый пункт определяется путём сравнения времени суток в указанных в условии пунктах
II. Задания на определение высоты Солнца над горизонтом в различных пунктах, не находящихся на одной параллели, и когда есть указание на день зимнего ( 22 декабря) или летнего(22 июня) солнцестояния
Чтобы выполнить задания по определению продолжительности дня (ночи) в связи с изменением угла наклона земной оси к плоскости орбиты, нужно проводить анализ предложенной в задании ситуации. Например, если территория находится в условиях большой продолжительности дня ( в июне в северном полушарии), то чем ближе территория находится к Полярному кругу, тем день длиннее, чем дальше — тем короче.
Задача №2. Определите, в каком из пунктов, обозначенных буквами на карте России, 20 июня Солнце позже всего по времени Гринвичского меридиана поднимется над горизонтом.
Алгоритм решения: Для выполнения подобных заданий, необходимо : 1. Вспоминаем особенности освещения Земли в день летнего солнцестояния; 2.Проводим анализ положения указанных в задании пунктов относительно полярного круга; делаем вывод о продолжительности дня. 3.Помним, что Земля движется против часовой стрелки, и чем восточнее находится пункт, тем раньше Солнце встанет над горизонтом.
Элементы содержания верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) 1) 20 июня – день, близкий к дню летнего солнцестояния северного полушария. 2) пункт В расположен южнее пункта А, значит солнце там встанет позже. пункт В расположен западнее пункта С, значит солнце там встает позже. позже всего над горизонтом Солнце поднимется в пункте В
Задача №3. Определите, на какой из параллелей: 20° с.ш., 10° с.ш., на экваторе, 10° ю.ш., или 20° ю.ш. – будет наблюдаться максимальная продолжительность дня в день, когда Земля находится на орбите в положении, показанном на рисунке цифрой 3? Свой ответ обоснуйте.
Элементы содержания верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) Анализируем положение Земли в точке 3. В точке 3 Земля находится в день зимнего солнцестояния — 22 декабря, в условиях большей продолжительности дня — Южное полушарие. 2. Максимальная продолжительность дня будет на широте 20 ю.ш., т.к. эта параллель занимает самое южное положение.
Задача №4. На какой из параллелей, обозначенных на рисунке буквами, 22 декабря продолжительность светового дня наименьшая? 1) А 2) В 3) С 4) D Свой ответ обоснуйте.
Элементы содержания верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла) 1) минимальная продолжительность дня будет на параллели А в этот день Солнце находится в зените над Южным тропиком ИЛИ это день летнего солнцестояния для Южного полушария 3) в этот день продолжительность дня с удалением от экватора возрастает в Южном полушарии и уменьшается — в Северном ИЛИ параллель А расположена в Северном полушарии дальше всего от экватора и поэтому продолжительность дня на ней минимальна
III. Задачи на определение координат объекта по положению солнца.
Для определения географической широты учитывается зависимость угла падения солнечных лучей от широты местности. В дни равноденствия ( 21марта и 23 сентября), когда лучи Солнца падают отвесно на экватор, для определения географической широты используется формула: 90º — угол падения солнечных лучей = широта местности ( северная или южная определяется по тени отбрасываемых объектами). В дни солнцестояний ( 22 июня и 22 декабря) необходимо учитывать, что лучи Солнца падают отвесно (под углом 90º) на тропик ( 23,5º с.ш. и 23,5º ю.ш.). Поэтому для определения широты местности в освещенном полушарии ( например, 22 июня в Северном полушарии) используется формула: 90º — угол падения солнечных лучей + 23,5º = широта местности Для определения широты местности в неосвещенном полушарии (например, 22 декабря в Северном полушарии) используется формула: 90º- угол падения солнечных лучей — 23,5º = широта местности
Например: Определите географическую широту места, если известно, что 22 июня полуденное Солнце стоит там над горизонтом на высоте 35º . Запишите расчеты. 90º — 35º-23,5º = 78,5 с.ш. Ответ. 78,5º с.ш.
Для определения меридиана ( географической долготы местности), на котором расположен пункт, по времени Гринвичского меридиана и местному солнечному времени, необходимо определить разницу во времени между ними.
Например: На Гринвичском меридиане полдень (12 часов), а местное солнечное время в указанном пункте 8 часов. Разница (12-8) составляет 4 часа. Протяженность одного часового пояса 15º. Для определения искомого меридиана проводится вычисление 4 х 15º = 60º. Чтобы определить полушарие, в котором находится данный меридиан, нужно помнить, что Земля вращается с запада на восток (против часовой стрелки). Значит, если время Гринвичского меридиана больше, чем в заданном пункте, пункт находится в Западном полушарии.
Задача №5 Определите географические координаты пункта, расположенного в США, если известно, что 21 марта в 17 часов по солнечному времени Гринвичского меридиана в этом пункте полдень и Солнце находится на высоте 50° над горизонтом. Ход ваших рассуждений запишите.
Алгоритм: 1. Для определения широты пункта используем формулу: 90º — угол падения солнечных лучей = широта местности ( северная или южная определяется по тени отбрасываемой объектами). 2. Для определения долготы используем формулу : (время Гринвичского меридиана — 12 час.)·15º т.к. меридиан в Западном полушарии.
Задача № 6. Определите географические координаты пункта, если известно, что в дни равноденствия полуденное Солнце стоит там над горизонтом на высоте 40º (тень от предмета падает на север), а местное время опережает время Гринвичского меридиана на 3 часа. Запишите свои расчеты и рассуждения.
Задача №7 Определите высоту солнца в день зимнего солнцестояния для г. Инты (66° с.ш). Характерно ли для нашего населенного пункта явление «полярной ночи»?
Номер материала: ДБ-049298
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Ростовская школа набрала 19 первых классов
Время чтения: 1 минута
Вузы в Москве перейдут на удаленку из-за ситуации с COVID-19
Время чтения: 1 минута
В российском регионе отменили выпускные вечера в школах из-за коронавируса
Время чтения: 1 минута
Итальянский учитель дал детям задание на лето и прославился
Время чтения: 4 минуты
Рособрнадзор: почти половина учителей не дотягивает до базового уровня подготовки
Время чтения: 2 минуты
В Петербурге начали штрафовать выпускников за шпаргалки
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Источник