Что зависит от высоты солнца

Высота солнца над горизонтом

Высота солнца над горизонтом изменяется непрерывно и последовательно в течение дня и зависит от времени года и географической широты места. Если исключить влияние на освещение состояния атмосферы (запыленность, насыщенность парами воды и т. д.), поглощающей и рассеивающей часть лучей, при прочих равных условиях от высоты солнца зависит: 1) общая интенсивность освещения; 2) контрасты между участками тела, освещенными прямым светом и затененными; 3) направление света к горизонтальной поверхности. К этому надо добавить, что с изменением высоты солнца над горизонтом изменяется спектральный состав света, следовательно, и фотографическая актиничность (см. раздел «Фотографическая техника»).

Интенсивность освещения и контрасты возрастают с увеличением высоты солнца. При безоблачном небе освещенность (горизонтальной поверхности) изменяется следующим образом:

По мере приближения солнца к зениту (при его высоте более 30°) контрастность освещения быстро увеличивается. Так, при высоте солнца 5° суммарная освещенность равна 4 тыс. люкс 1 , рассеянная в тени — 3 тыс. люкс. При высоте солнца 55° суммарная освещенность равна 85 тыс. люкс, рассеянная — 15 тыс. люкс. Следовательно, суммарная освещенность возрастает в 21,25 раза, а рассеянная (в тени) только в 5 раз. Отношение рассеянной освещенности к суммарной при высоте стояния солнца 5° составляет 1:1,33, а при высоте 55° — 1:5,66 (рис. 24).

1 ( Люкс — освещенность, получаемая от источника света силой в 1 международную свечу на плоскости, удаленной от этого источника на расстояние в 1 м и расположенной нормально к лучам)

Рис. 24. Кривые освещенности на солнце и в тени при разной высоте солнца

Большая контрастность освещения отрицательно влияет на правильность передачи рельефа тела животного (рельеф преувеличивается) и на проработку деталей в тенях; но это влияние можно ослабить соответствующими фототехническими средствами. Другим отрицательным фактором при высоком стоянии солнца является направление света. При высоте солнца более 40 — 45° распределение света и теней на теле животного крайне неблагоприятно для правильного показа его форм и рельефа: верхняя часть тела переосвещена, нижняя находится в глубокой тени.

Направление теней от выпуклых частей сверху вниз меняет характер рельефа. Получается типичный эффект освещения «верхним светом», как его называют фотографы.

Фотографирование животных при высоте стояния солнца более 40 — 45° ведет к неправильному изображению их внешнего вида и, следовательно, к искажению зоотехнического содержания снимков. Поэтому лучше воздерживаться от съемки животных, когда солнце находится выше 40 — 45°.

Для географической широты 55 — 56° (Витебск, Москва, Омск, Красноярск) период высокого стояния солнца (более 45°) начинается со второй половины апреля и продолжается до конца августа. Поэтому, чтобы получить зоотехнически правильные снимки на широте 55 — 56° в этот период, при ясной погоде и при переменной облачности, животных следует фотографировать до 10 и после 15 часов по среднему местному времени.

Для более южных широт период высокого стояния солнца начинается раньше по времени года и по времени дня и кончается позднее. Для северных широт, наоборот, начинается позднее и оканчивается раньше.

Высоту солнца над горизонтом можно приблизительно определить по длине теней, отбрасываемых освещенными предметами:

Снимать животных не следует, если тень от освещенного предмета равна его высоте или короче ее.

Источник

Высота солнца над горизонтом: изменение и измерение. Восход солнца в декабре

Жизнь на нашей планете зависит от количества солнечного света и тепла. Страшно представить даже на миг, что было бы, если бы на небе не было такой звезды, как Солнце. Каждая травинка, каждый листочек, каждый цветочек нуждается в тепле и свете, как люди в воздухе.

Угол падения лучей солнца равен высоте солнца над горизонтом

Количество солнечного света и тепла, которое поступает на земную поверхность, прямо пропорционально углу падения лучей. Солнечные лучи могут падать на Землю под углом от 0 до 90 градусов. Угол попадания лучей на землю разный, потому что наша планета имеет форму шара. Чем он больше, тем светлее и теплее.

Таким образом, если луч идёт под углом 0 градусов, он только скользит вдоль поверхности земли, не нагревая её. Такой угол падения бывает на Северном и Южном полюсах, за полярным кругом. Под прямым углом солнечные лучи падают на экватор и на поверхность между Южным и Северным Тропиком.

Если угол попадания солнечных лучей на землю прямой, это говорит о том, что солнце в зените.

Таким образом, угол падения лучей на поверхность земли и высота солнца над горизонтом равны между собой. Зависят они от географической широты. Чем ближе к нулевой широте, тем угол падения лучей ближе к 90 градусам, тем выше находится солнце над горизонтом, тем теплее и светлее.

Как солнце изменяет свою высоту над горизонтом

Высота солнца над горизонтом не является постоянной величиной. Напротив, она всегда изменяется. Причина этого кроется в непрерывном движении планеты Земля вокруг звезды Солнце, а также вращении планеты Земля вокруг собственной оси. В результате день сменяет ночь, а времена года друг друга.

Территория между тропиками получает больше всех тепла и света, здесь день и ночь практически равны друг другу по продолжительности, а солнце находится в зените 2 раза в год.

Поверхность за полярным кругом получает всех меньше тепла и света, здесь существуют такие понятия, как полярные день и ночь, которые длятся около полугода.

Дни осеннего и весеннего равноденствия

Выделены 4 основные астрологические даты, которые определяет высота солнца над горизонтом. 23 сентября и 21 марта – дни осеннего и весеннего равноденствия. Это означает, что высота солнца над горизонтом в сентябре и марте в эти дни 90 градусов.

Южное и Северное полушария освещаются солнцем одинаково, а долгота ночи равна долготе дня. Когда в Северном полушарии наступает астрологическая осень, то в Южном, наоборот, весна. То же самое можно сказать о зиме и лете. Если в Южном полушарии зима, то в Северном – лето.

Дни летнего и зимнего солнцестояния

22 июня и 22 декабря – дни летнего и зимнего солнцестояния. 22 декабря наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь в Северном полушарии, а зимнее солнце находится на самой низкой высоте над горизонтом за весь год.

Выше широты 66,5 градуса солнце находится под горизонтом и не восходит. Это явление, когда зимнее солнце не восходит на горизонт, называется полярной ночью. Самая короткая ночь бывает на широте 67 градусов и длится всего 2 суток, а самая длинная бывает на полюсах и длится 6 месяцев!

Декабрь является из всего года тем месяцем, когда в Северном полушарии самые длинные ночи. Люди в Центральной России просыпаются на работу в темноте и возвращаются тоже в темное время суток. Это тяжелый месяц для многих, так как нехватка солнечного света сказывается на физическом и моральном состоянии людей. По этой причине может даже развиться депрессия.

В Москве в 2016 г. восход солнца в декабре 1 числа будет в 08.33. При этом долгота дня составит 7 часов 29 минут. Заход солнца за горизонт будет очень рано, в 16.03. Ночь составит 16 часов 31 минуту. Таким образом, получается, что долгота ночи в 2 раза больше, чем долгота дня!

В этом году день зимнего солнцестояния – 21 декабря. Самый короткий день будет длиться ровно 7 часов. Затем 2 дня продержится такая же ситуация. И уже с 24 декабря день пойдёт на прибыль медленно, но верно.

В среднем в сутки будет прибавляться по одной минуте светлого времени. В конце месяца восход солнца в декабре будет ровно в 9 часов, что на 27 минут позже, чем 1-го декабря

22 июня – день летнего солнцестояния. Всё происходит с точностью до наоборот. За весь год именно в эту дату самый длинный день по продолжительности и самая короткая ночь. Это касаемо Северного полушария.

В Южном всё наоборот. С этим днём связаны интересные природные явления. За Полярным кругом наступает полярный день, солнце не заходит за горизонт на Северном полюсе 6 месяцев. В Санкт-Петербурге в июне начинаются загадочные белые ночи. Длятся они примерно с середины июня в течение двух-трёх недель.

Все эти 4 астрологические даты могут меняться на 1-2 дня, так как солнечный год не всегда совпадает с календарным годом. Также смещения происходят в високосные года.

Высота солнца над горизонтом и климатические условия

Солнце является одним из самых важных климатообразующих факторов. В зависимости от того, как изменялась высота солнца над горизонтом над конкретным участком земной поверхности, меняются климатические условия и времена года.

Например, на Крайнем Севере лучи солнца падают под очень маленьким углом и только лишь скользят вдоль поверхности земли, совсем не нагревая её. Под условием этого фактора климат здесь крайне суровый, присутствует вечная мерзлота, холодные зимы с леденящими ветрами и снегами.

Чем больше высота солнца над горизонтом, тем теплее климат. Например, на экваторе он необычайно жаркий, тропический. Сезонные колебания также в районе экватора практически не чувствуются, в этих районах вечное лето.

Измерение высоты солнца над горизонтом

Как говорится, всё гениальное – просто. Так и здесь. Прибор для измерения высоты солнца над горизонтом элементарно прост. Он представляет собой горизонтальную поверхность с шестом посередине длиной 1 метр. В солнечный день в полдень шест отбрасывает самую короткую тень. С помощью этой кратчайшей тени и проводятся расчёт и измерения. Нужно замерить угол между концом тени и отрезком, соединяющим конец шеста с концом тени. Эта величина угла и будет являться углом нахождения солнца над горизонтом. Этот прибор называется гномоном.

Гномон – это древний астрологический инструмент. Существуют и другие приборы для измерения высоты солнца над горизонтом, такие как секстант, квадрант, астролябия.

Источник

ЗАВИСИМОСТЬ ВЫСОТЫ СОЛНЦА ОТ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ШИРОТЫ

Поскольку широта местности не меняется, из изменений высоты Солнца следует, что меняется его склонение. Широту местности приближенно для данного населенного пункта можно определить по географической карте (для Ростова 47° 13″), тогда по измерениям высоты h можно найти, что летом максимальное удаление от небесного экватора составляет +23,5°, а в зимнее время равно -23,5°. Также можно установить, что на небесном экваторе Солнце находится 21 марта и 23 сентября (дни равноденствия), в эти дни склонение Солнца равно 0°.

Например, нужно определить максимальную и минимальную высоту подъёма Солнца над горизонтом для города Киева. Широта Киева: 50° 24″

H = 90° — 50,2° + 23,5° = 63,3° (в дни летнего солнцестояния);

H = 90° — 50,2° — 23,5° = 16,3° (в дни зимнего солнцестояния).

Bо время весеннего и осеннего равноденствий полуденная высота Солнца равна дополнению географической широты места до 90°, а во время зимнего и летнего солнцестояний она меньше или больше равноденственной на угол, равный наклонности эклиптики к экватору.

В дни равноденствий высота полуденного Солнца (φ0) над горизонтом для разных широт (φ1) определяется по формуле:
φ0 = 90° — φ1
Координаты Донецка: 48°00′32″ с. ш. 37°48′15″ в. д.
В г. Донецке 21 марта и 23 сентября в полдень Солнце находится на высоте:
φ0 = 90° — 48°= 42 °
Летом, когда Солнце находится над тропиком каждого полушария, высота его в полдень увеличивается на 23° 27′, т. е.
φ0 = 90° — φ1 + 23° 27′
φ0 = 90°- 48° +23° 27’= 65° 27′
В Донецке 21 июня высота Солнца равна 65°27′

Зимой, когда Солнце перемещается в противоположное полушарие, высота его соответственно уменьшается и достигает минимума в дни солнцестояния, когда ее следует уменьшить на 23°27′, т. е.
φ0 = 90° — φ1- 23° 27′
φ0 = 90°- 48° — 23° 27’= 18° 33′

В Донецке 22 декабря Солнце находится на высоте 18° 33′

Задача 31