Меню

Для измерения высоты солнца над горизонтом используют

Азимут и высота солнца над горизонтом

Вычисление азимута и высоты солнца над горизонтом по заданным координатам и времени наблюдения. Возможно как задание координат вручную, так и выбор значения из справочника городов.

Продолжаем тему, начатую статьей Восход и закат солнца.

На повестке дня вычисление азимута солнца и его высоты над горизонтом в любой момент времени в точке с заданными координатами. Азимут мы откладываем от севера по часовой стрелке.

Алгоритм расчета взят отсюда. Описал его какой-то хороший швед. Он старался как мог, но все равно для стороннего человека ничего не понятно. Например, я могу еще понять, как мы переходим от одной системы координат к другой, но понять, почему долгота перигелия солнца вычисляется как
, где d — количество дней от эпохи J2000 — это уже выше моих сил.

Видимо где-то далеко, в башне из слоновой кости, сидят астрономы, и все эти цифры рассчитывают, а потом все остальные смертные их используют. Может быть какой-нибудь астроном когда-нибудь расскажет о том, как это все происходит; пока же пришлось взять на веру все эти магические цифры и воплотить расчет в жизнь. Очевидно, так делает большинство.

Есть несколько книг, которые обычно рекомендуют людям на форумах, когда не хотят отвечать развернуто, типа, «смотри вон там», и я тоже приведу их здесь:

Jean Meeus. Astronomical algorithms
Peter Duffett-Smith. Practical Astronomy with your calculator.

Как и в случае калькуляторов для расчета времени восхода и захода солнца, ниже представлены два калькулятора — первый берет информацию о координатах и часовом поясе из справочника городов, т. е. остается только выбрать город и ввести время наблюдения; а второй позволяет задать координаты и часовой пояс «вручную». Информацию о городах могут добавлять в справочник зарегистрированные пользователи.

Отрицательная высота над горизонтом соответствует темному времени суток — солнце «под» горизонтом. Пересечение с горизонтом утром происходит примерно на азимуте 90 градусов, из чего можно сделать смелый вывод, что солнце восходит все-таки на востоке.

Paul Schlyter (это швед) утверждает, что ошибка в расчетах не превышает одной угловой минуты для дат в диапазоне 1900 – 2100.

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

Простейшее устройство для измерения высоты солнца

Всем привет. Время от времени люди спрашивают, как можно убедиться в тех или иных постулатах базовой астрономии. Например, вы им говорите «угловой размер диска солнца и угловая скорость его перемещения по небу неизменна в течение дня», они вас спрашивают «а как это можно узреть?», а вы им берёте и рассказываете об элементарной конструкции, доступной в изготовлении практически любому заинтересовавшемуся.

Читайте также:  Ярче солнца вид связи

Или например рассказываете вы об изолиниях солнца (1, 2), а человек парирует «а врёшь ты всё, солнце вообще почти в зените, а не на 60 градусах выше горизонта», ну или помягче: «всё замечательно, но как, собственно, измерить эту высоту?»

Обычно для таких целей люди предлагают поставить палку (гномон), измерить длину тени от неё и простыми вычислениями определить искомый угол, и теоретически они правы, но в реальности все эти измерения нужно делать с хорошей точностью (вертикально выставить гномон, горизонтально сориентировать площадку, на которую падает тень), чтобы суммарная погрешность составила менее 1 градуса. Несколько лет назад я помогал сыну делать работу (для школьной презентации), в которой измерялась траектория солнечной тени от небольшого столбика в течение дня (с отрисовкой на листе А4), и далее эта траектория анализировалась на предмет того, чтобы узнать координаты места проведения эксперимента. Отклонение по широте (это как раз компонента, отвечающая за высоту солнца) тогда составило от 0.5 до 1 градуса. Для школьной работы это конечно сгодилось, да и я помню про полуградусный угловой диаметр солнца, но у меня в голове засело — «надо найти способ измерения высоты солнца попроще и поточнее».

Сегодня я как раз хочу рассказать о таком способе, который проверил за последние недели. Установка делается буквально из подручного материала — коробка из-под бытовой техники, спица, лист А4. Схема установки выглядит следующим образом:

Не пугайтесь большому количеству букв — их я проставил для удобства дальнейшего описания. Всё на самом деле очень просто — нужно измерить угол между отвесом и направлением солнечной тени от спицы.

1) берём коробку с прямыми углами (параллелепипед);

2) протыкаем её спицей EF в точке G и затем во второй (задней) грани коробки так, чтобы спица была приблизительно перпендикулярна передней грани ABCD (на этой стадии суб-градусные точности необязательны, поскольку вклад отклонений в дальнейшие измерения будет пренебрежим);

3) вблизи точки прокола G вешаем на спицу отвес GH (в моём случае это была подручная флешка на нитке);

4) помечаем точку К напротив нитки, на произвольном расстоянии от G (отрезок KG при этом становится вертикальным);

5) поворотом коробки по азимуту (вокруг вертикальной оси, см. точку М) добиваемся совмещения солнца с плоскостью ABCD (при этом тень от спицы GL — на грани исчезновения);

6) на произвольном расстоянии от G отмечаем точку L, лежащую на видимой солнечной тени спицы, и тут же помечаем точное время (узнать можно например через андроид-приложение ClockSync);

7) замеряем штангенциркулем (погрешность 0.1-0.2 мм) все три стороны треугольника KGL;

8) чтобы не мучиться с каждым опытом, обсчитывая его в калькуляторе, вбиваем все три стороны треугольника в эксель и вспоминаем теорему косинусов, из которой искомый угол KGL (зенитное расстояние солнца) составляет (если положить KG=a, GL=b, KL=c) величину φ = arccos[(a^2+b^2-c^2)/(2ab)].

Далее мы можем сравнивать вычисленное значение φ с тем, которое ожидалось в соответствии с расчётом (по изолиниям из Google Earth, из планетария типа Stellarium, я скажем пользуюсь своей Day-night). Можно также сделать поправку r на рефракцию (z — зенитный угол, то есть 90 градусов минус высота солнца над горизонтом):

В моём случае погрешность метода (с учётом того, что стороны треугольника KGL лежали в пределах от 100 до 150 мм) по пяти измерениям в разное время и разные сутки не превысила 0.2 градуса (последовательные значения -0.08; -0.01; +0.15; +0.18; +0.08), что я считаю хорошим показателем, особенно если опять вспомнить про угловой размер диска солнца.

Вот как выглядел один из «измерительных» листков:

Надо сказать, что он не так уж помят, как выглядит. ) Просто при освещении в створ все неровности утрируются.

Итак, основная мысль, которой я хотел поделиться — я даже немного удивился, что таким простым способом можно добиться столь неплохой точности измерения высоты нашего светила (в два с лишним раза меньше его характерного углового размера).

К слову, с учётом скорости уменьшения высоты солнца в вечернее время в средних широтах (0.1-0.2 градуса в минуту) подобное измерение можно использовать и в обратную сторону — измерить время (если заранее сделать расчёт на этот день) с точностью 1-2 минуты.

Читайте также:  Образы солнца огня стравинского

Источник

Древнейший астрономический инструмент, состоящий из вертикального стержня на горизонтальной площадке и служащий для определения высоты солнца над горизонтом, направления полуденной линии в данном месте и т. п, 6 букв, 6 буква «Н», сканворд

Слово из 6 букв, первая буква — «Г», вторая буква — «Н», третья буква — «О», четвертая буква — «М», пятая буква — «О», шестая буква — «Н», слово на букву «Г», последняя «Н». Если Вы не знаете слово из кроссворда или сканворда, то наш сайт поможет Вам найти самые сложные и незнакомые слова.

Отгадайте загадку:

Вот по небу мчится конь — Из-под копыт летит огонь. Конь копытом бьёт могучим И раскалывает тучи. Так он тяжело бежит, Что внизу земля дрожит. Показать ответ>>

Вот серебряный лужок, Не видать барашка, Не мычит на нём бычок, Не цветёт ромашка. Наш лужок зимой хорош, А весною не найдёшь. Показать ответ>>

Вот сидят девчонки — Чёрные глазёнки, Будто на скамеечках, На пяти линеечках. Показать ответ>>

Другие значения этого слова:

Случайная загадка:

У семерых братьев по сестре. Сколько всего сестёр?

Случайный анекдот:

Взлет космического корабля многоразового использования «Челленджер» был встречен огнем салюта. Станция «Салют» продолжает полет в автоматическом режиме.

Знаете ли Вы?

Объятия в раннем детстве делают нас способными любить. Дети, выросшие до 7 лет без объятий, могут оказаться неспособными любить других. Из них, как правило, вырастают психопаты, социопаты, т. е. люди, находящиеся в разладе с обществом и склонные к антиобщественным поступкам, а также патологически неприспособленные к жизни.

Сканворды, кроссворды, судоку, кейворды онлайн

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.

Читайте также:  За солнцем есть планета неизвестная планета

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

Adblock
detector