Движение по солнцу что значит

Видимое годовое движение солнца на небесной сфере

Истинное движение Земли — Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере — Небесный экватор и плоскость эклиптики — Экваториальные координаты Солнца в течение года

Истинное движение Земли

Чтобы понять принцип видимого движения Солнца и других светил на небесной сфере, рассмотрим сперва истинное движение Земли. Земля является одной из планет солнечной системы. Она непрерывно вращается вокруг своей оси.

Период вращения ее равен одним суткам, поэтому наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что все небесные светила обращаются вокруг Земли с востока на запад с тем же периодом.

Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты

Но Земля не только вращается вокруг своей оси, но и обращается также вокруг Солнца по эллиптической орбите. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за один год. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33′. Положение оси в пространстве при движении Земли вокруг Солнца все время остается почти неизменным. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, в результате чего на Земле происходит смена времен года.

При наблюдении неба можно заметить, что звезды на протяжении многих лет неизменно сохраняют свое вза­имное расположение.

Звезды “неподвижны” лишь потому, что находятся очень далеко от нас. Расстояние до них так велико, что с любой точки земной орбиты они видны одинаково.

А вот тела же солнечной системы — Солнце, Луна и планеты, которые нахо­дятся сравнительно недалеко от Земли, и смену их положений мы можем легко заметить. Таким образом, Солнце наравне со всеми светила­ми участвует в суточном движении и одновременно имеет собст­венное видимое движение (оно называется годовым движением), обусловленное движением Земли вокруг Солнца.

Представьте себе картину — Луна взяла и исчезла с орбиты Земли. Чем нам может грозить такой поворот событий? Подробнее об этом

Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере

Наиболее просто годовое движение Солнца можно объяснить по рисунку приведенному ниже. Из этого ри­сунка видно, что в зависимости от положения Земли на орбите наблюдатель с Земли будет видеть Солнце на фоне разных со­звездий. Ему будет казаться, что оно все время перемещается по небесной сфере. Это движение является отражением обращения Земли вокруг Солнца. За год Солнце сделает полный оборот.

Что представляет собой эклиптика

Большой круг на небесной сфере, по которому происходит ви­димое годовое движение Солнца, называется эклиптикой. Эклиптика — слово греческое и в переводе означает затмение. Этот круг назвали так потому, что затмения Солнца и Луны про­исходят только тогда, когда оба светила находятся на этом круге.

Следует отметить, что плоскость эклиптики совпадает с плос­костью орбиты Земли.

Видимое годовое движение Солнца по эк­липтике происходит в том же направлении, в котором Земля движется по орбите вокруг Солнца, т. е. оно перемещается к востоку. В течение года Солнце последовательно проходит по эк­липтике 12 созвездий, которые образуют пояс Зодиака и называются зодиакальными.

Пояс Зодиака образуют следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Ко­зерог и Водолей. Вследствие того, что плоскость земного экватора наклоне­на к плоскости орбиты Земли на 23°27 ‘ , плоскость небесного эк­ватора также наклонена к плоскости эклиптики на угол е=23°27′.

Наклон эклиптики к экватору не сохраняется постоян­ным (вследствие воздействия на Землю сил притяжения Солнца и Луны), поэтому в 1896 г. при утверждении астрономических постоянных ре­шено было наклон эклиптики к экватору считать усредненно равным 23°27’8″,26.

Небесный экватор и плоскость эклиптики

Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках, которые называются точками весеннего и осеннего равноденствий. Точку весеннего равноденствия принято обозначать знаком созвездия Овен Т, а точку осеннего равноденствия — знаком созвездия Весов —. Солнце в этих точках соответственно бывает 21 марта и 23 сентября. В эти дни на Земле день равен ночи, Солнце точно восходит в точке восто­ка и заходит в точке запада.

Точки весеннего и осеннего равноденствия – места пересечения экватора и плоскости эклиптики

Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствий на 90°, называются точками солнцестояний. Точка Е на эклип­тике, в которой Солнце занимает самое высокое положение отно­сительно небесного экватора, называется точкой летнего солнцестояния, а точка Е’, в которой оно занимает самое низкое поло­жение, называется точкой зимнего солнцестояния.

В точке летне­го солнцестояния Солнце бывает 22 июня, а в точке зимнего солнцестояния — 22 декабря. В течение нескольких дней, близ­ких к датам солнцестояний, полуденная высота Солнца остается почти неизменной, в связи с чем эти точки и получили такое на­звание. Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния день в Северном полушарии самый длинный, а ночь самая корот­кая, а когда оно находится в точке зимнего солнцестояния — на­оборот.

В день летнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца максимально удалены к северу от точек востока и запада на го­ризонте, а в день зимнего солнцестояния они имеют наибольшее удаление к югу.

Движение Солнца по эклиптике приводит к непрерывному из­менению его экваториальных координат, ежедневному изменению полуденной высоты и перемещению по горизонту точек восхода и захода.

Известно, что склонение Солнца отсчитывается от плоскости небесного экватора, а прямое восхождение — от точки весеннего равноденствия. Поэтому когда Солнце находится в точке весен­него равноденствия, его склонение и прямое восхождение равны нулю. В течение года склонение Солнца в настоящий период из­меняется от +23°26′ до —23°26′, переходя два раза в год через нуль, а прямое восхождение от 0 до 360°.

Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов? Давайте разберемся! Подробнее об этом

Экваториальные координаты Солнца в течение года

Экваториальные координаты Солнца в течение года изменя­ются неравномерно. Происходит это вследствие неравномерности движения Солнца по эклиптике и движения Солнца по эклиптике и наклона эклиптики к экватору. Половину своего видимого годо­вого пути Солнце проходит за 186 суток с 21 марта по 23 сентяб­ря, а вторую половину за 179 суток с 23 сентября по 21 марта.

Неравномерность движения Сол­нца по эклиптике связана с тем, что Земля на протяжении всего периода обращения вокруг Солнца движется по орбите не с оди­наковой скоростью. Солнце находится в одном из фокусов эллип­тической орбиты Земли.

движение Земли по орбите

Из второго закона Кеплера известно, что линия, соединяющая Солнце и планету, за равные промежутки времени описывает равные площади. Согласно этому закону Земля, находясь ближе всего к Солнцу, т. е. в перигелии, движется быстрее, а находясь дальше всего от Солнца, т. е. в афелии — медленнее.

Ближе к Солнцу Земля бывает зимой, а летом — дальше. Поэтому в зим­ние дни она движется по орбите быстрее, чем в летние. Вследст­вие этого суточное изменение прямого восхождения Солнца в день зимнего солнцестояния равно 1°07′, тогда как в день летнего солнцестояния оно равно только 1°02′.

Различие скоростей движения Земли в каждой точке орбиты вызывает неравномерность изменения не только прямого восхож­дения, но и склонения Солнца. Однако за счет наклона эк­липтики к экватору его изменение имеет другой характер. Наиболее быстро склонение Солнца изменяется вблизи точек равноденствия, а у точек солнцестояния оно почти не из­меняется.

Знание характера изменения экваториальных координат Солн­ца позволяет производить приближенный расчет прямого восхож­дения и склонения Солнца.

Для выполнения такого расчета бе­рут ближайшую дату с известными экваториальными координа­тами Солнца. Затем учитывают, что прямое восхождение Солнца за сутки изменяется в среднем на 1°, а склонение Солнца в тече­ние месяца до и после прохождения точек равноденствия изме­няется на 0,4° в сутки; в течение месяца перед солнцестояниями и после них — на 0,1° в сутки, а в течение промежуточных меся­цев между указанными — на 0,3°.

Источник

Как ориентироваться в лесу по солнцу

С давних времен Солнце помогало путешественникам определять стороны света, найти верный путь и не заблудиться. На сегодняшний день в случае отсутствия или поломки навигационных устройств, небесные светила также помогают людям ориентироваться в незнакомой местности, в том числе и в лесу. В светлое время основным ориентиром является Солнце, благодаря которому можно выбраться из леса и даже спастись.

Способы ориентирования по Солнцу

Существует множество методов, которые позволяют ориентироваться по Солнцу. Основываясь на положении стрелки часов или тени от гномона, а также просто наблюдая за движением светила на горизонте, можно выстроить маршрут дальнейшего пути. В некоторых случаях такой навык может пригодиться не только для достижения определённого объекта на местности, но и для спасения собственной жизни.

При этом существуют некоторые особенности ориентирования, основанные на различном положении звезды в зависимости от времени года и даже от места нахождения наблюдателя.

Восход Солнца точно на востоке, а его закат точно на западе, происходят весной и осенью в дни равноденствия, а именно 21 марта и 23 сентября. В остальные дни положение звезды смещается к северу или югу в зависимости от времени года.

После дня весеннего равноденствия по мере приближения планеты к солнечной звезде восход с каждым днем становится всё ближе к северу. 21 июня, когда фиксируется летнее солнцестояние, можно точно определить, что светило начинает свой путь на северо-востоке, а заходит на северо-западе. Далее движение небесного светила приближается к югу, и в день зимнего солнцестояния (22 декабря) на восходе отмечается юго-восток, на закате — юго-запад.

Эти расчеты относятся именно к Северному полушарию. Если необходимы данные о положении Солнца относительно Южного полушария, то они полностью противоположны.

Ориентирование по ключевым моментам времени

Такой метод ориентирования с помощью Солнца заключается в том, что в конкретное время суток оно находится в определенной точке. В 6 часов утра светило приближено к востоку, и, наоборот, в 6 часов вечера — к западу.

Еще одним ключевым моментом времени является 12 часов дня, так как в это время солнечный ориентир находится над истинным меридианом, а именно пересекает линию север-юг. Если приходится ориентироваться на Северном или Южном полюсах, когда длится полярный день, то в 12 часов ночи оно также пересекает данное направление.

Метод, основанный на ключевых моментах времени, позволяет примерно определить стороны света и выстроить маршрут выхода из леса. Для этого только нужно знать текущее время.

Во время заката нужно повернуться вперед по направлению к Солнцу, это и будет западное направление. Тогда с правой стороны находится север, соответственно, с левой стороны — юг, а сзади окажется восток.

По механическим часам и Солнцу

Принцип такого метода заключается в том, что Солнце перемещается по небу слева направо в два раза медленней движения часовой стрелки. Поэтому при наличии механических часов, которые указывают местное время, и наблюдая за положением небесного светила, возможно вычислить направление на юг. После того, как становится известно одну сторону, определяются остальные.

Данное правило действует только в широтах высокого уровня. При поиске сторон света с помощью часов в низких и средних широтах возникают большие погрешности из-за неравномерной проекции звезды. Поэтому если турист заблудился в лесах этой зоны, то ориентировка по часам и Солнцу может только усугубить ситуацию.

Реализация этого метода позволит определить северо-южное направление. Для этого нужно сделать следующее:

1. Горизонтально расположить имеющиеся механические часы циферблатом вверх.
2. Направить стрелку, обозначающую часы, в сторону небесного светила.
3. Мысленно представить угол между цифрой «12» на циферблате и этой стрелкой.
4. Поделить полученный угол на две ровные части прямой линией, которая и будет указывать на юг.

Чтобы удобно и точно провести расчеты, нужно запомнить:

• если ориентирование проводится в 6 часов утра, то биссектриса должна быть проведена на деление, равное «9»;
• если часы показывают 6 часов, но время вечернее, то биссектрису направляют на цифру «3».

Обратите внимание! Данный порядок применяется только в Северном полушарии, так как движение Солнца в этой местности происходит слева направо. В противоположном полушарии действуют другие условия.

По часам без цифр

Метод ориентировки по стрелкам часов является очень распространённым. И не стоит подаваться панике, если в наличии часы без циферблата. С помощью них также можно определить стороны света и выйти на определённый объект.

Электронные часы используют также. В этом случае недостаточно знать время, необходимо изобразить круглый циферблат, также основываясь на текущем положении солнечного ориентира.

В 7 часов утра Солнце расположено на востоке, далее в 13 часов — на юге, и в завершении своего оборота ближе к 19 часам указывает западное направление. Зная ключевые моменты положения звезды, появляется возможность рассчитать промежуточные направления.

По Солнцу и известному времени

Данный метод является новым, поэтому ещё не получил распространения у ориентировщиков. Однако его применение позволяет точно выстроить дальнейший маршрут, имея при себе только часы. При этом можно пользоваться как механическими часами со стрелками, так и электронными.

Метод основан на знании того, что скорость движения небесного светила вдоль горизонта составляет 15 градусов в час. Также для осуществления этого способа нужно знать, где будет находиться звезда через каждые 6 часов, а именно в 6, 12, 18 и 24 часа.

Ориентация по Солнцу и известному времени проходит следующим образом:

1. Рассчитывается время, которое осталось до наступления 12 часов дня или, наоборот, продлилось после полудня. Это время считается ключевым, так как Солнце в зените пересекает меридиан.
2. После получения информации о времени и положении звезды, вычисляется угол относительно линии, указывающей север-юг.
3. В утреннее время полученный угол откладывается по ходу движения солнечного ориентира. При этом наблюдатель должен стоять слева от него, тогда впереди окажется север, а сзади — юг.
4. После полудня угол подставляется в противоположную сторону, но наблюдатель должен стоять правее от Солнца.

Описанный способ является неудобным для ориентирования в зонах тропических лесов, а также на экваторе. В этих регионах подобные расчеты будут иметь большие погрешности, поэтому лучше воспользоваться другими способами определения сторон, например, с помощью гномона.

По самой короткой тени от гномона

Гномон считается одним из древнейших изобретений, который позволял по исходящей от него тени определить как северо-южное направление, так и высоту Солнца. Гномоном может быть любой единичный вертикальный предмет (столб или колонна), расположенный на ровной открытой поверхности.

Кроме этого, гномон является основной составляющей солнечных часов, которые устанавливаются строго по сторонам света. Еще с древних времен такие часы давали возможность точно узнавать время по тени.

Часто в качестве гномона выбирают длинный объект, что способствует более точным измерениям, так как хорошо видна разница в изменениях тени в длину. Но, с другой стороны, чем длиннее отбрасываемая тень, тем ниже ее четкость. Именно поэтому верхнюю часть гномона делают заостренной.

Пользуясь гномоном, нужно запомнить несколько фактов, которые позволят провести более точные расчеты:

1. Тень от прибора движется с запада на восток, то есть противоположно движению солнечной звезды.
2. Появление наикратчайшей тени говорит о наступлении астрономического полдня, а самые длинные тени появляются во время восхода и захода солнечного ориентира.
3. Самая короткая тень отмечается, когда Солнце достигает зенита. В этот же момент солнечный ориентир достигает линии истинного меридиана.
4. Тень от гномона быстрее изменяется в начале и конце пути Солнца. В середине дня тень движется с минимальной скоростью, что может помочь в измерениях.

Важно! Ориентирование с помощью гномона проводится в ясную солнечную погоду. Когда наблюдатель зафиксирует самую короткую тень от прибора, то узнает направление на север. В случае с Южным полушарием тень будет нацелена на юг.

Благодаря этому способу можно определить не только наступление полдня без использования часов, но и стороны света, а, соответственно, составить дальнейший маршрут.

По гипотенузе двух теней одинаковой длины

Более точные расчеты могут получиться благодаря способу по гипотенузе двух теней. При этом рекомендуется начинать измерения сразу после рассвета, когда длина тени от гномона изменяется достаточно быстро.

Ориентация в пространстве и определение истинного меридиана в этом случае основывается на том, что траектория небесного светила от востока до северо-южного направления совпадает с траекторией от запада до этой же точки. Для осуществления вычислений по этому методу, необходимо выполнить следующее:

1. В любой момент времени до полудня зафиксировать конец отбрасываемой от гномона тени, а также запомнить её длину. Первая точка означает направление на запад.
2. Далее нужно дождаться, когда тень приобретёт такую же длину вечером и проставить отметку, которая указывает восточное направление.
3. Точки, обозначающей восток и запад, соединяются прямой линией.
4. Через центр данной линии проводится биссектриса в сторону гномона, которая нацелена на юг. Тогда с противоположной стороны окажется север.

Несмотря на большую точность этого способа, у него есть также и два основных недостатка. Во-первых, требуется много времени, чтобы полностью провести ориентирование. Во-вторых, на проведение измерений влияют погодные условия. Если первую отметку удастся поставить благодаря солнечному утру, то даже небольшая облачность может помешать дальнейшим измерениям.

По конечным точкам двух теней

Основной принцип при использовании этого метода заключается в том, что движение Солнца по небесной сфере происходит с востока на запад, а тень от гномона движется ровно противоположно. Поэтому если поставить две отметки, обозначающие конец тени, с небольшим временным промежутком, например, 20 минут, то луч, проведенный через эти две отметки, будет обозначать направление запад-восток.

По сравнению с предыдущими двумя методами ориентирования по Солнцу и тени, в этом случае потребуется небольшое количество времени, чтобы определить географические стороны света. Но здесь также есть и минусы. Наиболее точные расчеты могут получиться только в дни весеннего и осеннего равноденствий. В другое время из проведенных вычислений выходят большие погрешности.

По положению Солнца

К сожалению, иногда возникают ситуации, когда одинокий путешественник или группа туристов теряются в незнакомом пространстве, при этом, не имея при себе компаса, карты или не зная аварийного азимута. Особенно легко заблудиться в лесу.

В этом случае перед человеком стоит задача выбрать четкое прямое направление дальнейшего пути, а не блуждать зигзагами. Поможет способ, который описывает, как ориентироваться в лесу, наблюдая за положением Солнца. Так можно быстро добраться до значимого ориентира, например, шоссе или реки, а значит, выйти на людную местность.

Есть алгоритм, по которому осуществляется ориентирование по положению Солнца:

• для начала необходимо вычислить азимут относительно солнечного ориентир;
• найти далеко находящийся ориентир, расположенный в направлении движения человека, и переместиться к нему;
• затем по ранее проведённым расчетам дойти до объекта, который определён в качестве следующего ориентира;
• следует продолжать передвижение от одного ориентира к другому до момента достижения заблудившимся знакомой или жилой местности.

Совет! Здесь нужно запомнить, что угол вычисляется относительно проекции светящийся звезды, если она расположена перед наблюдателем, с левой или справой стороны. Однако в случае, когда звезда расположена за спиной наблюдателя, то азимут должен находиться относительно тени, исходящей от него.

Определение координат по Солнцу

Заблудившись в незнакомой местности дикой природы, важно использовать любые известные методы определения сторон свет и координат. Отсутствие карты или компаса затрудняет ситуацию. Однако есть возможность примерно определить координаты своего местонахождения с помощью Солнца.

Определение широты происходит по тени от гномона. Кроме него должны быть подготовлены часы и настроены по Гринвичу: от текущего местного времени вычитается установленное значение времени для региона, в котором происходит ориентирование. Оно может быть со знаком «+» или «-».

Для этого необходимо пройти следующие этапы:

1. В первую очередь находится истинный меридиан по наименьшей тени.
2. Нужно запомнить время пересечения тени линии истинного меридиана по настроенным часам.
3. Далее проводятся вычисления с помощью специальной таблицы, в которой указаны поправки времени нахождения звезды в зените. Из 12 вычитается указанное в таблице время в конкретный день.
4. Высчитывается разница между временем, полученным из 2 пункта, и значением, которое получилось из 3 пункта.
5. Затем определенная разница делиться на 15 градусов в час, то есть на скорость перемещения Солнца по небу. Таким образом, будет найдена долгота.
6. На последнем этапе остается только уточнить, на какой долготе осуществляются расчеты. Если солнечный ориентир оказался в зените до времени, посчитанного по 3 пункту, значит долгота восточная.

Солнечное ориентирование в пасмурную погоду

Ориентация по Солнцу возможна не только в ясную погоду. Даже если небесное светило закрыто облаками, то есть возможность понаблюдать за тенью, которую отбрасывают окружающие объекты.

Как ориентироваться в этом случае:

• необходимо найти длинную тонкую палку и воткнуть ее в землю так, чтобы не было видно тени от неё. Это означает, что ориентир находится ровно над её верхушкой;
• с течением времени будет видна тень. Тогда нужно делать отметки или выкладывать камни на места, где находился конец палки;
• соединив отметки, получится линия, нацеленная на восток и запад;
• чтобы найти северо-южное направление, следует провести перпендикуляр относительно готовой линии.

Возможные трудности

В зависимости от различных обстоятельств путешественник может сталкиваться с некоторыми трудностями при ориентировании по небесному светилу:

1. Небо закрыто густыми и черными тучами. Иногда всё же можно увидеть солнечный ориентир, но погрешность в измерениях увеличится.
2. Ориентирование проводится в дни летнего и зимнего солнцестояния в крайних широтах планеты на севере или юге. В этом случае Солнце либо практически не садиться, либо практически не встает.
3. Движение небесного светила в Южном полушарии. При расчетах нужно учитывать, что Солнце движется против часовой стрелки.

Ориентирование по Солнцу является надежным способом определения местонахождения в лесу и в другой незнакомой местности. В случае, когда у заблудившегося туриста не оказалось навигационных приборов и карты, благодаря небесному светилу можно составить наиболее точное направление дальнейшего движения.

Узнали что-то новое после прочтения статьи? Поделитесь этим в комментариях!

Видео по теме

Автор статей, эксперт по выживанию и чрезвычайным ситуациям. Имею опыт работы в структурах МЧС. Люблю путешествия с палатками.

Источник