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
Ориентирование по часам и солнцу
Если человек заблудился в лесу, вряд ли у него с собой окажется компас или другие навигационные приборы, по которым можно, хотя бы приблизительно определить направление сторон света. В этом случае отчаиваться не стоит. Существует возможность определения местоположения с помощью подручных предметов. К примеру, по часам и Солнцу.
Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов
Определение сторон горизонта по солнцу возможно следующими способами:
- По восходу и закату. В любой точке Земли солнце идет с востока на запад, т.е. оно появляется из-за горизонта в восточной части, а уходит за горизонт в западной части. Эти показатели могут на несколько градусов отклоняться к северу и югу.
- Ровно в полдень дневное светило находится в южной части небосвода.
- За 60 минут солнце проходит по небесной сфере около 15 о . Заметив место восхода, и контролируя, сколько прошло времени с этого момента, человек имеет возможность использовать небесное светило как хороший компас.
Найдя способ определить направление одной из сторон света, человек может без труда найти направление на остальные три. Напротив севера находится юг, слева восток, а справа запад.
С помощью часов нахождение сторон света становится более легким и удобным. Для этого существует несколько способов.
По ключевым точкам
Определение сторон света по ключевым точкам – самый простой для большинства людей способ ориентирования по дневному светилу. Особенно часто он используется теми, кто заблудился, гуляя по лесу. Около 6 часов утра солнце находится на востоке, а около 18 часов на западе. Эти показатели в некоторых случаях могут отличаться на несколько часов. Все зависит от времени года.
С полуднем дело обстоит сложнее. Здесь все зависит от широты, где человек определяет свое местоположение. Если это средние и высокие широты северного полушария – солнце в 12 часов дня будет на юге. Если те же широты, но южного полушария, светило укажет на северную часть горизонта.
На экваторе этот способ вообще лучше не использовать. Здесь к сложностям с широтой прибавляются еще и проблемы с долготой. Солнце может оказаться и как в северной части горизонта, так южной, либо же вовсе над наблюдателем.
Основным недостатком этого метода является то, что пользоваться им можно лишь трижды за сутки. Туристы используют его, когда определение своего местоположения другими методами невозможно.
По механическим часам
Наручные часы со стрелками нередко используют для определения сторон света по солнцу. Важно лишь правильным образом расположить циферблат. Делается это так:
- Часы берутся ладонью.
- Часовая стрелка направляется к солнцу.
- Замечается биссектриса между стрелкой и цифрой 12.
Биссектриса при этом будет указывать юг. До полудня это направление будет с правой стороны от солнца, а после 12 часов с левой.
С использованием спички
Способ определения сторон света по часам с использованием дополнительных предметов напоминает предыдущий. Только часовая стрелка направляется к солнцу не визуально, а с помощью спички.
Часы берутся ладонью. В их верхней плоскости вертикально ставится спичка. Падающая от нее тень совмещается часовой стрелкой. Это и будет направление. Далее высчитывается середина угла между ней и цифрой 12, которую также можно найти при помощи спички или другого отвеса.
По часам без цифр
В наше время все большую популярность приобретают электронные часы. Классического циферблата со стрелками и делениями, расположенными на окружности здесь нет.
Однако таким механизмом также можно определить стороны света указанными выше способами. Для этого необходимо нарисовать цифры на положенных местах или вообразить их.
Результаты такого определения лучше проверять несколько раз, особенно если цифры были нарисованы воображением человека.
Не следует забывать, что результаты этого и ему подобных измерений могут быть неточными из-за одной простой причины, а именно значение истинного полудня. Этот показатель может кардинально отличаться. Все зависит от конкретного региона.
Определить, когда солнце достигло зенита можно по самой короткой тени от вертикально стоящих объектов. Если этим пренебречь, то определяя стороны света можно ошибиться до 30 – 45 о .
По пройденному солнцем пути
Зная угловую скорость движения солнца по небесному своду, также можно определить направление различных сторон света.
Способ актуален для Северного полушария, где дневное светило, достигнув зенита, находится в южной части горизонта. Человек должен высчитать, сколько времени прошло или осталось до полудня. Зная, что солнце за 60 минут смещается около 15 о , можно определить, в направлении какой стороны света оно находится на данный момент.
Пример. Местное время 17:00. С полудня прошло 5 часа. Т.е. 4 часа назад солнце перешло из юго-восточной части небосвода к юго-западной. Определяем, насколько успело сместиться светило относительно чистого юга. Для этого умножаем 5 часов на 15 о . Получается 75 о . Именно на таком расстоянии будет юг относительно положения солнца на данный момент времени.
С небольшими корректировками этот метод можно использовать для ориентирования на местности как в северном полушарии, так в южном. Разница будет лишь в стороне света, где находится солнце, достигнув зенита.
Ориентирование при помощи часов и солнца, один из самых простых и доступных для среднестатистического человека методов для определения сторон света при экстремальных условиях. Он не требует специальной подготовки, достаточно лишь запомнить, в каких точках дневное светило находится во время восхода, зенита и заката. Важно лишь, чтобы день был солнечный.
Ориентирование по Луне и часам
Как ориентироваться по солнцу теперь понятно, но что если определить направление движения необходимо не днем, а ночью. В этом случае можно использовать единственный космический спутник Земли. Делается это так:
- луна визуально делится 12-ю равными отрезками;
- производится подсчет того, сколько чисел занимает освещенная часть диска;
- замечается текущее время;
- при растущей фазе Луны (рожки месяца направлены влево), текущее время прибавляется к тому числу, которое занимает освещенная часть Луны, а при убывающей (рожки месяца смотрят вправо) – вычитается, тем самым определяется положение спутника при полной фазе, когда он параллелен Солнцу;
- полученное число замечается циферблатом часов и направляется к спутнику;
- зимой юг будет одним делением выше полученного числа, а летом двумя.
Есть еще один способ ориентации по Луне и часам:
- диск спутника делится на 6 частей;
- подсчитывается количество отрезков, которые занимает освещенная часть;
- берутся часы;
- цифра 12 направляется к спутнику;
- если Луна растет, от 12 отнимается число, равное количеству отрезков, на которые приходились освещенные части;
- если Луна стареет, к 12 прибавляется число; равное количеству отрезков, на которые приходится освещенная часть;
- результат покажет южное направление.
Ориентирование по Луне не менее результативно, чем с использованием Солнца. Лунным способом человек также может воспользоваться, если ему при экстремальной ситуации потребуется определить направление.
Комбинирование ориентации по солнцу и луне поможет человеку в любое время дня и ночи определить направление сторон света. При экстремальных ситуациях это позволит передвигаться практически круглосуточно. Единственным недостатком обоих методов является то, что при пасмурной или туманной погоде сориентироваться по небесным светилам не получится.
Удалось узнать что-то новое? 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