Расчет восхода и захода Солнца, сумерек

Восходом или заходом любого светила считается момент пересечения его верхним краем математического горизонта наблюдателя. При этом величина атмосферной рефракции на горизонте принимается равной 35′.

Здесь приводится программа для расчета восхода и захода Солнца и сумерек . Тестирование для определения точности такого расчета нами не проводилось. Однако вы можете провести его самостоятельно.
Известно, что данный расчет можно произвести, зайдя на сервер Военно-морской обсерватории США, находящийся по адресу, который вы сможете найти в Интернете.
Зайдя на данный сервер, выберите там графу меню «Complete Sun and Moon Data for one Day» (Полные данные для Солнца и Луны на один день) и в ней форму B — «Lokations Worldwide» . Затем заполните форму своими данными (дата, город, часовой пояс, координаты — широту и долготу, помня о том, что мы находимся в северном и восточном полушарии, то есть не перепутайте наименование широты и особенно долготы) .
Затем, нажав на кнопочку «Get Data» (получить данные) , вы получите нужные вам данные о восходе и заходе Солнца и сумерках.

Координаты своего города вы можете получить в Интернете, перейдя по ссылке на сайт, который предоставляет такие данные. Ссылка находится на табличке ниже (смотрите «Поиск широты и долготы» ).
На нашем сайте можете скачать компьютерную обучающую программку «Корабельные склянки» , где есть координаты более 70 городов России.

С сентября 2010 года здесь, в «Кубрике», вы можете перейти на страничку «Определение географических координат городов мира» и найти свой город, после чего вам останется только записать координаты. На страничке приведено более 2000 городов и поселков.

При открытии этой странички в таблице сразу показываются текущие время и дата, широта и долгота Калининграда, Россия.

С 4 октября 2010 года вы можете скачать для себя программу «Расчет восхода и захода Солнца» версии 1.0.0. Все замечания по работе программы прошу направлять на сайт или лично мне по указанным в программе моим координатам. Ваши замечания помогут устранить ошибки, которые я, возможно, не заметил при отладке программы.

Русская версия, дизайн и комментарии к сумеркам Янковского А.М.

Источник

Как рассчитывается время восхода солнца

На данной странице сайта Вы можете легко расчитать время восхода, захода Солнца и сумерек на сегодня и на любой день.

Часть суток после захода Солнца называется вечерними сумерками, а перед его восходом — утренними.

Вечерние сумерки начинаются в момент захода Солнца и продолжаются до тех пор, пока высота центра диска Солнца не станет равной -7°. Утренние гражданские сумерки начинаются перед восходом Солнца, когда высота его центра равна -7°, и кончаются в момент восхода Солнца.

Астрономические же сумерки отличаются от гражданских тем, что за их начало или конец принимается тот момент, когда высота центра Солнца равна -18°. Они длинее гражданских. Визуально вечернии гражданские сумерки кончаются, когда на небе появляются первые яркие звезды. Вечерние астрономические сумерки заканчиваются, когда наступает ночь и на небе появляются слабые звезды.

Летом, когда Солнце опускается неглубоко под горизонт, гражданские сумерки могут длиться от захода до восхода Солнца севернее географической широты 59°5, а астрономические севернее географической широты 48°5.

Основные определения

1. Высота Солнца в точке расположения поверхности — угол между направлением на Солнце и горизонтальной плоскостью, проходящей через данную точку.
2. Азимут Солнца — угол между горизонтальной проекцией луча на Солнце и плоскостью меридиана. Причем этот угол отсчитывается от юга по часовой стрелке.

Используя форму, приведённую внизу, Вы можете сейчас рассчитать время сумерек, восхода и заката Солнца для любого города и для любого времени.
Для северного полушария широта является положительной величиной, западные долготы — отрицательные. Временная зона — это разница времени Гринвича и местного времени. Например, для Москвы зимой: 3 часа, в период действия летнего времени: 4 часа.

Расчёт параметров Солнца

Широта и долгота для известных городов

Белгород: Широта: 44° 48’N, Долгота: 20° 28’E
Брянск: Широта: 53° 20’N, Долгота: 34° 14’E
Владимир: Широта: 56° 8’N, Долгота: 40° 23’E
Вологда: Широта: 59° 12’N, Долгота: 39° 51’E
Воронеж: Широта: 51° 39’N, Долгота: 39° 10’E
Иваново : Широта 57°00’N, Долгота 40°59’E
Калуга: Широта: 54° 34’N, Долгота: 36° 22’E
Кострома: Широта: 57° 44’N, Долгота: 40° 57’E
Курск: Широта: 51° 39’N, Долгота: 36° 11’E
Липетск: Широта: 52° 35’N, Долгота: 39° 37’E
Орел: Широта: 52° 56’N, Долгота: 36° 6’E
Рязань: Широта: 54° 38’N, Долгота: 39° 42’E
Смоленск: Широта 54°47’N Долгота 32°03’E
Тамбов: Широта: 52° 46’N, Долгота: 41° 21’E
Тверь: Широта 56°52’N, Долгота 35°55’E
Тула: Широта: 54°12’N, Долгота: 37°37’E
Ярославль: Широта: 57° 35’N, Долгота: 39° 55’E

Определение широты и долготы своего города

1. Берётся Атлас.
2. Выбирается карта своей местности.
3. Ищется свой город.
4. Смотрятся цифры сверху и сбоку — они будут указывать на нужные координаты.

Сумерки делятся на три периода в зависимости от величины склонения Солнца.

1. Гражданские сумерки. Начинаются в момент захода солнца за горизонт и заканчиваются, когда солнце находится под горизонтом на высоте 6 градусов. Видимость ограничена, на небе различимы самые яркие звёзды, ноо горизонт при ясной погоде отчётливо виден. Необходимо включать свет фар, однако необходимость в искуственном освещении вне помещений наступает лишь с окончанием гражданских сумерек.
2. Навигационные сумерки. Начинаются в момент окончания гражданских сумерек и заканчиваются, когда солнце находится под горизонтом на высоте 12 градусов. Освещённость падает настолько, что без искуственного освещения нельзя читать, видимость окрестных предметов крайне низка, видимость горизонта ограничена. С окончанием навигационных сумерек горизонт исчезает из виду, и пользоваться навигационными приборами становится невозможно.
3. Астрономические сумерки. Начинаются в момент окончания навигационных сумерек и заканчиваются, когда солнце находится под горизонтом на высоте 18 градусов. Следы естественного освещения невозможно зафиксировать приборами; абсолютная темнота.

Солнце

Солнце — это центральная звезда Солнечной системы, вокруг которой обращаются другие объекты системы (планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль). Масса Солнца составляет 99,8% от суммарной массы всей Солнечной системы. По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V («жёлтый карлик»).

Радиус Солнца составляет около 696 000 км, что в 109 раз превышает радиус Земли, интересно, что полярный и экваториальный диаметры различаются не более, чем на 10 км, Солнце — практически идеальный шар. Объём Солнца превышает земной в 1 300 000 раз. Масса Солнца составляет около 330 000 массы Земли. Средняя плотность Солнца невелика — всего 1,4 г/см3, хотя в центре она достигает 150 г/см 3 . Ежесекундно Солнце излучает 3.84×10 26 Дж энергии, что в масс-энергетическом эквиваленте соответствует потере массы 4.26 миллионов тонн в секунду.

Возраст Солнца: 4.57 миллиардов лет.

Масса Солнца: Масса 1.9891×10 30 кг, это (332 946 масс Земли).
Радиус Солнца составляет: 695 990 км или 109 радиусов Земли.
Расстояние от Земли до Солнца: 149 600 000 км, свет проходит это расстояние за 8.31 световых минут.

Светимость Солнца: 3.846×10 33 эрг/сек.
Температура поверхности Солнца 5770 К, а в центре Солнца уже 15 600 000 К.
Плотность плазмы на поверхности Солнца: 2.07×10 -7 г/см 3 (в 10000 раз меньше плотности воздуха при атмосферном давлении).
Плотность плазмы в центре Солнца: 150 г/см 3 .

Химический состав на поверхности: 70% водорода (H), 28% гелия (He), на остальные элементы по массе приходится не боле 2%.
Химический состав в центре Солнца: 35% водорода (H), 63% гелия (He), на остальные элементы по массе приходится не боле 2%.

Ускорение свободного падения на Солнце: 274 м/с 2 (почти в 30 раз больше, чем на поверхности Земли).
Вторая космическая скорость (необходимая, чтобы преодолеть солнечное притяжение и удалиться от солнца на произвольное расстояние) на поверхности Солнца составляет 618 км/с.

Угловой размер Солнца для земного наблюдателя: 0.5 градуса (30 угловых минут).
Видимая с Земли звездная величина Солнца: -26.7m.
Абсолютная звездная величина Солнца: +4.83m.

Скорость вращения на экваторе: 1 оборот за 25 суток.
Скорость вращения на полюсах: 1 оборот за 30 суток.
Наклон оси вращения Солнца: 82° 45′ к плоскости земной орбиты.

Параметры орбиты Солнца

Растояние от центра Галактики: 2.5×10 17 км (26 000 световых лет).
Растояние от плоскости Галактики: 4.6×10 14 км (48 световых лет).
Галактический период обращения: 2.25−2,50×10 8 лет.
Скорость движения по орбите вокруг центра Галактики: 217 км/с.
Скорость движения относительно соседних звёзд Галактики: 20 км/с.

• В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае Рукава Ориона нашей Галактики (между Рукавом Персея и рукавом Стрельца) в, так называемом, Местном межзвёздном облаке — области повышенной плотности, расположенной, в свою очередь, в имеющем меньшую плотность «Местном пузыре» — зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа.

Источник

Восход и заход Солнца. Время восхода и захода Солнца

Восход и заход Солнца — ежедневные явления, которыми можно наслаждаться вечно. Воспринимая как должное, редко интересуешься, по какому алгоритму происходит движение небесного светила, что влияет на траекторию, почему случаются необычные вещи: полярные дни и ночи, северное сияние или затмение.

Возникновение заката и восхода небесного светила

Земля находится в постоянном движении как вокруг солнца, так и вокруг своей оси. Раз в сутки, за исключением полярных широт, можно наблюдать, как огненный шар исчезает за горизонтом и вновь там появляется через день, но уже с другой стороны. Восход и закат солнца — это время, когда «горящий» диск небесного светила исчезает из поля зрения, а крайняя верхняя точка полностью скрывается либо появляется (в момент рассвета).

Есть понятие «границы дня и ночи». Этот параметр существенно влияет на зенит. Последнее означает линию, направленную из точки на поверхность земли перпендикулярно ей. Зенитный угол — это расстояние между направлением луча к центру земли и вертикалью. В зависимости от размера угла можно сказать, взошло ли солнце полностью. То же самое определяет конец сумерек и начало ночи.

В астрономии есть понятие сумерек:

1. Для высоких широт зимой и летом солнце может не заходить и не всходить. Сумерки считаются нулевыми.
2. Продолжительность дня в таких широтах будет обозначаться либо 24 часа, либо 00 часов.
3. Сумерки длятся от 15-25 минут в разных точках земли.

Следует вывод: сумерки имеют начало и конец. Их продолжительность зависит от положения солнца на закате. Если бы земля не имела атмосферы, а солнце было точкой, зенитный угол равнялся бы 90 градусам. Так как солнце не имеет углового диаметра, свет отражается твердыми частицами. Поэтому верхний край диска зависит от движения центра светила. При нормальной атмосфере угол в 90 градусов преобразуется в прямую за 50 минут. Соответственно, если закат начинался бы с уменьшения прямого угла, сумерки длились бы дольше.

Как только солнце скрылось за горизонтом, начинается второй этап сумерек — гражданский вид. Угол зенита составляет меньше 96 градусов к противоположной стороне полушария. Дальше угол увеличивается до 102 градусов. Это навигационные сумерки. Все еще светло, на воде видна линия горизонта. Потом наступают астрономические сумерки: угол составляет 108 градусов, а видимость объектов становится слабой.

Важно! Такие алгоритмы расчетов не подходят для тех городов, где время не сменяется летним и зимним. Также не будет верным результат, например, для Новой Зеландии. Летнее время действует с мая по сентябрь. Поэтому время восхода и захода солнца везде разное.

Почему солнце становится красным?

Восход и заход солнца создают оптический эффект. Лучи солнца освещают земную поверхность, окрашивая небосвод в разные краски. На рассвете мы видим больше нежные оттенки красного, желтого. На заходе преобладают красные и бордовые цвета.

Дело в том, что к вечеру поверхность земли прогревается, влажность уменьшается, и скорость потоков воздуха увеличивается. Разница цветовой гаммы зависит от местности:

1. На равнинной местности закат будет не таким насыщенным.
2. Вдоль берегового горизонта — ярче.
3. А в северных широтах — красочнее, но не таким ярким.

Диск солнца находится далеко от горизонта. Лучи отражаются от поверхности. В западной части горизонта краски не такие яркие. Они оранжевые, красные или желтые.

Чем ближе к горизонту, тем больше красного цвета мы видим. По обе стороны от него проходит золотистая кромка. Над зарей виднеется сияние. С другой стороны земли на небосводе появляется голубоватый оттенок. Это тень Земли. Над ней сегмент небосвода окрашивается в пепельный цвет — Пояс Венеры. Возникает над горизонтом на уровне 10 до 20°.

Интересно! Красные лучи солнца самые длинные, их заметно даже на закате. Желтые и белые лучи самые короткие, поэтому их не видно, когда солнце заходит за горизонт.

Как влияет фаза луны?

Луна не всегда предстает в виде полного диска. Сначала она выглядит, как полумесяц, затем начинает увеличиваться. Когда она становится вновь полной, уменьшается. Этот процесс затрагивает несколько фаз, образуя цикл длинной в 29,5 суток:

1. Первая фаза — площадь освещенного диска меньше половины всего диска луны.
2. Вторая фаза — конец новолуния и переход к полнолунию.
3. Третья фаза характеризуется появлением полного диска.
4. Четвертая фаза — завершающая стадия полнолуния, переходящая в новолуние.

Восходы солнца и луны связаны между собой. Поверхность спутника отражает солнечный свет, показывая амплитуду движения вокруг Земли.

Расчет восхода и захода солнца

Чтобы посчитать, когда встает и садится солнце, физики-астрономы используют формулу с учетом склонения небесного светила. Значение широты можно узнать по карте мира, а высоту полюса — согласно географической широте (одно значение).

• где t — часовой угол,
• f — широта,
• d — склонение.

0.0148 (это синус 51′) — вклад от рефракции и размера диска. Если бы его не было, формула была бы гораздо красивее, в правой части было бы: tg(f)*tg(d) *.

Итак, в предельном случае, когда день равен ночи во время солнцестояния, очевидно: t равен 6 часов (90°), cos(t) = 0. Получаем простое уравнение: sin(f)*sin(-23.5°) = -0.0148, откуда f = 2.1° (примерно). На этой широте 21 декабря день равен ночи, то есть 12 часам.

Сейчас график восхода и захода солнца можно узнать, скачав специальное приложение, обратившись к календарным источникам. В Интернете также доступны разные варианты подсчетов, упрощенные и развернутые, причем с учетом поправок, движения солнца и места нахождения человека. Восход и заход солнца — интересные явления, но и, помимо этого, в мире остается много загадок, научность которых разбивается о реалии восприятия информации.

Почему длина дня разная?

Когда на первых полосах «Тихого Дона» появилась информация о времени захода и восхода солнца, возникали вопросы у читателей. Например, почему долгота дня отличается от той, что заявлена в календарях?

Долгота дня — период между восходом и заходом солнца. Но не всегда можно посчитать даже примерное время этого процесса. Дело в том, что угол склонения светила имеет определенное значение. Он влияет на сезонные изменения в погоде, долготу дня. Восход и заход солнца определяет, сколько часов будет день, сколько — ночь. Зимой ночь длиннее, летом — день.

А вот географическая широта влияет на продолжительность светового дня. Чем дальше от экватора, тем меньше день зимой и больше — летом.

Вот простой пример:

Москва находится приблизительно на 55 о с. ш. (северной широты), станица Вешенская — 49 о с. ш., а Ростов-на-Дону — 47 о с. ш. Долгота дня в зависимости от широты меняется так: в один и тот же день, 22 января, в Москве она составляет 8 ч. 01 мин., в ст.Вешенской — 8 ч. 54 мин., а в Ростове-на-Дону — 9 ч. 10 мин.

Летом все наоборот: в то время когда на юге России в конце июня долгота дня равна 15 часам, в Санкт-Петербурге она доходит до 18 часов, т.е. чем дальше на север, тем длиннее летний день.

Наибольшая долгота дня бывает в день летнего солнцестояния (приблизитеьно 22 июня), а наименьшая — в день зимнего солнцестояния (примерно 22 декабря).

По поводу календарей можно сказать одно: в них в основном печатают долготу дня для широты приблизительно 55-56 о . Это широта Москвы. А в газете «Тихий Дон» указывается долгота дня именно для Вешенской. Поэтому цифры и разнятся.

Интересные факты: полярные дни, равноденствия, северное сияние

Кроме графика восхода и захода солнца, непостоянности движения световых лучей, есть много интересных фактов о небесных телах. Недавно астрономы решили показать, как выглядит Земля с луны. И вот, что получилось:

Восход Земли — привычное дело для гостей спутника луны. А знали ли вы, что:

1. Марсоход Spirit запечатлел закат на Марсе. Он удивительно красив в сине-серых оттенках.
2. Северное сияние бывает не только на Земле. На Юпитере оно будет окрашено в фиолетовый цвет.
3. В Мурманске неизбежны полярные ночи. На Аляске за полярные дни вырастает около тонны крупных тыкв.
4. Самая короткая полярная ночь длится 2 дня (на широте Северного полушария). Самая длинная — на Южном полюсе. Длится она почти полгода.

Все научные исследования, о которых известно человечеству, не покрывает даже 1 % знаний о космосе, планетах и их поведении во Вселенной. Какие еще тайны хранит Земля, как долго будет светить Солнце и сколько запасов энергии есть у нашей галактики?

Источник