Как солнце движется по компасу

Где заходит солнце и как оно восходит

Восход и заход Солнца — это естественные процессы, происходящие регулярно в нашей Вселенной. Правда, если быть точными, то Солнце не восходит и заходит, а остается неподвижным. Вопреки расхожему мнению наших древних предков, это не небесное светило вращается вокруг нашей планеты, а Земля вместе с семью другими планетами вращается вокруг Солнца, попутно вращаясь еще и вокруг своей оси, по направлению с запада на восток.

Знание о том, с какой стороны восходит Солнце, может пригодиться туристу, как способ ориентирования по местности и даже послужить заменой компаса. Кроме того, есть любители полюбоваться закатом. Из статьи читатели могут узнать, где Солнце заходит и восходит.

Общая информация

Если спросить у людей: «С какой стороны встает Солнце?», то большинство ответит на этот «глупый» по их мнению, вопрос так: «Солнце восходит на востоке». На самом деле это утверждение неправильное. Так же, как и стандартный ответ на вопрос: «Где Солнце заходит?». Оба ответ не верные. Точнее они правильные, но только в отношении двух дней в году. Это 23 сентября и 21 марта, так называемые дни осеннего и весеннего равноденствия. Как несложно догадаться из их названия, в эти дни сутки поделены поровну — 12 часов дня и 12 часов ночи. Именно поэтому Солнце встает четко на востоке и заходит четко на западе.

В другое же время Солнце движется по небосклону совершенно иначе, совершая либо более короткую траекторию движения (тогда ночь длиннее дня) или более длинную (тогда день длиннее ночи).

Также необходимо назвать еще 2 знаменательные даты — 22 декабря и 21 июня. Это дни зимнего и летнего солнцестояния соответственно. Исходя из названия, нетрудно догадаться, что в эти дни солнце наиболее долго находится в небе. Только в день зимнего солнцестояния это действительно по отношению к Южному полушарию, а в случае с летним солнцестоянием относится к Северному полушарию. Но почему же?

Виды полушарий и различия между ними

Всего существует 4 вида полушарий — Южное и Северное, Западное и Восточное. Коротко описывая Западное и Восточное, нужно отметить, что они отличаются по часовым поясам. То есть, когда в Западном полушарии день, то в Восточном ночь и наоборот. Это происходит из-за того, что Земля вращается вокруг своей оси. В разное время суток Земля «подставляет» Солнцу разные свои части.

Но нас интересуют Северное и Южное полушария. Они отличаются по временам года. То есть, если в Северном зима, то в Южном лето и наоборот. Весна и осень соответственно тоже поменяны местами. Это происходит благодаря вращению Земли вокруг Солнца и ее неравномерному освещению.

Где заходит Солнце и где оно восходит?

Если рассматривать Северное полушарие, то летом Солнце восходит между севером и востоком, а заходит между севером и западом. Зимой встает между югом и востоком, а заходит между западом и югом. Осенью и весной Солнце встает между северо-востоком и юго-востоком, а заходит между северо-западом и юго-западом. В дни осеннего и весеннего равноденствия, как уже было отмечено, оно восходит и заходит строго на востоке и западе соответственно.

В Южном полушарии все наоборот. Этим и объясняется отличие времен года.

Необходимо упомянуть о том, что контраст между ночью и днем тем выше, чем севернее располагается рассматриваемая местность в Северном полушарии, и чем южнее в Южном. То есть, если сформировать определенное правило, то оно будет звучать так: чем ближе территория к полюсу, тем сильнее будет проявляться разница ночи и дня. И соответственно чем ближе территория к экватору, тем меньше проявляется разница дня и ночи.

Если рассматривать на конкретном примере, то на полюсах ночи длятся по нескольку месяцев, как и дни. А на экваторе разницы между ночью и днем практически нет. Из-за этого на экваторе никогда не бывает зимы и лета, здесь всегда одинаковая освещенность.

Заключение

Знание о том, где Солнце заходит и где оно восходит, может пригодиться не только для саморазвития, но и на практике. Например, отправившись в поход, вы всегда сможете определить сторону света по положению Солнца, что естественно сильно поможет вам в вопросе ориентации на местности.

Источник

Солнечные часы и солнечный компас

Эта тема стала особенно актуальной в конце 19, начале 20 века. В связи с арктическими путешествиями и навигацией. В приполярных районах, вблизи магнитного и географического полюсов ошибка магнитного компаса может быть неопределённо большой, плюс-минус 180 градусов. Например, если корабль окажется на линии соединяющей магнитный и географический полюс то стрелка компаса покажет север в сторону магнитного полюса, а юг в сторону географического ! Не говоря уже о магнитных бурях, создающих северные сияния и тоже влияющих на магнитные компасы.

Поэтому придумали солнечный компас, который по положению солнца и показаниям часов – указывает стороны горизонта.

Идея ориентироваться по солнцу (и другим небесным светилам) возникла ещё в самые древние времена. Потому что на незнакомой местности или в море всё равно больше не по чем ориентироваться. 🙂 Сложность в том, что солнце и другие небесные светила постоянно двигаются и это движение надо учитывать, если нужно выдерживать одно заданное направление движения.

Чтобы учитывать суточное движение солнца как раз и придумали солнечные часы. Это две неразрывно связанные темы.

Не будем вдаваться в подробности, почему в сутках 24 часа. Просто так сложилось исторически. За 1 солнечные сутки принимают время от одного солнечного полдня — наивысшей точки солнца на небе до следующего (это так в астрономии, а не в правительстве). Полдень — верхняя кульминация солнца, как говорят в народе. Весь этот отрезок времени делят на 24 часа.

К слову сказать, есть ещё звёздные сутки точно так же как солнечные, но от одной верхней кульминации любой выбранной звезды до следующей верхней кульминации этой же звезды. И звёздные сутки не равны солнечным! Есть и средние солнечные сутки… Много чего есть, но это совсем другая история.

Примем к сведению: 1 оборот солнца это 24 деления (здесь рано говорить равные деления!) в единицах времени и одновременно 360 равных делений в градусах. Значит, нарисуем горизонтальную окружность, обозначив на ней точку 12 ч. дня – полдень по самой короткой тени от указателя солнечных часов — гномона. Теперь поделим окружность вправо и влево от деления 12 на равные отрезки по 15 градусов каждый. И часы готовы! У нас даже есть направление на юг, которое в солнечных часах всегда совпадает с цифрой 12 дня.

Для желающих можем сделать ещё солнечные часы (и даже заработать кучу денег на этом бизнесе). Причём для правильной установки новых часов теперь не надо ждать полдня. Что само по седее муторное занятие. Достаточно новые часы вращать в горизонтальной плоскости пока тень на них не покажет время такое же, как на наших первых – эталонных часах. Новые солнечные часы установятся на нужное время и автоматически правильно сориентируются в направлении север-юг.

Вот так решается прямая задача – определение времени по солнцу и обратная – определение направления север-юг по известному времени. Зная время – можно определить направление на юг (или другую сторону света) Зная азимут солнца – можно определить время. В теории.

Равномерный 24 часовой циферблат солнечных часов

На практике радость продлится недолго. Как только мы захотим сделать песочные часы, чтобы узнавать время после захода солнца. Так сразу и прозвенит первый тревожный звонок — час по песочным часам – всегда одинаков. А по солнечным – разный! Самый длинный час на вышеописанных солнечных часах у полудня, самый короткий при восходе и заходе солнца. То есть 15 градусов тень медленнее всего проходит около полудня и очень быстро при восходе и заходе.

Это всё работает в ограниченных условиях. Солнечные часы жёстко связаны с местом их установки. Если переместиться на восток — полдень наступит раньше, чем на наших эталонных часах. Переместимся на запад – полдень наступит позже, чем на эталонных часах. Но это далеко ещё не все проблемы.

Хотя с этим жили тысячи лет. В Риме, например, всё светлое время тупо делили на 12 часов, тёмное тоже на 12. Сразу же припоминается, что летом длинный день, а зимой длинная ночь. Но римских императоров и сенаторов это не волновало.

На рисунке видна неравномерность делений в полдень и утром-вечером и гномон солнечных часов наклонён к горизонту под углом равным широте места. На другой широте часы будут показывать время с ошибкой.

Кое-где в рисовали неравномерные часовые деления на циферблате. Однако эти неравномерные деления не работали в другом городе. В тот раз глобализация не прошла.

Это работало с древнейших времён но в пределах одного города и текущих суток. Глобальной навигации и службы времени на этом не построишь. Точнее не построишь на основе вышеупомянутых горизонтальные солнечных часов.

Правильная установка горизонтальных солнечных часов.

С древнейших времен было известно, что вся небесная сфера вращается вокруг одной точки – полюса. Очень близкого к Полярной звезде. Но только долгие поиски привели примерно в 15-16 веке к прогрессивной мысли: если гномон (указатель) солнечных часов направить в сторону Полярной звезды, а циферблат расположить в плоскости перпендикулярной указателю, то солнечные часы, наконец, станут равными и в полдень и на восходе. И такие солнечные часы с наклонённым циферблатом можно использовать на любой широте, если устанавливать на каждом новом месте наклон циферблата на угол 90 градусов минус широта места. Ход времени стал равномерным на разных широтах. Наверно и успехи в географических открытиях неразрывно с этим связаны.

Экваториальные солнечные часы. Шкала равномерная и 24 часовая.

Правильная установка экваториальных солнечных часов

Шло время, механические часы становились всё точнее. Они даже превзошли солнечные в точности. Показали, что солнечные сутки только в среднем 24 часа, а в каждый конкретный день больше или меньше разница эта до 15 минут в течение года.

И в начале 20 века работа солнечного компаса выглядела так. По точным механическим часам рассчитывают местное солнечное время. Устанавливают его на шкале компаса. Поворачивают эту шкалу до совмещения с направлением на солнце и напротив деления 12 будет юг. А значит и все остальные градусы компасной катушки станут правильно.

Источник

Определение сторон света по Солнцу и часам

Если под рукой не оказалось ни компаса, ни навигатора, а сориентироваться на местности все же нужно, наиболее эффективными способами для определения сторон света, ориентирования карты на местности (например, в лесу), нахождения своего местоположения и определения направления дальнейшего движения могут служить способы ориентирования по небесным светилам — звездам и Луне.

Отдельно мы подробно говорили про ориентирование по Полярной звезде. Сейчас же сконцентрируем наше внимание на способах ориентирования по Солнцу — самой близкой к нам звезде, — а именно на способах ориентирования по Солнцу и часам.

На рассвете Солнце находится на востоке. Следовательно, если стать лицом к нему, то справа будет юг, слева — север, за спиной — Запад.

Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов

Мне известно три способа ориентирования по Солнцу и часам. Все эти способы базируются на нескольких аксиомах:

• Солнце встает на востоке и садится на западе, при этом чаще всего точное место восхода и захода отклонено в северную либо южную сторону.
• В середине дня Солнце проходит через прямую, соединяющую северное направление с южным.
• Солнце движется по небесной сфере с угловой скоростью примерно равной 15 градусам в час, то есть в два раза медленнее часовой стрелки часов.
• Если стать лицом на север, то позади окажется юг, справа — восток, слева — запад. Понимая это, можно, зная всего одну сторону света, найти все остальные.

Подробнее об этих и других фактах, а также о том, откуда они взяты и почему работают так, а не иначе, можно прочитать в отдельной статье. Сейчас же предлагаю перейти непосредственно к описанию методов ориентирования.

Способ №1. По ключевым точкам

Данный способ основан на понимании того, что Солнце в 6 часов утра находится приблизительно на востоке, а в 6 часов вечера — приблизительно на западе. Из всех способов ориентирования по Солнцу этот, пожалуй, самый простой.

Этот способ помогает решать и обратную задачу — по положению тени и известным сторонам света определять время.

С 12 часами дня все немного сложнее: в средних и высоких широтах северного полушария в полдень Солнце будет на юге, в средних и высоких широтах южного полушария — на севере. В тропиках и на экваторе в течение года Солнце в полдень может оказаться то на севере, то на юге, а иногда и строго над головой наблюдателя. Подробно этот вопрос мы разбирали здесь…

Исходя из этого, можно более-менее точно узнать расположение сторон света в 6:00, 12:00 и 18:00. Для этого определяется направление на Солнце, делается вывод о стороне света, которая соответствует этому направлению, а затем, зная одну сторону света, находятся все остальные.

Данный метод позволяет быстро сориентироваться на местности, но его главным недостатком является привязка лишь к трем ключевым точкам — моментам времени, когда Солнце примерно совпадает с основными направлениями сторон света. Использовать же его в другие моменты времени не представляется возможным.

Способ №2. По аналоговым часам и Солнцу

Этот способ основан на знании того, что в средних и высоких широтах северного полушария Солнце движется по небосводу по часовой стрелке с угловой скоростью, равной половине от скорости движения часовой стрелки на часах. Это, по сути, — усовершенствованный первый способ.

Чтобы определить стороны света по аналоговым часам и Солнцу, следует придерживаться следующей инструкции:

1. Часы располагаются горизонтально. Циферблат должен быть направлен вверх.
2. Часы поворачиваются в горизонтальной плоскости так, чтобы часовая стрелка указала на Солнце, а точнее на его проекцию на горизонт.
3. От центра циферблата проводится луч так, чтобы он оказался строго между часовой стрелкой и цифрой «12». При этом в утренние часы этот луч будет находиться в промежутке от 6 до 12, а в вечерние — в промежутке от 12 до 6, если смотреть по часовой стрелке. Этот луч и укажет приблизительное направление на юг.

Существует вариация этого метода с использованием спички. Для этого:

1. Часы располагаются горизонтально циферблатом вверх.
2. Между часовой стрелкой и цифрой «12» на циферблате мысленно отмечается точка.
3. Возле этой точки сбоку к корпусу часов прикладывается спичка так, чтобы она была перпендикулярна плоскости циферблата.
4. Часы с прислоненной к ним спичкой вращаются в горизонтальной плоскости до тех пор, пока тень от спички не пересечет центр циферблата.
5. Луч, проведенный из центра циферблата через цифру «12» укажет приблизительное направление на юг.

Методы с использованием аналоговых часов хорошо будут работать только в том случае, если Солнце в течение дня будет двигаться низко над горизонтом. Чем выше солнечный зенит в конкретном регионе в конкретное время года, тем большую ошибку эти методы будут давать.

Например, они будут прекрасно работать за полярным кругом во время полярного дня, неплохо — в средних широтах в зимний период, и окажутся совершенно непригодными для ориентирования — в летних тропиках и на экваторе.

Кроме того, я не зря указал, что способ ориентирования по Солнцу и аналоговым часам предназначен для северного полушария. В южном полушарии, где Солнце движется справа налево, этот метод ориентирования нужно менять (о том, как это сделать, мы говорили в другой статье). Однако пользоваться им при этом становится сложнее, а значит увеличивается вероятность допущения ошибки. В таких ситуациях лучше применять другой способ, о котором поговорим далее.

Способ №3. По пройденному Солнцем пути

Это мой авторский способ ориентирования, основанный на знании скорости движения Солнца по небосводу. Он был придуман несколько лет назад и показал свою эффективность на практике в условиях различных походов.

Рассмотрим его на примере средних широт северного полушария, где в 12 часов дня Солнце будет находится приблизительно на юге.

Зная время в данный момент, нетяжело определить, сколько часов осталось до 12, или сколько часов прошло после 12 часов дня, то есть того момента, когда Солнце было на юге. Зная положение Солнца в данный момент, скорость и направление его движения по небосводу, можно легко определить, где Солнце окажется или было в 12:00, тем самым определив направление на юг.

Предположим, что в данный момент 8 часов утра. Это значит, что до 12 часов осталось 4 часа. То есть через 4 часа Солнце окажется на юге, сместившись слева направо от положения, в котором находится в данный момент. Определяем расстояние, на которое нужно сместиться Солнцу, чтобы оказаться на юге: 4 часа умножаем на 15 градусов в час — получаем 60 градусов. То есть от того положения Солнца, где оно находится в данный момент времени, нужно отступить вправо угловое расстояние равное 60 градусам — и полученное направление будет соответствовать направлению на юг.

Зная, что на расстоянии 57 см от глаз 1 сантиметр соответствует примерно 1 градусу, можно легко без транспортира найти направление на юг. Выставленный на этом расстоянии кулак с отогнутым в сторону большим пальцем соответствует примерно 15–17 см, то есть 15–17 градусам. Соответственно, четыре таких кулака будут соответствовать примерно 60 градусам.

Конечно, в этом случае было бы удобнее отступить не 60 градусов вправо, определяя юг, а 30 градусов влево, определяя восток: это уменьшило бы ошибку и несколько бы сократило временные затраты. Однако я решил не путать читателя и решил задачу по описанной ранее схеме.

Недостатки у данного способа те же, что и у предыдущего, однако есть и ряд преимуществ. Так, например, не нужны аналоговые часы, то есть часы со стрелками: для этого способа достаточно электронных часов, мобильного телефона или радиоточки, по которой сообщают текущее время. Кроме того, этот метод одинаково удобен для использования, как в северном полушарии, так и в южном.

Пользуясь разобранными сегодня методами, необходимо вносить корректировки, связанные с переводом часов на летнее время. Если этого не сделать, ошибки при ориентировании по Солнцу и часам могут значительно возрасти. Об этом мы рассказывали в отдельной статье.

Также для повышения точности стоит вносить корректировку, связанную с рядом других моментов, которые влияют на отклонение «земного» времени от астрономического. Однако зачастую эти моменты не учитываются, поскольку их влияние на точность метода незначительно, ведь данные методы вообще не претендуют на звание точных.

Не лишним будет также отметить, что ориентироваться по Солнцу можно и без часов, однако именно методы с использованием часов позволяют найти стороны света наиболее быстро, хоть и не всегда точно. Именно благодаря своей скорости данные методы целесообразны в большинстве случаев, поскольку чаще всего скорость является приоритетнее точности.

Тем не менее, это вовсе не отменяет необходимости изучения всех вариантов ориентирования, поскольку ситуации бывают разные, а часы, как и любые сложные механизмы, имеют привычку выходить из строя. Поэтому всегда стоит уметь обходиться без них.

Источник