Когда солнце имеет склонение 0 градусов

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

День зимнего солнцестояния

Многие жители Земли, занятые в последние дни пред-Рождественскими и пред-Новогодними хлопотами, даже не заметили, что наступило Зимнее Солнцестояние. В Северном полушарии где-то глухая полярная ночь, где-то метели и снегопады, а где-то идет дождь и небо закрыто свинцовыми тучами. Дни короткие, сумерки наступают рано, люди ходят вялые и сонные, запуганные опасностью подхватить, невесть откуда свалившийся на их голову, неведомый и смертельно опасный коронавирус, и только предпраздничная суета и предвкушение весьма продолжительных зимних праздников заставляет многих встряхиваться.

В День Осеннего равноденствия , 23 сентября, Солнце в своем движении по эклиптике, в точке Весов, пересекло небесный экватор и оказалось в южном полушарии небесной сферы. С этого дня и до Дня Весеннего равноденствия , Солнышко будет иметь Южное ( Зюйдовое – S ) склонение.

Со Дня Весеннего равноденствия и до Дня Зимнего Солнцестояния, склонение Солнца увеличивалось , только вот происходило это не равномерно: в первый месяц склонение изменялось в среднем на 0,4º в сутки, затем в течение второго месяца в среднем со скоростью 0,3º в сутки, а в течение последнего месяца до дня зимнего солнцестояния в среднем со скоростью 0,1º в сутки.

В День Зимнего Солнцестояния , 20 декабря, Солнце приходит в точку Козерога и в этот день его склонение достигает своего максимального значения, d=23º 26′,2 S .

В точке Козерога, склонение Солнца равно углу наклона эклиптики к небесному экватору, d= e = 23º 26′,2.

Собственно, скорость изменения склонения Солнца замедляется за несколько дней до 21 декабря, и, например, 20 декабря 2020 г, в 21:00 гринвичского времени, склонение Солнца достигнет максимального значения d=23º 26′,2 S и будет сохраняться неизменным до 23:00 гринвичского времени 21 декабря 2020 г, а затем начнёт очень медленно уменьшаться , однако через несколько дней, скорость изменения увеличится.

Именно потому, что с 20 по 22 декабря склонение Солнца практически одинаковое и поэтому его полуденная (меридиональная) высота остаётся практически неизменной и кажется, что Солнце стоит, и стали называть этот день, днём зимнего солнцестояния.

В этот день, в Северном полушарии наблюдается самый короткий день и самая длинная ночь, а в заполярных широтах наблюдается середина «полярной ночи».

Зато в Южном полушарии наблюдается самый длинный день и самая короткая ночь, и весёлые жители шумного Рио-де-Жанейро, начинают готовиться к своему знаменитому карнавалу, правда весьма сомнительно, что в 2021 году красочный карнавал украсит улицы Рио, из-за измучившего всех жителей коронавируса.

Достигнув в День Зимнего Солнцестояния своего максимального значения в южном полушарии, Солнышко начнет движение по эклиптике в направлении небесного экватора. С этого дня склонение Солнца начнёт уменьшаться и у нас в Северном полушарии, продолжительность дня, хотя и медленно, но начнёт увеличиваться, а продолжительность ночи соответственно уменьшаться. В старину, на Руси, в это время говорили, что «Солнце пошло на лето, а зима на мороз», подразумевая, что Солнышко начало движение в сторону Северного полушария, однако морозы начинают крепчать и к Крещенью, 19 января, могут быть весьма сильными, оттого их и называют – «Крещенскими».

В старину вся жизни людей была организована по Солнечному циклу и поэтому для них в движении светила всё имело значение.

После Дня Зимнего Солнцестояния, склонение Солнца будет уменьшаться в течение трёх месяцев до дня весеннего равноденствия, со средней скоростью, аналогичной трём месяцем, предшествующим дню зимнего солнцестояния: в первый месяц – 0,1º в сутки, во второй – 0,3º в сутки, а за месяц до дня весеннего равноденствия – 0,4º в сутки.

Приблизительно через 13 дней после дня зимнего солнцестояния, а точнее 2 января 2021 г, в 13:51 часов, Земля будет находиться в точке перигелия и в это время от Земли до Солнца самое кратчайшее расстояние, однако, «не рукой подать», а 147 093 168 километров, что на 2,5 миллиона километров ближе среднего расстояния от Земли до Солнца, которое, как известно, равно 149 597 870,7 км (1 астрономическая единица). После прохождения точки перигелия скорость вращения Земли вокруг Солнца начнёт уменьшаться, а после прохождения точки афелия, 5 июля 2021 г, в 22:27 час, скорость вращения вокруг Солнца снова начнёт увеличиваться.

Казалось бы, если расстояние до Солнца наименьшее, то на Земле должно быть и теплее, однако, хотя с Земли Солнце действительно наблюдается большего размера, в Северном полушарии наблюдаются сильные морозы, а всё потому, что температура на Земле зависит не от расстояния до Солнца, а от наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты.

Всем нашим читателям мы желаем развеселых Рождественских и Новогодних праздников и безболезненно пережить зиму.

Источник

Видимое собственное движение Солнца

Эклиптика. Основные точки и линии на ней

Для нужд мореходной астрономии удобнее рассматривать движение всех светил на небесной сфере, а наблюдатель на земле принимается находящимся в центре небесной сферы. Данное удобство однако входит в противоречие с фактическим движением Земли относительно Солнца и звёзд. Мореходная астрономия это прикладная наука общей астрономии и она специально разработана астрономами для нужд моряков. Изучающим мореходную астрономию необходимо научиться ориентироваться на небесной сфере среди большого числа больших кругов, часовых углов, высот, склонений, полюсов и различных точек – точка Овна, точек равноденствий и солнцестояний, непривычных терминов и понятий и обозначений. Несомненно, что без заучивание определений и тщательного изучения и запоминания схем и рисунков не обойтись. Только усердное изучение теории поможет понять мореходную астрономию и успешно применять знания в процессе управления судном. Мореходная астрономия немыслима без знаний некоторых разделов математики, например, сферической тригонометрии, а изучение точной науки математики, всегда положительно сказывается на умственном развитии изучающего, а для специалиста, который практически постоянно должен находить и принимать решения, в ситуациях острого дефицита времени, это особенно необходимо. Так что изучение мореходной астрономии, хотя и кажется многим начинающим штурманам не нужным занятием, в действительности не утратило своей важности и актуальности.

Ежедневные наблюдения за Солнцем показывают, что азимут восхода и азимут захода ежедневно изменяются.

Изменяется время восхода и захода Солнца, изменяется меридиональная высота светила, всё это свидетельствует о том, что Солнце, помимо участия в видимом суточном движении имеет видимое кажущееся движение.

Если выбрать из Морского астрономического Ежегодника (МАЕ) на истинный полдень прямое восхождение и склонение Солнца за целый год с промежутком через 10 суток и нанести эти данные на небесную сферу, то получим большой круг, площадь которого не совпадает ни с площадью истинного горизонта, ни с плоскостью небесного экватора, а наклонена к последнему на угол ξ (кси). ξ = 23° 27′ .

Видимый кажущийся годовой путь Солнца по небесной сфере называется эклиптикой .

Эклиптика пересекается с плоскостью небесного экватора в точках равноденствия.

Точка, в которой Солнце имеет склонение равное 0° и наименование меняется с Южного ( Зюйдовое – S ) на Северное ( Нордовое – N ), называется точкой весеннего равноденствия , это происходит 21 марта, в День весеннего равноденствия .

Точка, в которой Солнце имеет склонение равное 0° и наименование меняется с Северного ( Нордового – N ) на Южное ( Зюйдовое – S ), называется точкой осеннего равноденствия , и Солнце приходит в эту точку 23 сентября, в День осеннего равноденствия .

Линия на небесной сфере, соединяющая точки равноденствия есть линия равноденствия .

Эклиптика пересекает меридиан наблюдателя в двух точках, точках солнцестояния, обозначенных на небесной сфере В и В1.

Точка, в которой склонение Солнца достигает наибольшего значения δ = 23° 27′ N является точкой летнего Солнцестояния и Солнце приходит в неё 22 июня, в День летнего Солнцестояния .

Точка, в которой склонение Солнца достигает наибольшего значения δ = 23° 27′ S является точкой зимнего Солнцестояния и Солнце приходит в неё 22 декабря, в День зимнего Солнцестояния .

Линия на небесной сфере, соединяющая точки солнцестояний называется линией солнцестояний .

Прямая на небесной сфере TN TS перпендикулярная плоскости эклиптики и проходящая через её центр, есть ось эклиптики .

Ось эклиптики пересекает небесную сферу в полюсах TS – северном полюсе эклиптики и TS – южном полюсе эклиптики.

Большой круг проходящий через полюса эклиптики есть колюр .

Солнце в своём движении по эклиптике 21 марта приходит в точку весеннего равноденствия, которая участвует в видимом суточном движении светил. Эта точка вместе с Солнцем начнёт движение. Через сутки точка весеннего равноденствия возвратится на своё место, то есть произойдёт её кульминация, а Солнце опоздает к моменту кульминации на 4 минуты, так как имеет видимое собственное движение, направленное в противоположную сторону видимого суточного движения светил и движется со скоростью 1° в сутки.

С 21 марта Солнце начнёт удаляться от небесного экватора по спиралеобразной кривой и 22 июня придёт в точку В. Солнце будет иметь склонение δ = 23° 27′ N , прямое восхождение α = 90° и в своём видимом суточном движении опишет на небесной сфере наиболее удалённую от экватора небесную параллель – тропик Рака .

С 22 июня Солнце по спиралеобразной кривой начнёт приближаться к плоскости небесного экватора и 23 сентября придёт в точку осеннего равноденствия . Солнце будет иметь склонение δ = 0, прямое восхождение α = 180°.

С 23 сентября Солнце по спиралеобразной кривой начнёт удаляться от небесного экватора к Южному полюсу и 22 декабря придёт в точку В1. Солнце будет иметь склонение δ = 23° 27′ S , прямое восхождение α = 270° и в своём видимом суточном движении опишет на небесной сфере наиболее удалённую от экватора небесную параллель – тропик Козерога .

С 22 декабря Солнце по спиралеобразной кривой вновь начнёт движение в сторону точки весеннего равноденствия .

Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия есть тропический год . Его продолжительность 365,2422 суток.

Промежуток времени, в течение которого Солнце сделает полный оборот относительно звёзд есть звёздный год . Его продолжительность 365,2564 суток.

Очевидно, что фактически не Солнце движется вокруг Земли, а Земля движется вокруг Солнца, в ту же самую сторону, в которую она вращается вокруг своей оси.

Путь, по которому движется Земля вокруг Солнца, называется земной орбитой, которая представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце и плоскость эллипса наклонена на 23° 27′. Точка на орбите, ближайшая к Солнцу, называется перигелий , а точка, наиболее удалённая от Солнца, называется афелий .

Источник